航空摄影测量新技术探讨

■魏益友，黄雪琴，刘韦华 ■江西省煤田地质局测绘大队，江西 南昌 330001

1 概述

自上世纪八十年代初起，我国各大中型城市陆续开展了利用航空摄影测量技术生成城市大比例尺地形图的应用。随着新技术的普及随之而来的是各城市大中型测绘单位陆续组建航测机构用以开展航空摄影测量以及遥感等方面的业务，技术的推动也带来了与之相关的高新技术不断的投入。下面就几种典型的新技术在航空摄影测量中的应用做个简要的介绍。

2 航空摄影测量新技术探讨

(1)GPS 技术在航空摄影测量中的应用

传统的空中三角测量采用航空摄影、野外测量分布于特定位置上的地面控制点，以地面控制点为基准进行最小二乘平差以确定地面目标的空间位置的作业方式，这种方式周期长、成本高、自动化程度低。采用GPS 辅助空中三角测量中的导航与定位是利用装置于飞机和地面基准站上的GPS 接收机精确测定摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心位置，将其视为观测值引入摄影测量区域网平差中，进行内业加密，这样可以大大减少地面控制点的数量。

(2)机载激光扫描技术在航空摄影测量中的应用

上世纪九十年代后期机载激光扫描技术开始逐步兴起，概括来说它就是将激光测距仪与GPS 定位技术相结合快速获取地面地物高精度三维坐标的一种技术。相对传统摄影测量技术而言他具有高精度且所测绘范围更广个优势。利用该技术可以生成大范围地形测图以及进行大型工程建设场地测绘。由于他采用非接触方法直接获取三维高精度坐标能克服传统测量技术操作过程中的局限性，能很方便的对任意物体进行扫描，几乎没有空间时间的限制，能很快速的将现实地物信息转换为能处理的影像数据。其高效、高精度、现势性强等特点，在使用中能大大节约时间成本及资金成本，因而得到了普遍的应用。

机载激光扫描测量技术在工程与环境检测及城市建设等各方面均有十分成功的案例:譬如大比例尺地形图绘制、地灾评估、地面断面图、建筑物立体施工、变形监测、3D 城市模型建立等。

(3)机载侧视雷达技术在航空摄影测量中的应用

机载侧视雷达是在飞机向前飞行时，利用装于飞机机身两侧或下方的天线来扫描飞机下方两侧的带状地面，从而进行高分辨率地形测绘。采用合成孔径成像，能实现真实孔径雷达图形的实时数字处理剂移动式TV 显示。

侧视雷达工作时间不受限，成像分辨率高影像清晰、拍摄范围覆盖面积大，能快速提供信息、拍摄过程不易受到干扰且具有分辨固定物体以及活动目标的能力，将飞行中连续拍摄照片拼接起来加以修正即可生成大面积地形图。该技术在农林业、资源环境保护、地勘等方面己得到普遍的应用。

机载星载SAR 主要应用于地形立体测绘，他通过雷达图像来提取有关地形信息，另外雷达干涉测量技术—InSAR 则是基于同轨或异轨雷达图像立体测量之外的另一种新技术，通过它可生成数字高程模型(DEM)。

雷达测量技术主要应用于监测地壳形变、海面洋流监测、土地利用变化监测及舰船的跟踪监测等。

(4)低空遥感系统技术在航空摄影测量中的应用

低空遥感更多采用无人机方式进行拍摄，成本相对低廉一些，通常情况不需要申请空域使用，飞行高度处于国家允许范围以内。能快速对目标区域进行反应以及获取高质量数据，特别是在救灾等方面能够快速进行灾害情况勘探。但是在航行过程中因为承载能力有限，拍摄设备价格相对低廉，对数据定位精度不高，通常将它作为常规航空摄影及卫星遥感的补允手段。

无人飞行器航空系统就是利用无线遥控或程序控制来执行特定航空任务的飞行器，指不搭载操作人员的一种动力空中飞行器，采用空气动力为飞行器提供所需的升力，能够自动飞行或远程引导。超轻型飞行器航摄系统则是采用2000 万像素以上框幅式数码相机的有人驾驶轻型固定翼飞机、动力滑翔伞、直升机等平台进行航空摄影的系统。无人驾驶低空遥感系统则是由飞行器平台系统、小型多功能观测传感器系统、测控及信息传输分系统、地面实验处理与加工系统、遥感空基交互控制系统、综合保障系统组成，在低平原地区应用较多，多应用于我国北方地区，但是其成果精度不高，适用于低精度要求的影像拼接、灾害应急、规划等。在我国山地平原地区等都有较多应用实例。

(5)定位定姿系统技术在航空摄影测量中的应用

定位定姿系统(position and orientation，POS)利用设在地面上的一个或多个基站上的GPS 接收机和装在飞机上的GPS 接收机同步连续观测GPS 卫星信号，采用差分GPS 定位(DUPS)技术精密定位，利用惯性测量装置(IMU)来感测飞机或其他载体的加速度进行姿态测量，通过积分运算获取载体的速度和姿态信息。

3 结束语

本文通过对几种常见的航空摄影技术进行对比分析，梳理出各种技术在摄影测量中的优缺点，在实际工作中我们有必要针对测区实地情况来选取合适的技术进行影像获取，以提高整体作业效率，提升影像质量。随着现代摄影技术及互联网技术的不断发展，还会有更多新兴技术出现，必将为我们的航空摄影测量事业带来前所未有的机遇和挑战!

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