新技術在遙感和航空攝影測量中的應用

余建新

摘 要：航空攝影測量是利用光學或者數碼攝影機攝影得到的影像，隨著技術的不斷進步與發(fā)展，航空攝影測量經歷了從模擬攝影測量、解析攝影測量到數字攝影測量的跨越，目前正逐步進入信息化測繪時代。現代航空攝影測量技術在大比例尺地形圖測繪里面得到快速的推廣應用，現階段測繪高新技術的出現將逐步替代傳統(tǒng)的測繪生產方式、工藝流程及產品形式。

關鍵詞：新技術；遙感；航空攝影；測量

中圖分類號：P231 文獻標識碼：B

1、攝影測量與遙感技術的發(fā)展意義

1.1推動測繪技術的進步

自70年代后期開始，我國攝影測量逐漸從模擬攝影車輛轉化到解析攝影測量，標志著我國傳測繪技術體系的解體。目前我國已建立了數字正射影像，數字高程模型，數字線劃圖，有其他相應的地名數據庫與土地利用數據庫，為攝影測量在現實生產應用提供了條件。國家利用攝影測量與遙感技術建立了大量的全國級別的基礎地理信息數據庫，如省一級的1：10000比例尺級別的基礎地理信息數據庫，市縣級1：500的地理信息數據庫等。我國應用陸地衛(wèi)星TM數據等，在80年代中期完成了全國土地利用調查，具有耕地數據動態(tài)更新的能力，利用高分辨率遙感數據開展全國土地詳查工作。

1.2提升空間數據獲取能力

經近半世紀的發(fā)展，空間數據獲取能力得到了巨大的提升。以遙感數據處理平臺為核心，建立了國產衛(wèi)星遙感影像地面處理系統(tǒng)。為形成我國獨立自主對地面觀測數據獲取服務體系奠定了基礎。在國家973與863計劃支持下，發(fā)射了包括氣象衛(wèi)星，導航定位衛(wèi)星，科學實驗衛(wèi)星等50多顆對地觀測衛(wèi)星。組成了風云，資源環(huán)境減災等民用系列對地觀測衛(wèi)星體系。實現了對地球的多平臺觀測，可獲取地球表面不同分辨率的光學與雷達圖像。將觀測數據應用于大氣成分，植被變遷，自然災害等地球空間環(huán)境變化的監(jiān)測。數據儲備已積累覆蓋1500萬平方公里的地球表面數據。

2、航空攝影測量技術的應用

2.1數字航攝儀DMC

數字航攝儀DMC屬于一種數字相機系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有較高的精度與分辨率，在航空攝影測量中具有較高的應用價值。DMC數字航空相機的組成部分包括四個全色傳感器與四個多波段傳感器。在四個多波段傳感器輔助下，DMC航空相機分別對紅色、綠色、藍色以及近紅外數據進行捕捉；四個全色傳感器則是對影像進行捕捉，以少量重疊區(qū)域為依托，使一個大的768013824鑲嵌影像得以生成。低空數字航空攝影測量的傳感器采用的是像素超過2000萬的小像幅數碼相機，并在無人飛機的支持下，實現低空航攝。其特點在于具有較強的機動性，能夠快速完成作業(yè)任務，并且在經濟成本方面具有一定的優(yōu)勢。該項技術能夠快速實現局部區(qū)域數字影像的獲取，并且在精度與分辨率方面也相對較高，不會過分依賴天氣與機場，在應急保障、防災減災以及地形測繪等領域中有著廣泛的應用。

2.2IMU/DGPS輔助航空攝影測量技術

GPS指的是全球定位系統(tǒng)，在航空攝影測量中的應用中，利用空三的方式實現角元素的獲取，并且投影光束的直接獲取也得以實現。IMU/DGPS則是指慣性測量單元/差分GPS，在航空攝影測量中得到應用之后，能夠實現對三個線元素與三個角元素的直接獲取，在航空攝影測量中對地面控制點的需求不大，航片定向甚至整個測圖工作得到了簡化。

2.3LIDAR激光測高掃描系統(tǒng)LIDAR

激光測高掃描系統(tǒng)是基于空中三角測量技術，在GPS輔助下，使航空攝影測量對地面控制點的需求得以降低，在該系統(tǒng)下，作業(yè)周期相對較短，在成本方面也具有一定優(yōu)勢，在困難地區(qū)、無圖區(qū)以及邊境區(qū)的基礎測量中，這種技術具有較強的適用性。在該測量技術的支持下，有地面控制點的四角帶中，地圖精度可滿足1：10000的比例尺要求。對于具有豐富特征以及較好的影像的地面，比例尺為1：50000的精度要求也可以滿足。在西部大開發(fā)戰(zhàn)略中，這種測量技術具有重要的應用價值，對于我國基本地形圖的完善而言有著十分重要的作用。

2.4低空遙感系統(tǒng)技術的應用

低空遙感更多采用無人機方式進行拍攝，成本相對低廉一些，通常情況不需要申請空域使用，飛行高度處于國家允許范圍以內。能快速對目標區(qū)域進行反應以及獲取高質量數據，特別是在救災等方面能夠快速進行災害情況勘探。但是在航行過程中因為承載能力有限，拍攝設備價格相對低廉，對數據定位精度不高，通常將它作為常規(guī)航空攝影及衛(wèi)星遙感的補允手段。無人飛行器航空系統(tǒng)就是利用無線遙控或程序控制來執(zhí)行特定航空任務的飛行器，指不搭載操作人員的一種動力空中飛行器，采用空氣動力為飛行器提供所需的升力，能夠自動飛行或遠程引導。超輕型飛行器航攝系統(tǒng)則是采用2000萬像素以上框幅式數碼相機的有人駕駛輕型固定翼飛機、動力滑翔傘、直升機等平臺進行航空攝影的系統(tǒng)。無人駕駛低空遙感系統(tǒng)則是由飛行器平臺系統(tǒng)、小型多功能觀測傳感器系統(tǒng)、測控及信息傳輸分系統(tǒng)、地面實驗處理與加工系統(tǒng)、遙感空基交互控制系統(tǒng)、綜合保障系統(tǒng)組成，在低平原地區(qū)應用較多，多應用于我國北方地區(qū)，但是其成果精度不高，適用于低精度要求的影像拼接、災害應急、規(guī)劃等。在我國山地平原地區(qū)等都有較多應用實例。

2.5機載側視雷達技術的應用

機載側視雷達是利用裝于飛機機身兩側或下方的天線，隨著飛機向前飛行而掃描飛機下方兩側的帶狀地面，進行高分辨率地形測繪的雷達。飛行器上的側視雷達包括發(fā)射機、接收機、傳感器、數據存儲和處理裝置等部分。側視雷達具有下列特點：（1）具有全天候工作性能；（2）分辨率高，所攝照片清晰；（3）覆蓋面積大，提供信息快，把飛行中連續(xù)拍攝的照片拼接起來可構成大面積的地形圖；（4）不易受干擾；（5）具有分辨地面固定和活動目標的能力。機載合成孔徑側視雷達在農業(yè)、地質勘探、資源考察、環(huán)境保護和海洋調查等方面已獲廣泛應用。機載和星載SAR影像的應用主要體現在地形的立體測繪方面。利用雷達圖像提取地形信息，除了基于同軌或異軌雷達圖像的立體測量外，還有一種新的技術，稱為雷達干涉測量技術（InSAR），它可以用來提供大范圍的數字高程模型（DEM）。雷達干涉測量技術的應用領域涉及地形測量、地殼形變監(jiān)測、土地利用變化監(jiān)測、海面洋流監(jiān)測及艦船的跟蹤以及火山災害監(jiān)測等。

3、結束語

通過以上分析，可以看出各種新技術在航測或遙感中的各自優(yōu)點所在，針對航攝地區(qū)的特點選取合適的技術進行影像獲取，必將提高航攝效率，縮短測繪產品獲取的周期，提高影像質量。同時隨著計算機技術和互聯網通訊技術的發(fā)展，地球空間信息技術的空間信息網格技術，目前已實現。上述一些新技術手段的應用，對航空攝影測量和遙感工作者還將面臨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。

參考文獻

[1]李莉.航空遙感影像勻光勻色方案研究與應用[D].東華理工大學，2013.