新技術(shù)在遙感和航空攝影測(cè)量中的應(yīng)用

摘 要：大比例尺航測(cè)技術(shù)的國(guó)內(nèi)各城市測(cè)繪單位得到快速推廣。一些航測(cè)遙感相關(guān)的高新技術(shù)不斷投入，本文闡述了攝影測(cè)量與遙感技術(shù)的發(fā)展，分析了遙感及航測(cè)的新技術(shù)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：新技術(shù)；遙感；航測(cè)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.121

攝影測(cè)量的原理是攝影光束相交得到的地面點(diǎn)點(diǎn)位，傳統(tǒng)航測(cè)成圖的方法利用地面控制點(diǎn)求光束的外方位元素，測(cè)區(qū)無(wú)法涉足的地面控制點(diǎn)地區(qū)不能使用此成圖方法。傳統(tǒng)航空攝影測(cè)量中像控測(cè)量工作量大，自80年代初起，我國(guó)大型城市陸續(xù)開(kāi)展了航測(cè)技術(shù)測(cè)制城市大比例尺地圖的生產(chǎn)應(yīng)用，各城市測(cè)繪單位先后組建了航測(cè)機(jī)構(gòu)，大比例航測(cè)成圖技術(shù)的應(yīng)用得到快速推廣。

1 攝影測(cè)量與遙感技術(shù)的發(fā)展意義

攝影測(cè)量與遙感技術(shù)已進(jìn)入測(cè)繪，農(nóng)林水利業(yè)，氣象，城市建設(shè)等各領(lǐng)域。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著重要的作用。自70年代后期開(kāi)始，攝影測(cè)量已開(kāi)始進(jìn)入數(shù)字?jǐn)z影階段。

（1）推動(dòng)測(cè)繪技術(shù)的進(jìn)步。自70年代后期開(kāi)始，我國(guó)攝影測(cè)量逐漸從模擬攝影車輛轉(zhuǎn)化到解析攝影測(cè)量，標(biāo)志著我國(guó)傳測(cè)繪技術(shù)體系的解體。目前我國(guó)已建立了數(shù)字正射影像，數(shù)字高程模型，數(shù)字線劃圖，有其他相應(yīng)的地名數(shù)據(jù)庫(kù)與土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)，為攝影測(cè)量在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)應(yīng)用提供了條件。國(guó)家利用攝影測(cè)量與遙感技術(shù)建立了大量的全國(guó)級(jí)別的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，如省一級(jí)的1：10000比例尺級(jí)別的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，市縣級(jí)1：500的地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)等。我國(guó)應(yīng)用陸地衛(wèi)星TM數(shù)據(jù)等，在80年代中期完成了全國(guó)土地利用調(diào)查，具有耕地?cái)?shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新的能力，利用高分辨率遙感數(shù)據(jù)開(kāi)展全國(guó)土地詳查工作。

（2）提升空間數(shù)據(jù)獲取能力。經(jīng)近半世紀(jì)的發(fā)展，空間數(shù)據(jù)獲取能力得到了巨大的提升。以遙感數(shù)據(jù)處理平臺(tái)為核心，建立了國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星遙感影像地面處理系統(tǒng)。為形成我國(guó)獨(dú)立自主對(duì)地面觀測(cè)數(shù)據(jù)獲取服務(wù)體系奠定了基礎(chǔ)。在國(guó)家973與863計(jì)劃支持下，發(fā)射了包括氣象衛(wèi)星，導(dǎo)航定位衛(wèi)星，科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星等50多顆對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星。組成了風(fēng)云，資源環(huán)境減災(zāi)等民用系列對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星體系。實(shí)現(xiàn)了對(duì)地球的多平臺(tái)觀測(cè)，可獲取地球表面不同分辨率的光學(xué)與雷達(dá)圖像。將觀測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用于大氣成分，植被變遷，自然災(zāi)害等地球空間環(huán)境變化的監(jiān)測(cè)。 數(shù)據(jù)儲(chǔ)備已積累覆蓋1500萬(wàn)平方公里的地球表面數(shù)據(jù)。

2 測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

在航空攝影測(cè)量獲取航片中，航空攝影飛行必須沿設(shè)計(jì)的航線飛行，保證所得影響具有一定的航向重疊度，隨著GPS的廣泛應(yīng)用，普遍使用GPS對(duì)航空攝影機(jī)進(jìn)行導(dǎo)航。

GPS輔助空中三角測(cè)量精確測(cè)定攝影航攝儀物鏡中心位置，將測(cè)得數(shù)據(jù)應(yīng)用于攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)加密，確定航攝儀物鏡中心位置需采用的GPS動(dòng)態(tài)定位方法，利用GPS基準(zhǔn)站觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理獲得航攝儀物鏡中心位置。

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)，可有效應(yīng)用于困難地區(qū)及邊境區(qū)的基礎(chǔ)測(cè)量?？蓾M足1：10000比例尺的地圖精度要求，可達(dá)到1：50000比例尺的精度要求，對(duì)實(shí)施西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略具有重要意義。

機(jī)載LIDAR激光測(cè)量系統(tǒng)，可作為攝影測(cè)量的補(bǔ)充，是傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)，機(jī)載LIDAR技術(shù)可開(kāi)展與其他多種傳統(tǒng)傳感器的聯(lián)合應(yīng)用，某些領(lǐng)域，如海岸工程等，機(jī)載LIDAR技術(shù)提供的獨(dú)特能力氣體技術(shù)無(wú)法達(dá)到。日本用LIDAR技術(shù)獲取地面精確DTM數(shù)據(jù)，馬來(lái)西亞用此技術(shù)對(duì)680km傾斜電氣化鐵路進(jìn)行改造，LIDAR具有傳統(tǒng)攝影測(cè)量不具備的功能。

機(jī)載側(cè)視雷達(dá)利用飛機(jī)機(jī)身兩側(cè)天線，掃描飛機(jī)下方兩側(cè)帶狀地面。側(cè)視雷達(dá)包括發(fā)射機(jī)，傳感器與處理裝置等部分。其具有全天候工作性能，覆蓋面積大，在飛行中連續(xù)拍攝的照片拼接可構(gòu)成大面積地形圖，不易受干擾。機(jī)載合成孔徑側(cè)視雷達(dá)在農(nóng)業(yè)，資源考察，海洋調(diào)查等方面獲得廣泛的應(yīng)用。

機(jī)載與星載SAR影像應(yīng)用主要體現(xiàn)在地形立體測(cè)繪，利用雷達(dá)圖像提取地形信息可使用雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)，用以提供大范圍的數(shù)字高程模型。其應(yīng)用領(lǐng)域涉及地形測(cè)量，土地利用變化監(jiān)測(cè)及火山災(zāi)害監(jiān)測(cè)等。

3 遙感及航測(cè)新技術(shù)

（1）低空遙感系統(tǒng)。低空遙感系統(tǒng)受天氣因素影響較小，獲取的影像分辨率高，可作為衛(wèi)星遙感的有效補(bǔ)充手段。其主要包括輕型飛行器與無(wú)人飛行器航攝系統(tǒng)。超輕型飛行器航攝系統(tǒng)是采用有人駕駛輕型固定翼飛機(jī)，動(dòng)力滑翔傘等飛行平臺(tái)進(jìn)行航空攝影的系統(tǒng)。無(wú)人飛行器航空系統(tǒng)是采用無(wú)人駕駛系固定翼飛機(jī)，飛艇等飛行平臺(tái)進(jìn)行航空攝影的系統(tǒng)。無(wú)人加深低空遙感系統(tǒng)由測(cè)控及信息傳播分系統(tǒng)，遙感空基交互控制系統(tǒng)，綜合保障系統(tǒng)等組成，其成果質(zhì)量無(wú)法保證。適用于對(duì)精度要求不高的影響規(guī)劃等。地形圖更新的4D產(chǎn)品制作等用圖需求，宜采用超輕型飛行器低空遙感系統(tǒng)。

（2）定位定姿系統(tǒng)。定位定姿系統(tǒng)是IMU/D GPS組合的高精度位置系統(tǒng)，利用飛機(jī)與地面基站的GPS接收機(jī)同步連接觀測(cè)GPS衛(wèi)星信號(hào)，姿態(tài)測(cè)量主要利用慣性測(cè)量裝置感測(cè)飛機(jī)的加速度，獲取載體的速度與姿態(tài)等信息。機(jī)載POS系統(tǒng)由慣性測(cè)量裝置，GPS接收機(jī)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成。IMU由加速度計(jì)，數(shù)字化電爐與溫度補(bǔ)償功能的中央處理器組成。GPS系統(tǒng)由系列導(dǎo)航衛(wèi)星與接收機(jī)組成，用態(tài)定位技術(shù)解求GPS天線相位中心位置。計(jì)算機(jī)裝置包含GPS接收機(jī)，實(shí)時(shí)組合導(dǎo)航的計(jì)算機(jī)，實(shí)時(shí)組合導(dǎo)航計(jì)算結(jié)果。數(shù)據(jù)后處理軟件通過(guò)處理POS系統(tǒng)在獲得IMU與GPS原始數(shù)據(jù)得到最優(yōu)的組合導(dǎo)航解，需用后處理軟件解算每張攝像曝光瞬間的外方位原素。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著科技的快速發(fā)展，航測(cè)積極朝向信息化測(cè)繪時(shí)代邁進(jìn)，各種航攝新技術(shù)各有優(yōu)點(diǎn)，針對(duì)航攝地區(qū)特點(diǎn)選擇合適的技術(shù)獲取影像，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，地球空間信息技術(shù)發(fā)展目標(biāo)定為空間信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。城市航測(cè)者將面臨更大的挑戰(zhàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉建威.攝影測(cè)量與遙感新技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用分析[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化，2018（24）：136-137.

[2]鄒光明.攝影測(cè)量與遙感新技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用分析[J].居業(yè)，2017（12）：13+15.

課題項(xiàng)目：蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院課題《攝影測(cè)量與遙感技術(shù)應(yīng)用推廣》，項(xiàng)目編號(hào)：J-2016-09

作者簡(jiǎn)介：范隴強(qiáng)（1989-），男，甘肅會(huì)寧人，本科，助教，研究方向：工程測(cè)量。