遙感及航空攝影測(cè)量中的新技術(shù)探討

劉紫君

摘要：航空攝影技術(shù)所涵蓋的學(xué)科范圍非常廣泛，受到攝影和成像技術(shù)發(fā)展的影響。數(shù)字技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)傳統(tǒng)的航空測(cè)量技術(shù)逐步信息化?，F(xiàn)階段，利用高清航空攝影測(cè)量技術(shù)已經(jīng)被用于進(jìn)行大規(guī)模的國家地形圖的制作工作中。航空攝影測(cè)量新技術(shù)將朝著高準(zhǔn)確性、高分辨率和高便利的數(shù)字化方向不斷地創(chuàng)新優(yōu)化，從而推動(dòng)航空攝影測(cè)量工作的開展和進(jìn)步，并減少用于獲取采集地形圖像的時(shí)間。

關(guān)鍵詞：遙感;航空攝影測(cè)量;新技術(shù)

引言

地形測(cè)繪是社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，也是確保有效利用地形資源的基本技術(shù)。隨著遙感和航空攝影測(cè)量技術(shù)的發(fā)展和完善，地形資源的管理工作質(zhì)量也有所提高。因此，遙感和航空攝影測(cè)量新技術(shù)的研究具有重要的意義。

一、攝影測(cè)量與遙感技術(shù)的發(fā)展意義

現(xiàn)階段，遙感和航空攝影測(cè)量技術(shù)在農(nóng)業(yè)、水利、氣象監(jiān)測(cè)、城市建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用，并推動(dòng)我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。我國的攝影測(cè)量技術(shù)從傳統(tǒng)的模擬測(cè)量轉(zhuǎn)變?yōu)榉治鲂詳z影測(cè)量。目前，已經(jīng)開發(fā)了一個(gè)將數(shù)字高程模型、數(shù)字線劃圖、數(shù)字正射影像與地名和土地?cái)?shù)據(jù)庫相結(jié)合的測(cè)繪技術(shù)系統(tǒng)，有利于后期攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用。使用遙感和航空攝影測(cè)量技術(shù)可提供豐富的地理信息數(shù)據(jù)。

二、遙感及航空攝影測(cè)量中的新技術(shù)特征

遙感及航空攝影測(cè)量中的新技術(shù)具有三個(gè)方面的特點(diǎn)，即高分辨率、可適用的范圍廣、數(shù)據(jù)能夠快速穩(wěn)定的傳輸。對(duì)這三個(gè)方面的特點(diǎn)展開具體的分析：第一，可提供高分辨率圖像，在無人機(jī)遙感的基礎(chǔ)上達(dá)到每分米的水平，因此它具有極大的價(jià)值，可以大大提高大型地形圖的準(zhǔn)確性。由于遙感技術(shù)的高分辨率這一特點(diǎn)可將一個(gè)影像的像幅限制在非常小的范圍上，因此攝影數(shù)量就會(huì)有所增加，而且在某一地區(qū)，攝影量可能超過數(shù)千張，從而間接地增加了測(cè)繪工作的工作量。第二，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的同時(shí)，遙感和航空攝影技術(shù)的應(yīng)用范圍也在擴(kuò)大，已經(jīng)包括自然災(zāi)害預(yù)警、地形測(cè)繪和地質(zhì)勘察等，另外，遙感衛(wèi)星還可以從太空對(duì)地球進(jìn)行物理偵察。有些環(huán)境比較惡劣人類勘察會(huì)比較困難，無法進(jìn)行實(shí)地的考察，在這種情況下就可以利用遙感技術(shù)，準(zhǔn)確地展示無人機(jī)遙感或衛(wèi)星遙感的實(shí)際功能。第三，遙感及航空攝影測(cè)量所使用的一些新技術(shù)有利于對(duì)想要的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行快速的處理，可以提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和穩(wěn)定性，滿足各種需要。

三、航空攝影和遙感中新技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

在遙感數(shù)據(jù)處理平臺(tái)的基礎(chǔ)上，建立了國家衛(wèi)星遙感圖像地面處理系統(tǒng)，它的建立為我國獨(dú)立的地面觀測(cè)系統(tǒng)和地面觀測(cè)數(shù)據(jù)的發(fā)展起到了推動(dòng)的作用。航空攝影測(cè)量技術(shù)主要用于測(cè)量工作，通過對(duì)此技術(shù)的使用掌握在波束交叉位置檢測(cè)到的高空地面位置。光束的投射技術(shù)主要利用三個(gè)角度元件和三個(gè)線性元件確定。事實(shí)上，一些城鎮(zhèn)在實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)際數(shù)據(jù)上大不相同，使得城市規(guī)劃工作和土地的使用極為困難。通過使用航空攝技術(shù)來獲取準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)信息對(duì)于城市的發(fā)展很重要。

四、幾種測(cè)量新技術(shù)的應(yīng)用探討

（一）GPS在航空攝影中的應(yīng)用

1、GPS用于航攝飛機(jī)導(dǎo)航

在獲取地理圖像時(shí)，航空拍攝的飛行器必須按照空中拍攝方案飛行在指定的高度上，以獲取一定比例的照片，并確保飛行方向和側(cè)向的重疊。全球定位系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展及其應(yīng)用的擴(kuò)展，使得航空攝影的飛行器導(dǎo)航中已經(jīng)開始使用全球定位系統(tǒng)。

2、GPS輔助空中三角測(cè)量中的導(dǎo)航與定位

全球定位系統(tǒng)對(duì)于空中三角測(cè)量能夠起到輔助的作用，通過在全球定位系統(tǒng)精密測(cè)量技術(shù)下提供一個(gè)瞬時(shí)捕獲儀器目標(biāo)的中心位置，并在攝影加密中使用這項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，從而幫助進(jìn)行空中三角測(cè)量，有利于最大限度地減少地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量。全球定位系統(tǒng)動(dòng)態(tài)定位被用來確定瞬時(shí)曝光物鏡的中心位置，并具有高精度相位差，在飛行器攝影導(dǎo)航工作中比較常用。利用分布在地面上的多個(gè)基準(zhǔn)站所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)來確定航空探測(cè)器的目標(biāo)位置。

（二）機(jī)載激光掃描技術(shù)的應(yīng)用

二十世紀(jì)九十年代后期，機(jī)載激光掃描技術(shù)得到廣泛的使用，基于激光測(cè)距和全球定位系統(tǒng)定位的機(jī)載激光掃描技術(shù)可在最短的時(shí)間內(nèi)獲得地理信息數(shù)據(jù)，機(jī)載激光掃描技術(shù)比傳統(tǒng)的攝影測(cè)量技術(shù)更先進(jìn)，激光掃描技術(shù)已成為地形和繪圖的主要趨勢(shì)。三維激光掃描測(cè)量技術(shù)超越了傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的局限性，允許非接觸地獲得更精確的三維坐標(biāo)信息技術(shù)，并對(duì)許多復(fù)雜的景觀進(jìn)行二十四掃描和監(jiān)測(cè)。機(jī)載激光掃描技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括掃描高效、高準(zhǔn)確性、可實(shí)時(shí)、主動(dòng)性和完整性，可減少掃描工作的成本，使用更加便利，可廣泛應(yīng)用。三維激光掃描測(cè)量技術(shù)更廣泛地用于制圖測(cè)繪工作，可以通過慣性導(dǎo)航技術(shù)和掃描、全球定位系統(tǒng)等獲得高精度城市三維建模的當(dāng)?shù)氐乩硇畔?，從而補(bǔ)充和優(yōu)化改進(jìn)遙感和航空攝影測(cè)量技術(shù)的不足。

（三）機(jī)載側(cè)視雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)載側(cè)視覺雷達(dá)是安裝在機(jī)身翼和飛行器底下的天線設(shè)備，能夠在飛行時(shí)掃描地下和飛行器兩側(cè)的地形、地質(zhì)和地貌特征，并獲得地理信息且保障所獲取數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。目前，機(jī)載合成孔徑側(cè)視雷在重要的行業(yè)部門的發(fā)展中應(yīng)用較為廣泛。立體地形和地貌的檢測(cè)主要是通過機(jī)載終端、星載SAR圖像技術(shù)來完成的。從雷達(dá)技術(shù)獲取地形和形態(tài)信息不僅需要從異軌道雷達(dá)進(jìn)行立體測(cè)量，而且還需要采用新的雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)，以廣泛地采集地形和地貌信息。

（四）低空遙感系統(tǒng)的應(yīng)用

低空遙感系統(tǒng)是一種可移動(dòng)的、專業(yè)的和低成本遙感探測(cè)技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)在于對(duì)起飛環(huán)境的低影響、更有效和更準(zhǔn)確的圖像采集能力、檢測(cè)迅速，它優(yōu)化補(bǔ)充了衛(wèi)星遙感和航空攝影技術(shù)不足。低空遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由無人飛行器航攝系統(tǒng)和輕飛行器航攝系統(tǒng)共同組成。

（五）輔助航空攝影

輔助航空攝影測(cè)量主要是在全球定位系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)充和發(fā)展應(yīng)用?？臻g三角測(cè)量元數(shù)據(jù)用于在航拍攝影測(cè)量完成后產(chǎn)生投影光束。如果航空攝影工作已經(jīng)完成，那么三個(gè)角元件和三個(gè)線性元件可以與少數(shù)地面檢查站進(jìn)行結(jié)合，對(duì)開展測(cè)量地形的工作并分析航空測(cè)量，從而有利于對(duì)航空站進(jìn)行定位，也有利于減少制圖工作的工作量。

五、結(jié)語

綜上所述，遙感和航空攝影測(cè)量是發(fā)展測(cè)繪技術(shù)的關(guān)鍵因素，對(duì)于地形測(cè)繪的應(yīng)用具有更大的重要性和價(jià)值。數(shù)字測(cè)繪技術(shù)基本已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的模擬測(cè)繪技術(shù)，成為目前主要使用的技術(shù)。

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（作者單位：山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)大隊(duì)）