攝影測量的信息化和智能

裴晨曦

（山西省第九地質(zhì)工程勘察院，山西忻州 034000）

0 前言

隨著社會經(jīng)濟(jì)與科技技術(shù)的快速發(fā)展，攝影測量技術(shù)繼承了當(dāng)前時代發(fā)展特征，呈現(xiàn)出信息化、智能化發(fā)展趨勢。現(xiàn)階段我國對攝影測量的結(jié)果與效率提出了更高要求，強(qiáng)調(diào)攝影測量需在未來施工建設(shè)、搶險救災(zāi)、地質(zhì)調(diào)查等領(lǐng)域中得到更加廣泛的應(yīng)用。

1 概述攝影測量

攝影測量主要就是將攝影設(shè)備與膠片結(jié)合在一起，用以測量目標(biāo)物形態(tài)、空間與尺寸。19 世紀(jì)80 年代末期，攝影測量技術(shù)被首次提出與應(yīng)用，直至現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展了一百年多的歷史[1]。攝影測量利用光學(xué)攝影機(jī)獲取的影片對物體進(jìn)行測量，用于繪制各類比例尺地圖、地形數(shù)據(jù)庫建立、為建設(shè)工程施工組織設(shè)計提供專業(yè)地形數(shù)據(jù)等。

傳統(tǒng)攝影測量技術(shù)以影片為依托，通過科學(xué)技術(shù)手段將影片物體中的各類尺寸、位置與不同物體之間的相互關(guān)系計算出來，使得測量覆蓋面較小，受人工操作等各類因素影響研究?，F(xiàn)階段攝影測量又與智能技術(shù)、自動化技術(shù)進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，通過建立起相應(yīng)的測量數(shù)據(jù)庫，對測量信息進(jìn)行更加全面的計算與處理，使得攝影測量結(jié)果更加精準(zhǔn)。

就目前來看，應(yīng)用在攝影測量中的相機(jī)種類繁多，主要包括大面陣相機(jī)、面陣拼接相機(jī)、線陣相機(jī)等。常見面陣拼接相機(jī)又被分為靜態(tài)拼接與動態(tài)拼接兩種類型。同時，攝影測量工作也需使用激光掃描儀，通過利用激光掃描原理提高攝影測量結(jié)果的精準(zhǔn)性。不僅如此，在地物信息傳感器也被廣泛應(yīng)用在攝影測量信息傳感器運行過程中，從根本上提高了攝影測量工作的可行性，為攝影測量工作發(fā)展提供重要的發(fā)展機(jī)遇。

2 當(dāng)前攝影測量技術(shù)特征分析

社會現(xiàn)代化發(fā)展趨勢使得攝影測量在傳統(tǒng)范圍內(nèi)得到了進(jìn)一步完善與革新，原有僅依靠攝像機(jī)拍攝影片的方式被各類傳感器設(shè)備所取代。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，攝影測量功能更加完善[2]。各類攝影測量設(shè)備不斷涌現(xiàn)，測量形態(tài)呈現(xiàn)出多元化發(fā)展特征，為更好適應(yīng)各領(lǐng)域測量需求奠定了堅實基礎(chǔ)。

將傳感器設(shè)備應(yīng)用在攝影測量技術(shù)發(fā)展過程中，攝影測量測算的效率與質(zhì)量不斷提高，攝影測量應(yīng)用領(lǐng)域被拓寬。因此從一定角度上來說，攝影測量與傳感器裝置之間具有相互替換關(guān)系。

3 攝影測量的地理空間信息應(yīng)用

現(xiàn)階段地理空間信息大多為公眾地理空間信息，對完善攝影測量功能，促進(jìn)攝影測量信息化、智能化變革具有重要意義。地理空間信息主要被應(yīng)用在公眾地圖服務(wù)平臺中，如百度地圖、高德地圖、街景地圖等為大眾出行提供了巨大的便捷[3]。同時，利用這些地理空間信息，也能加快自然災(zāi)害等地面搜索進(jìn)程，相關(guān)救援人員能夠應(yīng)用電腦或手機(jī)等設(shè)備，對救助站、賬篷以及受損建筑所在位置進(jìn)行標(biāo)注，為即將趕到災(zāi)害現(xiàn)場的工作人員給予一定幫助。

將地理空間信息與攝影測量技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，能夠使攝影測量服務(wù)范圍范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，使攝影測量地理空間上的關(guān)系不斷變化。相較于傳統(tǒng)攝影測量技術(shù)而言，高效應(yīng)用地理空間信息的攝影測量技術(shù)處理成本將得到進(jìn)一步控制，使得攝影測量經(jīng)濟(jì)效益最大化目標(biāo)能夠更好實現(xiàn)。對于我國攝影測量領(lǐng)域而言，地理空間信息的應(yīng)用為衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)處理提供了榜示，使得我國云區(qū)識別與衛(wèi)星輻射精度得到了進(jìn)一步的提高。

由此可見，攝影測量與地理空間信息的有機(jī)結(jié)合，能夠使攝影測量數(shù)量得到大規(guī)模的公開與共享。通過測量結(jié)果與地理空間信息的優(yōu)勢互補(bǔ)，使得地理數(shù)據(jù)更新速度進(jìn)一步提高，攝影測量過程中的成本得到更好控制，拓展了數(shù)據(jù)處理期間的問題解決思路。

4 攝影測量內(nèi)部密集點云功能分析

密集點云功能是攝影測量技術(shù)朝向信息化、智能化發(fā)展的基礎(chǔ)標(biāo)志?，F(xiàn)階段大數(shù)據(jù)與云計算技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，各領(lǐng)域?qū)⒋藘煞N技術(shù)用于分析與統(tǒng)計日漸增多的經(jīng)營數(shù)據(jù)中，使這些數(shù)據(jù)的根本價值能夠得到充分的發(fā)揮。

對于攝影測量領(lǐng)域而言，原有攝影測量工作存在大部分航向與旁向重疊的問題，為確保測量結(jié)果與當(dāng)?shù)貙嶋H情況相符，需重復(fù)測量相同地區(qū)，用于校驗測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性[4]。在大重疊度攝影測量工作中應(yīng)用密集點云功能，能夠切實提高大重疊度數(shù)據(jù)處理期間的成本利用率，使數(shù)據(jù)自動化處理流程更加完善。同時，發(fā)展新型密集匹配技術(shù)，將其應(yīng)用在攝影測量數(shù)據(jù)分析過程中，使得數(shù)據(jù)分析效果能夠更好達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，促進(jìn)攝影測量信息化發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)有攝影測量中的密集點云功能較為成熟，在實際應(yīng)用過程中需配合半局面配算法，將所得到的影像資料內(nèi)部信息構(gòu)建起能量函數(shù)模型，更好對攝影地區(qū)之間的內(nèi)部關(guān)聯(lián)進(jìn)行相互匹配，加快攝影測量發(fā)展速度。

5 攝影測量的低空無人機(jī)智能化發(fā)展趨勢

低空無人機(jī)攝影測量被大量應(yīng)用在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境信息收集過程中，隨著我國社會主義市場經(jīng)濟(jì)逐漸趨向于新常態(tài)化發(fā)展，低空資源成為大部分領(lǐng)域重要發(fā)展方向[5]。與普通攝影測量相比，低空無人機(jī)攝影測量的規(guī)范性與專業(yè)性較差，需與智能技術(shù)融合在一起。低空無人機(jī)測量的智能化發(fā)展主要從無人機(jī)操控與無人機(jī)數(shù)據(jù)智能化處理兩方面入手。無人機(jī)智能化操控就是對飛機(jī)起飛、航行等階段進(jìn)行無人機(jī)處理，切實提高無人機(jī)管控水平。無人機(jī)智能化控制性的計算功能能夠快速找到指定測量地點，用戶通過輸入相應(yīng)的無人機(jī)控制參數(shù)指令，將無人機(jī)測量結(jié)果進(jìn)行重新修正。同時，對無人機(jī)攝影測量期間的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模處理，如數(shù)據(jù)匹配等，最大限度控制測量結(jié)果的誤差程度，獲得最佳智能化效果。借助三維建模技術(shù)，也可獲得更加全面的點云信息，對此些信息進(jìn)行破譯處理，以便更好測量出地物數(shù)據(jù)，從根本上提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率與全面性。

推進(jìn)攝影測量技術(shù)智能化發(fā)展方向，對提高攝影測量期間的綜合效益具有重要意義。用戶通過更加簡單的按鍵操作，輸入相應(yīng)的影像信息路徑，就可獲得更加精準(zhǔn)的測量結(jié)果。攝影測量智能化系統(tǒng)還可對拍攝后的影像進(jìn)行自動分類，確?？罩袦y量計算工作快速開展，確保攝影測量數(shù)據(jù)利用率達(dá)到最大水平。

6 攝影測量中密集點云與正射影像圖

在攝影測量技術(shù)實際應(yīng)用過程中，主要發(fā)展成模擬解析、數(shù)字?jǐn)z影測量以計算機(jī)輔助測圖方式。攝影測量領(lǐng)域中的測圖技術(shù)依然處于有待發(fā)展階段的。在攝影測量實際測量過程中，空間地理的信息的獲取與處理環(huán)節(jié)更加重要，需相關(guān)工作人員對攝影測量傳感器進(jìn)行不斷優(yōu)化，確保傳感器裝置能夠更好滿足實際測圖需求。隨著計算機(jī)結(jié)構(gòu)與相應(yīng)技術(shù)發(fā)展速度的不斷加快，攝影測量與，密集點云、正射影像技術(shù)得到了快速發(fā)展，傳統(tǒng)攝影測量中的人工測圖手段被轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ⅲw測圖方式，使測量數(shù)據(jù)中的三維重建與測圖環(huán)節(jié)效果得到根本上的增強(qiáng)。故在攝影測量智能化與信息化發(fā)展進(jìn)程中，相關(guān)技術(shù)人員需將攝影測量開發(fā)重點放置在密集點云技術(shù)與正射影像系統(tǒng)的開發(fā)過程中。

為促進(jìn)攝影測量工作信息化智能化發(fā)展進(jìn)程，需加強(qiáng)攝影測量數(shù)據(jù)信息管理工作，設(shè)置空間充足的數(shù)據(jù)信息管理庫，確保攝影測量數(shù)據(jù)能夠得到高效的整合與處理，還有后期測量數(shù)據(jù)的管理工作提供重要理論依據(jù)。注重對測量數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)進(jìn)行定期維護(hù)，防止系統(tǒng)故障對測量數(shù)據(jù)造成損壞?，F(xiàn)階段信息集成化技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，為攝影測量工作信息化發(fā)展提供了重要基礎(chǔ)。在當(dāng)前攝影測量環(huán)節(jié)中還使用到了各類測繪產(chǎn)品，如4D產(chǎn)品等。同時，針對各類攝影原始營影像，也可利用信息系統(tǒng)設(shè)置定位參數(shù)，從根本上提高測量數(shù)據(jù)的利用率。智能化與信息化發(fā)展進(jìn)程是攝影測量當(dāng)前重要發(fā)展趨勢，因此需應(yīng)用更加先進(jìn)的信息與智能技術(shù)，確保原始圖像數(shù)據(jù)能夠更好展現(xiàn)出地區(qū)歷史特征，為各領(lǐng)域生產(chǎn)建設(shè)提供重要的參數(shù)依據(jù)。

7 總結(jié)

總而言之，攝影測量的信息化與智能化改造可從根本上擴(kuò)大攝影測量應(yīng)用范圍，基于多源傳感裝置，不斷提高攝影測量工藝的精準(zhǔn)度，確保攝影測量領(lǐng)域與其他領(lǐng)域生產(chǎn)建設(shè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域生產(chǎn)方式的革新。同時，注重攝影測量專業(yè)人才的教育培訓(xùn)，針對攝影測量技術(shù)與攝影測量設(shè)備維護(hù)等內(nèi)容，在測量人員內(nèi)部開展培訓(xùn)活動，使測量人員能夠更好適應(yīng)攝影測量信息化、智能化發(fā)展趨勢，從根本上提高攝影測量數(shù)據(jù)利用率。