浅谈摄影测量与遥感领域的发展趋势

刘超祥

（重庆市勘测院，重庆 400012）

1 前言

摄影测量与遥感是从摄影影像和其他非接触传感器系统获取所研究物体，主要是获取地球及其环境的可靠信息，并对其进行记录、量测、分析与应用表达的科学和技术。随着摄影测量与遥感技术的进一步发展，特别是与GPS技术、GIS技术的集成应用，这一科学技术必将发挥更大的作用，为国民经济建设和社会可持续发展提供动态基础信息和科学决策依据。

2 当今摄影测量与遥感领域的热门技术

2.1 基于序列影像的飞机姿态测量技术

对运动物体的姿态测量和研究是目前航空、航天领域比较热门的一个课题。通过、分析运动目标在各个时刻的空间位置(X，Y，Z)和运动姿态(φ，ω，κ)，可以对飞行器控制系统的性能做出评估，为飞控系统的设计改造提供重要的参考数据。

2.2 基于短基线多影像数字摄影测量的快速三维重建技术

这项技术可广泛应用于古建筑重建、医学重建、人体重建、工业量测及工程勘察等方面。基于多基线立体匹配的短基线、多影像数字近景摄影测量技术，是利用普通量测数码相机获取一序列具有短基线且多度重叠的相片，然后通过多基线的立体匹配以及多片平差计算，从而获取可靠性较高的模型点数据。重建过程包括数码相机拍摄多基线相片、相片参数解算、多基线立体匹配、数据预处理以及三维表面重建五部分。基于短基线、多影像数字摄影测量的三维重建技术由于采用量测数码相机以及无任何控制的手持拍摄方式，因此，具有简单快速和高度自动化的特点，适用于室内外各类三维模型的表面重建。

2.3 摄影测量与遥感数据处理趋向自动化和智能化

在已取得影像匹配成果的基础上，影像目标的自动识别技术主要集中在影像融合技术、基于统计和基于结构的目标识别与分类等方面。处理的对象既包括高分辨率影像、多光谱影像等。随着遥感数据量的增大，数据融合和信息融合技术愈渐成熟，压缩倍率高、速度快的影像数据压缩方法也已商业化。随着各类空间数据库的建立和大量新的影像数据源的出现，实时自动化检测已成为研究的-个热点。自动变化检测研究包括利用新旧影像 (如DOM影像)的对比、新影像与旧数字地图(如DRG、DLG等)的对比来自动发现变化和更新数据库。目前的方法是将影像目标三维重建与变化检测一起进行，实现三维变化检测和自动更新。进一步的发展则是利用智能传感器，将数据处理在轨完成，发送回来的直接为信息，而不一定为影像数据。

2.4 遥感的自动定位技术

这项技术是确定影像目标的实地位置 (三维坐标)的一种技术手段，也是摄影测量与遥感主要任务之一。在GPS空中三角测量的基础上，利用DGPS和INS惯性导航系统的组合，可形成航空、航天影像传感器的位置与姿态的自动测量，从而可实现定点摄影成像和稀少地面控制下的高精度对地直接定位。在航空摄影条件下精度可达到分米级；在卫星遥感条件下，精度可达到米级。对GPS/IMU技术的深入研究，将改变目前摄影测量和遥感的作业流程，从而实现快速成图和快速数据库更新。一些实验结果表明，在采用GPS/IMU辅助空三加密的情况下，l：50000比例尺航测成图可以做到无需地面控制点；1：10000～1：5000 比例尺航测成图可采用稀少地面控制点参与平差，提高整体精度，并检核成图精度；l：2000～l：1000 比例尺航测成图可大幅减少野外像控测量工作量。

3 未来摄影测量与遥感领域的一些发展趋势

现代测绘专业的各个学科在吸收应用其他领域高新技术的同时，也在相互渗透，走向综合集成，摄影测量与遥感的发展同样如此。它将集成GPS、GIS技术于一体并引入数字影像接收设备，形成一个实时接收、处理、分析的空间基础地理信息系统，可以随时对其中的信息进行实时更新。具体有以下几方面：

3.1 GPS及惯导技术得到更广泛的应用

随着美国政府对GPS民用限制政策的放宽，以及俄罗斯的“GLONASS”系统、欧洲的“伽利略”系统和我国的“北斗”系统的逐步发展，卫星定位导航技术将得到更加广泛的应用。如在航空摄影的导航中可以实现航向、旁向控制的自动化；GPS/IMU辅助空中三角测量可以极大地减少野外实测的地面控制点甚至实现无地面控制的空中三角测量。

3.2 实现真正的全数字化和自动化

获取目标信息的方式将由过去的感光成像方式转化为目标信息数字化记录方式，从而实现目标图像信息的实时传输、快速显示、数字化处理；数字摄影测量工作站实现高度自动化，几乎无须人工干预，并且可处理各种传感器的图像信息。

3.3 多维度、多源目标影像的综合应用

获取目标信息的遥感设备、航摄相机(包括数字相机)性能的不断提高，航摄、遥感影像会达到更高分辨率、更多波段数，使得目标的影像质量进一步提升。近景摄影将在工程测量、变形测量等方面得到更多的应用。航空摄影将全面应用于大比例尺地理信息的采集。航天摄影(遥感)也将广泛地用于中小比例尺地理信息的获取和更新。多源遥感信息数据融合技术被普遍采用，来自各种系统的影像信息丰富多彩、互为补充。

3.4 3S技术的高度集成

日新月异的计算机技术、多媒体技术、网络技术以及3s技术的发展，使得空间数据能够实现快速采集和管理，建立空间基础地理信息数据库变为可能。随着这些高新技术的开发和应用，以及3S技术的信息集成可以建立-个超级GIS工作系统总站，形成与政府各部门办公系统联接的网络系统，实现全国范围的GIS数据共享。如此信息量庞大，使用灵活方便的地理信息系统将完全打破以往测绘产品的使用局限性，能够宏观应用于全球气候变化研究、海平面变化研究、荒漠化研究、社会生态与环境保护研究、土地动态监测、自然灾害预测和防治以及大量用于城市规划管理、土地、交通、林业、农业、水利等方方面面。

3.5 服务范围将更宽、更广

随着所获取的信息向多领域、多平台、多渠道、多光谱、多数据源方面发展，真正实现信息的快速、综合、集成获取，而且其精度和可靠性更高，尤其是计算机动态仿真、虚拟现实、人工智能专家系统技术的进一步发展，我们将能够建立智能空间决策支持系统，使其中的信息不但能用于提供技术支持服务，而且也能够提供决策支持和全程调控服务，从而实现从工程建设的设计、规划、施工、管理和使用等各个阶段的全程调控，到区域规划、环境监测、自然灾害监控、社会可持续发展等宏观方面的决策支持，可以说服务范围将是无限的。

[1]孙家柄.遥感原理与应用[M].武汉：武汉大学出版社，2003.

[2]龚健雅.地理信息系统基础[M].北京：科学出版社.2001.

[3]张剑清，潘励.摄影测量学[M].武汉：武汉大学出版社.2005.

[4]邬伦.地理信息系统原理、方法和应用[M].北京：科学出版社.2001.