征求意见稿-地形地貌测绘3D数据应用软件技术规范

4T/UNPXXXX—XXXX地形地貌测绘3D数据应用软件技术规范本文件规定了地形地貌测绘3D数据应用软件的功能要求、性能要求、测试、安全要求、运维要求以及评价与改进要求。本文件适用于地形地貌测绘3D数据应用软件的设计、开发与运维。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求3术语、定义和缩略语3.1术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1.1地形地貌测绘geomorphologicmapping通过测绘技术获取地形地貌的三维数据，并利用这些数据进行分析、建模和应用的过程。3.2缩略语下列缩略语适用于本文件。Pb：拍字节，计算机存储容量单位（Petabyte）TCP：传输控制协议（TransmissionControlProtocol）IP：网际互连协议（InternetProtocol）4功能要求4.1数据采集4.1.1支持多种数据源的导入，包括无人机航测、激光雷达（LiDAR）、卫星影像、地面测量设备等，数据格式支持LAS、PLY、OBJ、DEM、DOM、DSM等。4.1.2提供数据采集任务的规划功能，支持任务调度和自动化采集，任务调度响应时间不超过2s。4.1.3支持实时数据流接入和处理，数据流延迟不超过500ms。4.2数据编辑4.2.1提供地形地貌3D数据的清洗、去噪、拼接、配准等功能，数据处理精度不低于原始数据的99.9%。4.2.2支持多种数据格式的转换，转换时间不超过10s（小规模数据）和60s（大规模数据）。4.2.3提供点云数据处理功能，包括点云滤波、分割、分类等，点云滤波速度不低于100万点/s。4.2.4支持用户检查、搜寻发布的地图服务，并且服务界面应至少包含以下内容：a)地图名称；b)地图文件存放路径；c)发布进度以及是否发布成功；T/UNPXXXX—XXXX5d)停止发布或删除文件。4.3数据分析4.3.1提供地形地貌特征提取功能，如坡度、坡向、粗糙度、汇流面积等，分析结果误差不超过±0.5%。4.3.2支持三维地形建模，生成高精度的地形模型，模型分辨率不低于1m。4.3.3提供地形变化检测功能，支持多期数据对比分析，变化检测精度不低于±10cm。4.4数据可视化4.4.1提供地形地貌的3D可视化功能，支持多种视角（俯瞰、平视、局部放大等渲染帧率不低于60帧/秒。4.4.2提供动态交互功能，支持用户自定义视角和缩放操作，响应时间不超过500ms。4.4.3支持多种渲染模式，如实时渲染、高质量渲染等，高质量渲染时间不超过10s。4.5数据输出4.5.1支持将分析结果导出为多种格式，包括矢量数据、栅格数据、3D模型文件等，导出时间不超过30s（小规模数据（＜1GB））和2min（大规模数据（＞10GB））。4.5.2提供报告生成功能，支持自定义模板，报告生成时间不超过10s。4.6用户管理4.6.1提供多用户权限管理功能，支持至少5种用户角色（管理员、普通用户、访客等）。4.6.2支持用户登录审计和操作日志记录，日志存储时间不少于1年。5性能要求5.1响应时间5.1.1系统启动时间应小于30s。5.1.2数据加载时间应满足：a)小规模数据（＜1GB）加载时间小于5s；b)中等规模数据（1GB～10GB）加载时间小于15s；c)大规模数据（＞10GB）加载时间小于60s。5.2数据处理速度5.2.1点云数据滤波处理速度应不低于100万点/s。5.2.2数据配准和拼接处理时间应满足：a)小规模数据（＜1GB）处理时间小于10s；b)中等规模数据（1GB～10GB）处理时间小于60s；c)大规模数据（＞10GB）处理时间小于5min。5.3数据存储5.3.1支持存储和管理PB级规模的测绘数据。5.3.2提供高效的数据压缩和存储优化功能，压缩比不低于50%。5.4可靠性5.4.1采用智能负载均衡算法，根据设备实时负载情况动态调整软件工作效率，确保软件在大规模发布任务或数据处理需求并发的情况下负载均衡，能持续稳定运行。5.4.2进行充分的压力测试和性能优化。在软件上线前，通过模拟大量地图发布和大规模数据处理场景，对系统进行全面的压力测试，找出系统可能存在的性能瓶颈和潜在问题，并进行针对性的优化。5.5容错性5.5.1软件采用多种方式实时监测服务器状态，包括硬件健康监测和软件运行状态监测。通过传感器T/UNPXXXX—XXXX6收集CPU温度、内存使用情况等数据，当这些参数超出正常范围时，系统发出警报同时监测软件进程的运行状态、资源占用情况，若进程出现异常终止、死锁或资源耗尽等情况，及时发现并标记。5.5.2检测到故障时，软件迅速与工作空间、本地文件夹隔离，并停止分配、发布新任务，将正在处理的任务进行标记，故障解除后转移。5.6用户友好性5.6.1软件界面设计应简洁直观，合理规划界面布局，各个功能区域划分明确。5.6.2软件服务等主要功能模块应在界面上有清晰的位置标识，且通过颜色、图标等方式进行区分，方便用户快速定位所需功能。5.6.3提供操作指南和帮助文档，包括图文教程、视频演示等多种形式，应满足不同用户的学习需求。操作指南应涵盖从系统登录到完成复杂标注任务的全过程，针对每个步骤提供详细的操作说明和注意事项。6测试6.1功能要求6.1.1数据采集6.1.1.1多数据源接入准备多种数据源，使用标准测试数据集（如LAS格式点云数据、DEM栅格数据）进行导入测试。验证软件是否能正确识别并加载数据，检查数据完整性。记录数据加载时间和成功率。6.1.1.2任务调度创建多个数据采集任务，设置不同的优先级和时间间隔。验证任务调度是否按照优先级和时间间隔正确执行，记录任务调度响应时间。6.1.1.3实时数据流模拟实时数据流输入（如无人机实时传输的点云数据）。验证软件是否能实时接收并处理数据，记录延迟时间。6.1.2数据处理6.1.2.1数据清洗与去噪准备包含噪声的点云数据或栅格数据。使用软件进行清洗和去噪处理。对比处理前后的数据，验证噪声是否被有效去除，数据完整性是否保持。6.1.2.2数据拼接与配准准备多份具有重叠区域的数据（如点云数据或DEM数据）。使用软件进行拼接和配准，验证拼接后的数据是否无缝衔接。记录处理时间，确保各种规模数据符合要求。6.1.2.3数据格式转换准备多种格式的测试数据（如LAS、PLY、OBJ、DEM、DOM、DSM）。使用软件进行格式转换，验证转换后的文件是否符合目标格式规范。记录转换时间。6.1.3数据分析6.1.3.1地形特征提取准备标准地形数据集（如坡度、坡向、粗糙度、汇流面积等），使用软件提取地形特征，验证提取结果的准确性，对比软件输出结果与标准值。6.1.3.2三维地形建模T/UNPXXXX—XXXX7准备点云数据或栅格数据，使用软件生成三维地形模型，验证模型的分辨率是否符合规范（不低于1米），查模型的完整性和细节表现。6.1.3.3地形变化检测准备多期地形数据（如不同时间点的DEM数据使用软件进行变化检测，验证检测结果的准确性。对比检测结果与标准值。6.1.4数据可视化6.1.4.13D可视化功能加载大规模地形数据（如PB级数据验证软件是否能流畅渲染地形数据，检查是否支持多种视角切换和局部放大功能。6.1.4.2动态交互功能在3D可视化界面中执行视角切换、缩放、旋转等操作，记录操作响应时间。6.1.4.3高质量渲染加载复杂地形数据，启用高质量渲染模式。验证渲染结果的视觉质量，记录渲染时间。6.1.5数据输出6.1.5.1数据导出准备分析结果数据，使用软件导出数据，验证导出文件的格式是否符合规范，记录导出时间。6.1.5.2报告生成功能使用标准模板生成报告，验证报告内容的完整性和准确性，记录生成时间。6.1.6用户管理6.1.6.1多角色权限管理创建多个用户角色（如管理员、普通用户、访客验证不同角色的权限是否符合规范（如管理员可访问所有功能，普通用户仅能访问部分功能）。6.1.6.2用户登录审计模拟用户登录和操作行为，验证系统是否能正确记录登录时间和操作日志，检查日志存储时间是否不少于1年。6.2性能要求6.2.1响应时间6.2.1.1系统启动时间多次启动软件，记录每次启动时间，取平均值。6.2.1.2数据加载时间准备不同规模的数据集（＜1GB、1GB～10GB、＞10GB），记录数据加载时间。6.2.2数据处理速度6.2.2.1点云数据处理速度准备包含100万点的点云数据，使用软件进行滤波处理，记录处理速度。6.2.2.2数据配准和拼接准备多份具有重叠区域的数据，记录数据配准和拼接的处理时间数据存储与加载T/UNPXXXX—XXXX86.2.3数据存储6.2.3.1准备PB级规模的测绘数据，验证软件是否能正常存储和管理这些数据。6.2.3.2准备原始数据集和压缩后的数据集，计算压缩比。6.2.4可靠性6.2.4.1模拟大量地图发布任务或大规模数据处理需求并发的场景，利用负载测试工具模拟多个用户同时进行数据采集、处理、分析等操作。观察软件是否采用智能负载均衡算法，根据设备实时负载情况动态调整工作效率。6.2.4.2监测各服务器节点的负载情况（如CPU使用率、内存使用率、网络带宽占用等），验证软件在高并发情况下是否能实现负载均衡，记录系统在测试过程中的运行状态及出现的异常情况。6.2.5容错性6.2.5.1模拟不同规模的数据量，对软件进行长时间的高强度测试。在测试过程中，监测系统的各项性能指标并记录。6.2.5.2模拟服务器故障或软件进程异常的情况下，检查被标记的任务是否能顺利转移并继续处理，验证任务处理的连续性和数据的完整性。6.2.6用户友好性6.2.6.1检查软件界面设计是否简洁直观，界面布局是否合理，各个功能区域划分是否明确。6.2.6.2通过邀请用户使用软件，观察用户对界面的操作感受，体验软件帮助、操作指南等等，并记录用户的反馈。7安全要求7.1网络安全7.1.1软件应符合GB/T22239—2019的规定，至少达到二级安全等级。7.1.2提供防火墙、入侵检测、流量监控等网络安全防护功能。7.2系统安全7.2.1系统应具备良好的抗攻击能力、容灾能力和警报功能，在被攻击时应及时提醒用户和管理者并抵御入侵。7.2.2系统应具备自我安全检测能力，定期检查系统运行环境，并对损坏和泄露的数据出具分析报告。7.2.3支持软件的自动更新和补丁管理。7.3数据安全7.3.1软件应采用可靠的传输协议（如TCP/IP协议对传输的数据进行校验和验证。在数据发送端，对要传输的数据计算校验，在接收端收到数据后再次计算校验并与发送端的校验进行比对，如果不一致则自动重传数据，确保数据在传输过程中的准确性和完整性。7.3.2采用冗余存储技术，如分布式文件系统或数据库的主从复制、集群部署等方式，将数据存储在多个节点上。某个存储节点出现故障时，系统应自动切换到其他正常节点。7.3.3系统应定期对存储的数据进行完整性检查，验证数据是否被篡改或损坏，如发现问题及时进行修复或恢复。7.3.4数据经过网络传输或交换时不应发生增加、修改、丢失和泄露。数据传输应采用AES-256加密算法，加密强度不低于128位。7.3.5提供多因素身份认证功能，确保用户身份的真实性。7.3.6记录用户操作日志，支持异常行为的审计和追溯。7.3.7操作结束后地图数据自动保存。7.3.8系统崩溃或服务器故障后不用重新安装系统，且支持用户直接快速恢复崩溃或故障前的数据或文件。T/UNPXXXX—XXXX98运维要求8.1系统监控应设立监测系统，实时监控关键性能指标，如延迟、响应时间、处理速度、资源利用率等，支持监控数据的可视化展示，刷新频率不低1次/s。监测系统应具备集中联动报警功能，将设备故障、系统崩溃、服务器故障等各类故障进行及时预警报警，上传故障发生时间减少系统维护的响应时间。8.2故障处理8.2.1提供自动故障诊断和告警功能，支持多种告警方式（邮件、短信、