新技術(shù)在遙感和航空攝影測(cè)量中的應(yīng)用

李盼盼 胡書(shū)友

廣東省測(cè)繪工程公司 廣東 廣州 510000

1、前言

航空攝影測(cè)量技術(shù)廣泛應(yīng)用于復(fù)雜地形，國(guó)界和城市測(cè)繪等區(qū)域。目前，航空攝影測(cè)量的新技術(shù)正在興起，行業(yè)正在進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段。傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)正朝著數(shù)字化的方向發(fā)展，特別是激光雷達(dá)，高掃描激光檢測(cè)系統(tǒng)，IMU/DGPS技術(shù)和數(shù)字化等新型測(cè)量攝影技術(shù)的出現(xiàn)，極大提高了航拍的技術(shù)水平。本文綜合分析了當(dāng)前新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，希望為當(dāng)前新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提供一定的視角。

2、航空攝影和遙感中新技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

經(jīng)過(guò)近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，獲得空間數(shù)據(jù)的能力得到了極大的提高。以遙感數(shù)據(jù)處理平臺(tái)為核心，建立了國(guó)內(nèi)衛(wèi)星遙感影像地面處理系統(tǒng)。它為中國(guó)獨(dú)立地面通道和地面觀測(cè)數(shù)據(jù)，訪問(wèn)服務(wù)系統(tǒng)的形成奠定了基礎(chǔ)。在國(guó)家計(jì)劃973和863的支持下，中國(guó)發(fā)射了50多顆地球觀測(cè)衛(wèi)星。包括氣象衛(wèi)星、導(dǎo)航、定位衛(wèi)星以及科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，形成了一系列民用地球觀測(cè)衛(wèi)星系統(tǒng)。為地球多平臺(tái)觀測(cè)提供了具有不同地球表面分辨率的光學(xué)雷達(dá)圖像。用于監(jiān)測(cè)地球空間環(huán)境的變化，例如大氣成分，植被變化和自然災(zāi)害。累計(jì)數(shù)據(jù)儲(chǔ)量超過(guò)1500萬(wàn)平方公里的地面數(shù)據(jù)。簡(jiǎn)而言之，航空攝影測(cè)量是一種測(cè)量技術(shù)，用于確定在攝影光束交叉處檢測(cè)到高海拔地面位置。這三個(gè)角元件和這三個(gè)線性元件是用于確定投射光束的技術(shù)。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，許多城鎮(zhèn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)有很大差異，給城市規(guī)劃和土地利用帶來(lái)了極大的不便。利用更精確的航空攝影技術(shù)獲得更準(zhǔn)確的地面測(cè)量數(shù)據(jù)已成為城市發(fā)展的迫切需要。雖然航空攝影技術(shù)的發(fā)展還處于早期階段，但近年來(lái)已實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模實(shí)際城市地圖的應(yīng)用，但由于缺乏應(yīng)用該技術(shù)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，加上航空攝影的固有缺點(diǎn)，仍存在一些意想不到的問(wèn)題和亟待解決的問(wèn)題。

LIDAR激光測(cè)高掃描系統(tǒng)的應(yīng)用

LIDAR激光測(cè)高掃描系統(tǒng)利用GPS輔助空中三角測(cè)量技術(shù)，可以減少地面控制點(diǎn)，縮短作業(yè)周期，降低成本，可以真正應(yīng)用于困難地區(qū)、無(wú)圖區(qū)及邊境區(qū)的基礎(chǔ)測(cè)量。利用該種測(cè)量技術(shù)，在有地面控制點(diǎn)的四角帶，完全可以滿足1∶10000比例尺的地圖精度要求；在地面特征豐富、影像較好時(shí)，可以達(dá)到1∶50000比例尺的精度要求。這種測(cè)量技術(shù)對(duì)于實(shí)施西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略、完善國(guó)家基本地形圖有重要意義。

GPS輔助空中三角測(cè)量中的導(dǎo)航與定位

GPS輔助空中三角測(cè)量的目的是利用GPS精確測(cè)定的攝影曝光瞬間航攝儀物鏡中心的位置，將所測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用于攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)加密，以便盡可能減少對(duì)地面控制點(diǎn)的數(shù)量要求。用于確定攝影曝光瞬間航攝儀物鏡中心的位置時(shí)需采用高精度相位差分的GPS動(dòng)態(tài)定位方法，其實(shí)時(shí)差分定位可用于攝影導(dǎo)航，而確定航攝儀物鏡中心的位置則利用布設(shè)在地面的2～3臺(tái)GPS基準(zhǔn)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理獲得。目前已采用QPS/IMU。

3、輔助航空攝影

輔助航空攝影測(cè)量（IMU/DGPS）是所謂的GPS技術(shù)的擴(kuò)展和應(yīng)用。航拍攝影測(cè)量完成后，空間三角測(cè)量元數(shù)據(jù)用于獲得投影光束。IMU/DGPS是慣性測(cè)量單元/差分GPS的縮寫(xiě)。在航空攝影之后，所獲得的三個(gè)角元件和三個(gè)線元件可以與少量地面控制點(diǎn)組合，用于地形測(cè)量和航空測(cè)量區(qū)域的分析。加速航空定位并簡(jiǎn)化整個(gè)制圖過(guò)程。該技術(shù)的運(yùn)行基于DGPS和IMU技術(shù)的組合。兩者的組合產(chǎn)生外部方向分量的高分辨率照片。操作步驟如下：衛(wèi)星GPS系統(tǒng)連續(xù)向地面或平面上的GPS接收器發(fā)送信號(hào)，然后通過(guò)GPS載波相位測(cè)量的差分定位技術(shù)獲取信號(hào)，并獲得航空相機(jī)的實(shí)際位置。它主要分為直接定位法和IMU/DGPS輔助空中三角測(cè)量法。IMU/dgps輔助空中三角測(cè)量使用所獲得的外部方向元素作為攝影區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整和加權(quán)觀察，以獲得更準(zhǔn)確的圖像。通過(guò)慣性測(cè)量獲得直接定向規(guī)則。單元和高精度GPS確定通過(guò)航空攝影獲得的曝光效果的方位角空間，然后執(zhí)行糾錯(cuò)。這將為您提供每個(gè)HD外部定位元素的圖像。

4、激光測(cè)高掃描

激光雷達(dá)（光探測(cè)和測(cè)距）。它通常可分為兩種類(lèi)型：激光雷達(dá)、地面和空氣。目前，機(jī)載激光雷達(dá)高度計(jì)被廣泛使用?？梢栽诘孛嫔蠝y(cè)量和拍攝三維物體。該技術(shù)的應(yīng)用基于IMU/dgps輔助實(shí)現(xiàn)的空中三角測(cè)量。該技術(shù)的應(yīng)用可以大大降低對(duì)地面控制點(diǎn)的要求，大大降低航測(cè)的運(yùn)行成本，縮短運(yùn)行時(shí)間。該技術(shù)的應(yīng)用主要集中在邊境地區(qū)，沒(méi)有地圖的地區(qū)或沙漠等困難地區(qū)。如果它位于地面控制點(diǎn)所在的區(qū)域，則測(cè)量數(shù)據(jù)可以滿足1：10，000比例的繪圖精度。如果地面特征豐富多樣，則映射精度可達(dá)1：50，000。這種精度要求完全可以滿足中國(guó)西部城市和邊境地區(qū)測(cè)繪工作的實(shí)際需要。繪制國(guó)家邊界地形圖具有重要的戰(zhàn)略和經(jīng)濟(jì)意義。

5、結(jié)束語(yǔ)

信息技術(shù)的不斷發(fā)展促進(jìn)了各行業(yè)各種技術(shù)的不斷更新。航空攝影是一種多學(xué)科和多學(xué)科的攝影技術(shù)。這在很大程度上取決于攝影和成像技術(shù)的發(fā)展。數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步使傳統(tǒng)的航空測(cè)量技術(shù)走向了數(shù)字信息時(shí)代。目前，基本上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了利用高清航空攝影測(cè)量技術(shù)開(kāi)發(fā)大型國(guó)家地形圖。盡管在一些實(shí)際應(yīng)用中遇到了一些小問(wèn)題和技術(shù)瓶頸，但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)這種問(wèn)題。新的航空攝影測(cè)量技術(shù)將以高精度，高分辨率和高便利性向數(shù)字化方向發(fā)展。這將極大地促進(jìn)航空攝影測(cè)量的發(fā)展，縮短地形圖像采集的時(shí)間。