謝來坤 秦曙光 羅竟

摘要：影像檔案溯源項目建設(shè)與影像文件采集活動有密切關(guān)系。文章分析目前公路建設(shè)項目影像采集現(xiàn)狀，研究以溯源項目建設(shè)為目標(biāo)的影像采集責(zé)任、設(shè)備、階段、頻率、數(shù)量、質(zhì)量，解決項目溯源的關(guān)鍵技術(shù)問題，開發(fā)公路建設(shè)項目影像檔案溯源系統(tǒng)。該課題成果已在荔玉、新柳南等高速公路實踐應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：公路;影像;檔案;采集;溯源;管理;系統(tǒng)

中圖分類號：U415.1A010015

0 引言

建設(shè)項目影像檔案是工程檔案的重要組成部分，是項目建設(shè)的歷史見證和記載。影像檔案，在工程招（投）標(biāo)、宣傳、借鑒、培訓(xùn)、糾紛、結(jié)（決）算、營運中具有直觀效果。但以項目影像檔案溯源項目建設(shè)這一課題，目前鮮有研究。影像采集活動是建設(shè)項目影像文件獲取的唯一途徑。溯源項目建設(shè)則是影像檔案的價值體現(xiàn)。因此，研究影像文件采集活動和影像檔案溯源項目建設(shè)具有十分重要的意義。

本文為廣西壯族自治區(qū)檔案局與廣西荔玉高速公路有限公司共同承擔(dān)國家檔案局課題研究成果之一。本文研究解答了在影像文件采集過程中的“為何拍”“為誰拍”“誰來拍”“怎樣拍”“拍哪里”“拍什么”“拍多少”和采集的影像文件該“如何選”“怎樣著”“怎樣存”“如何用”等問題。

1 影像文件采集的現(xiàn)狀

1.1 我國缺乏針對建設(shè)項目進行影像文件采集的系統(tǒng)研究

國家檔案局在不同時期出臺了關(guān)于建設(shè)項目影像文件的標(biāo)準(zhǔn)[1]、規(guī)范[2]和文件[3]，規(guī)范了影像文件的整理、歸檔工作標(biāo)準(zhǔn)。但這些標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、文件在影像文件采集、整理、存儲等方面的條款較少，且語言表達抽象、模糊、可操作性差，各地執(zhí)行的隨意性較大。以交通運輸行業(yè)為例，交通運輸部印發(fā)的兩個重要文件[4-5]、監(jiān)理規(guī)范[6]是公路影像文件采集的主要依據(jù)。但文件沒有規(guī)定影像文件的采集，更無涉及溯源的要求。

頂層設(shè)計的不足，在實際操作中使得影像檔案合格性評價缺乏依據(jù)。調(diào)查顯示[7]，同一個建設(shè)項目，建設(shè)規(guī)?；鞠嗤膮⒔▎挝恢g收集的影像數(shù)量、質(zhì)量相差懸殊。但按照目前已有的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，無法判斷數(shù)量多少為足夠，影像達到何種質(zhì)量才能滿足使用。多數(shù)企業(yè)（包括建設(shè)、采購、設(shè)計、監(jiān)理、施工）并未對影像文件的采集引起足夠的重視，造成企業(yè)在施工生產(chǎn)、安全、質(zhì)量控制、二次創(chuàng)效、竣（交）工驗收、營運、維護與加固時缺乏寶貴資料。其后果是有價值的影像資源得不到搶救。

1.2 以影像文件溯源項目建設(shè)的研究有待上升為國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

以建設(shè)項目影像采集與溯源為查新點[8]，檢索到的信息絕大多數(shù)為金融、社保、稅務(wù)、工商、學(xué)校、醫(yī)院、文物等領(lǐng)域。經(jīng)對比，檢索到的文獻中尚未見與本項目查新點完全相同或類似的報道。國際上至今尚無專門針對建設(shè)項目影像文件采集對象、時機、部位、數(shù)量、頻率、質(zhì)量的研究，更無以影像溯源項目建設(shè)的文獻報道和專題研究。

2 影像文件采集活動的研究

2.1 采集組織的研究

項目法人對項目影像采集工作負總責(zé)。項目影像采集工作應(yīng)實行“兩納入”（納入項目招（投）標(biāo)、納入項目履約能力檢查）、“三同步”（同步準(zhǔn)備、同步推進和同步完成）。項目影像采集組織框架流程按圖1設(shè)置。

2.2 采集活動的研究

真實性、同步性、對比性、還原性是建設(shè)項目影像文件采集的基本要求。真實性是指數(shù)字成像設(shè)備直接拍攝形成的原始影像信息，除亮度、對比度、飽和度等處理外，不能對數(shù)碼照片的內(nèi)容和 EXIF 信息進行修改和處理。同步性是指工程影像采集時機與建設(shè)活動同步。對比性是指所拍攝的對象要有一定的參照物。開工前后，過程乃至竣工均應(yīng)有對比影像文件。還原性是指必須采集足夠數(shù)量和質(zhì)量的影像文件，能溯源項目建設(shè)重大活動、關(guān)鍵工序、重要結(jié)構(gòu)。為此，影像采集活動圍繞以下幾方面開展研究：

（1）合適的數(shù)碼攝影設(shè)備。攝影設(shè)備是確保真實性的條件。一般采用數(shù)碼攝影設(shè)備，如航拍飛行器、單反、數(shù)碼相機、手機等，只要分辨率不低于1 080×720像素，單張照片大小不超出4 M，手機像素最低要求1 200萬，所采集的影像文件，均滿足檔案要求。

課題研發(fā)出一款手機采集影像的安卓版APP采集系統(tǒng)。采集影像后，現(xiàn)場通過語音或文字輸入完成影像文件的元數(shù)據(jù)編輯，上傳系統(tǒng)，能實現(xiàn)采集、著錄、系統(tǒng)管理一體化。

（2）拍攝時機。拍攝時機是確保影像文件采集的同步性。影像拍攝時機應(yīng)確保在整個事件精華、高潮及結(jié)束前完成。因此，項目開工前應(yīng)有關(guān)鍵工序、隱蔽工程、重要結(jié)構(gòu)部位、不同時期反映項目全貌的航拍等項目影像文件采集策劃書。

（3）合適的參照物。參照物出現(xiàn)在影像文件中，對拍攝對象具有很強的對比性。照片類常用的參照物有鋼尺、卷尺、塔尺、標(biāo)識牌。其中標(biāo)識牌尺寸規(guī)定為：標(biāo)識牌長60 cm，寬50 cm，行高10 cm。字體統(tǒng)一為初號。圖2為標(biāo)識牌范例圖。

錄像類影像除在被拍攝的目標(biāo)上豎立標(biāo)識牌外，目標(biāo)周邊影響范圍的地形地物也應(yīng)該在拍攝范圍。

合適的景別。這也是確保影像真實、對比的措施。畫面主體應(yīng)占照片1/2～3/4畫幅。景別以遠景、全景、中景、近景及特寫構(gòu)圖為主。重要活動應(yīng)采用多機位、多視角拍攝，選擇最能體現(xiàn)工程特色的景別和畫面，并以周邊永久性參照物作為背景。

（4）影像文件的數(shù)量、質(zhì)量、頻率和專業(yè)軟件系統(tǒng)是保障還原的前提。因現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對建設(shè)項目文件的溯源要求還是空白，本課題對這些問題進行了深入的研究。

2.3 影像文件采集范圍、頻率、數(shù)量的研究

課題以影像文件能滿足溯源項目建設(shè)為目標(biāo)來研究采集的范圍、部位（階段）、頻率、數(shù)量。建筑是凝固的藝術(shù)結(jié)晶，建設(shè)項目具有亮點、地標(biāo)、特色的場景，融入地域性人文、地理、風(fēng)土人情，均應(yīng)多機位、多維度拍攝，為全方位再現(xiàn)建筑藝術(shù)之美提供足夠數(shù)量和高質(zhì)量的影像文件。本課題影像文件采集的研究成果，已經(jīng)成為廣西檔案行業(yè)建設(shè)項目影像文件采集指南[9]：

（1）采集范圍及階段。從項目籌備、立項、招標(biāo)投標(biāo)、合同協(xié)議、勘察設(shè)計、征地拆遷、移民安置及工程準(zhǔn)備過程，到項目建設(shè)過程，至項目竣（交）工為止整個過程的具有查考、利用價值的所有影像文件，均應(yīng)列入采集范圍。

（2）采集頻率及數(shù)量。各節(jié)點采集的頻率，根據(jù)拍攝對象的重要程度確定，以能反映事件或部位為原則。文件[9]規(guī)定了各個環(huán)節(jié)采集的頻率和數(shù)量。

2.4 影像文件的分組

結(jié)合公路建設(shè)項目特點，將所采集的影像文件按照表1進行分組。每一張照片，每一段錄音、錄像都可以從表1中找到相應(yīng)的組別歸類。表中在每個單位工程等聚類之后再劃分組，并預(yù)先設(shè)置聚類系統(tǒng)。

2.5 優(yōu)質(zhì)影像文件的推送

同一個主題活動往往需要采集很多照片?；谀：龍D片篩選法系統(tǒng)（Fuzzy Detection system）檢測圖像模糊度，運用拉普拉斯算法利用圖片的灰度值計算出“模糊量”。如果模糊量低于預(yù)先定義的閾值，那么該圖片就可以被認(rèn)為是模糊的;高于閾值，就不是模糊的?？紤]兩種場景：（1）在有對比圖片的前提下判定上傳圖片是否模糊;（2）在沒有參考圖片的情況下判斷上傳的圖片是否清晰。

本課題開發(fā)的溯源系統(tǒng)直接引入JAVA圖片分類篩選功能，能從眾多相似的圖片中推送最清晰的一幀照片。圖3為推選的最優(yōu)圖片。

3 影像文件的溯源研究

3.1 制定影像檔案標(biāo)識編碼規(guī)則

標(biāo)識編碼是實現(xiàn)溯源的最便捷路徑。基于multilevel coding tree模型，課題建立了支持多層狀溯源的編碼規(guī)則。圖4為本課題典型的樹狀結(jié)構(gòu)模型圖。每一個影像文件都有唯一的標(biāo)識編碼，包含定位（通過RFID等技術(shù)快速確定目標(biāo)電子檔案資源在服務(wù)器中的具體位置）、描述（文件元數(shù)據(jù)）、聚類（主題標(biāo)識）。

標(biāo)識編碼采用項目代號、屬性、保管期限、類別和流水號等不等長“五段位”組成[7]。每個段位根據(jù)項目行業(yè)特征加以規(guī)范。

范例：以圖3左邊第一幅圖為例，系統(tǒng)生成的標(biāo)識編碼G59GXLY-411-30-3Q01A01A01A-1，這張照片標(biāo)識編碼隱含這以下這些元數(shù)據(jù)信息：國家高速公路網(wǎng)呼和浩特至北海高速公路（G59）廣西荔浦至玉林段（GXLY），中交二航局第11合同段（411），保管期限30年（30），質(zhì)保資料（3），相思州大橋左幅（Q01，劃分表預(yù)先設(shè)定，下同），基礎(chǔ)及下部構(gòu)造分部工程（A01），鋼筋籠分項工程（A01），第一道工序（A），第一張照片（1）。標(biāo)識編碼的元數(shù)據(jù)自動進入系統(tǒng)表格，并在照片周邊中文顯示隱含的信息。

3.2 建立多層狀網(wǎng)絡(luò)的溯源方式

表1中的20組影像文件材料，經(jīng)歸檔元數(shù)據(jù)，進行電子封裝包后，為溯源提供了基礎(chǔ)信息。系統(tǒng)提供了組別、單位分部分項工序、時間、保管期限、事件或單項工程等單項或組合式的多層狀溯源方式。

單位、分部、分項、工序的劃分及唯一性標(biāo)識編碼是實現(xiàn)影像文件溯源，與質(zhì)保資料電子文件、BIM等軟件進行數(shù)據(jù)交換，實行多維溯源的橋梁通道。

3.3 溯源關(guān)鍵技術(shù)的研究

利用影像文件溯源項目建設(shè)，涉及影像電子存儲格式、元數(shù)據(jù)、封裝、電子簽名、備份等關(guān)鍵技術(shù)。

3.3.1 存儲格式

影像電子文件可以通過劃分電子設(shè)備環(huán)境中生成的原生電子文件格式或翻曬、掃描等數(shù)字化操作方法得到，有設(shè)備自帶的影像電子文件格式。各種存儲格式之間可以相互轉(zhuǎn)換。本課題直接采用原生電子文件格式或自帶格式作為存儲格式。

3.3.2 元數(shù)據(jù)方案

在國家檔案局現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中，照片類電子文件元數(shù)據(jù)實體共94類，錄音錄像類電子文件元數(shù)據(jù)96類。依靠人工著錄這些元數(shù)據(jù)信息非常困難。課題在執(zhí)行國家檔案局行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的電子文件元數(shù)據(jù)方案基礎(chǔ)上，將其改良為適合公路行業(yè)特色的影像文件元數(shù)據(jù)方案。限于篇幅，表2為改良適合公路行業(yè)特色的部分元數(shù)據(jù)方案。

系統(tǒng)設(shè)置元數(shù)據(jù)信息著錄劃分為三大類：

（1）一次性錄入、反復(fù)調(diào)用類，如項目代號、采集單位信息、全宗號、組別代號、單位代號等。

（2）系統(tǒng)自動生成類，如捕獲設(shè)備，格式信息（原生、轉(zhuǎn)換），圖像、視頻和音頻參數(shù)，拍攝和上傳時間，錄音錄像類起訖時間、流水號、系統(tǒng)時間、下載日期、瀏覽量、下載量、元數(shù)據(jù)校驗等。

（3）人工錄入、選擇性錄入或系統(tǒng)輔助類，如題名、說明、拍攝者、保管期限、聚類、編輯者、參見號等。

3.3.3 封裝包

每一張照片，每一段錄音、錄像按照表2歸檔改良元數(shù)據(jù)后，基于XML的JXERMS封裝結(jié)構(gòu)，建立影像電子文件與元數(shù)據(jù)的文件包封裝。該方法將電子文件元數(shù)據(jù)分為目錄信息元數(shù)據(jù)、電子屬性元數(shù)據(jù)、過程信息元數(shù)據(jù)。這三種元數(shù)據(jù)都采用XML語言規(guī)范封裝。目錄信息元數(shù)據(jù)集中保存整個文件包包含的全部電子文件的目錄信息，電子屬性元數(shù)據(jù)、過程信息元數(shù)據(jù)與電子文件內(nèi)容采用檔號層次文件夾的形式組織在一起。

3.3.4 電子簽名

影像文件的電子簽名與通常的電子文件AC簽名不一樣。影像電子簽章的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)是采用加密等辦法提供保障。相關(guān)研究表明，采用OM/Active 技術(shù)開發(fā)，將電子印章和數(shù)字簽名技術(shù)結(jié)合為一體。本課題由于采用了照片真?zhèn)巫R別技術(shù)，沒有開展影像文件的電子簽名研究。

3.3.5 區(qū)塊鏈備份

每隔一定時間對系統(tǒng)進行一次完全備份是確保影像文件安全的重要舉措。以荔玉高速公路為例，其電子檔案管理系統(tǒng)服務(wù)器采用多硬盤陣列方案實時對數(shù)據(jù)進行備份。同時系統(tǒng)提供遠程數(shù)據(jù)，實行區(qū)塊鏈模式，用戶系統(tǒng)也自動備份接口，實時、遠程、自動、快速備份用戶上傳到服務(wù)器的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)安全。

4 開發(fā)專用軟件

4.1 開發(fā)原則

將采集的影像文件收集后，按照項目溯源方式，開發(fā)溯源系統(tǒng)，就能溯源基建項目全程或局部活動。系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)按照簡單性、針對性、實用性、一致性和先進性原則。使用影像文件采集、錄入系統(tǒng)、溯源項目建設(shè)的用戶專業(yè)背景不同，所開發(fā)的系統(tǒng)要達到簡潔功能，操作簡潔方便。

4.2 系統(tǒng)的開發(fā)流程

系統(tǒng)使用SpringBoot框架、MySQL成熟的開發(fā)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫?；玖鞒倘鐖D5所示。

4.3 溯源操作

用戶選擇相關(guān)的檢索字段，通過系統(tǒng)的檢索，將結(jié)果通過幻燈片和PDF導(dǎo)航形式進行文件的不同效果展示。本模塊要解決的關(guān)鍵問題是圖片真?zhèn)魏蛨D片模塊的識別問題。圖6為本模塊的程序流程圖。

5 結(jié)語

本課題以影像檔案溯源項目建設(shè)為對象展開系列研究。影像文件采集成果填補了國內(nèi)空白，已經(jīng)上升為檔案行業(yè)地方標(biāo)準(zhǔn)。溯源系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，建立了多角色的資料質(zhì)量控制和追溯體系，開發(fā)了《建設(shè)項目影像檔案溯源系統(tǒng)》。該系統(tǒng)還為用戶提供多文件上傳溯源影像資料的采集錄入，并且上傳的圖像資料可通過圖像真?zhèn)闻袆e和圖像模糊判斷功能對其真?zhèn)魏唾|(zhì)量進行判斷。通過網(wǎng)絡(luò)、智能終端等多種形式向用戶提供服務(wù)，切實有效地實現(xiàn)了對基建項目影像檔案的溯源和跟蹤。

系統(tǒng)在柳州經(jīng)合山至南寧，松旺至鐵山港東岸等800多km高速公路項目進行了推廣應(yīng)用，在電力、港口、市政、房建等行業(yè)得到驗證。

參考文獻：

[1]DA/T50-2014，數(shù)碼照片歸檔與管理規(guī)范[S].

[2]GB/T18894-2002，電子文件歸檔與管理規(guī)范[S].

[3]GB/T18894-2016，電子文件歸檔與電子檔案管理規(guī)范[S].

[4]中華人民共和國交通運輸部（交公路發(fā)〔2010〕65號）.關(guān)于印發(fā)公路工程竣交工驗收辦法實施細則的通知[Z].北京：交通運輸部，2010.

[5]中華人民共和國交通運輸部（交辦發(fā)〔2010〕382號）.關(guān)于印發(fā)公路建設(shè)項目文件材料立卷歸檔管理辦法的通知[Z].北京： 交通運輸部：2010.

[6]JTGG10-2006，公路工程施工監(jiān)理規(guī)范[S].

[7]廣西荔玉高速公路有限公司.基建項目影像文件采集與溯源的應(yīng)用研究[R].2019.

[8]廣西壯族自治區(qū)科學(xué)技術(shù)情報研究所.基建項目影像文件采集與溯源的應(yīng)用研究[R].2020.

[9]廣西壯族自治區(qū)檔案局.建設(shè)項目影像文件采集指南[Z].南寧：廣西壯族自治區(qū)檔案局，2018.

收稿日期：2020-04-09