新技术在遥感和航空摄影测量中的应用

摘 要：大比例尺航测技术的国内各城市测绘单位得到快速推广。一些航测遥感相关的高新技术不断投入，本文阐述了摄影测量与遥感技术的发展，分析了遥感及航测的新技术应用。

关键词：新技术；遥感；航测

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.121

摄影测量的原理是摄影光束相交得到的地面点点位，传统航测成图的方法利用地面控制点求光束的外方位元素，测区无法涉足的地面控制点地区不能使用此成图方法。传统航空摄影测量中像控测量工作量大，自80年代初起，我国大型城市陆续开展了航测技术测制城市大比例尺地图的生产应用，各城市测绘单位先后组建了航测机构，大比例航测成图技术的应用得到快速推广。

1 摄影测量与遥感技术的发展意义

摄影测量与遥感技术已进入测绘，农林水利业，气象，城市建设等各领域。在国民经济中发挥着重要的作用。自70年代后期开始，摄影测量已开始进入数字摄影阶段。

（1）推动测绘技术的进步。自70年代后期开始，我国摄影测量逐渐从模拟摄影车辆转化到解析摄影测量，标志着我国传测绘技术体系的解体。目前我国已建立了数字正射影像，数字高程模型，数字线划图，有其他相应的地名数据库与土地利用数据库，为摄影测量在现实生产应用提供了条件。国家利用摄影测量与遥感技术建立了大量的全国级别的基础地理信息数据库，如省一级的1：10000比例尺级别的基础地理信息数据库，市县级1：500的地理信息数据库等。我国应用陆地卫星TM数据等，在80年代中期完成了全国土地利用调查，具有耕地数据动态更新的能力，利用高分辨率遥感数据开展全国土地详查工作。

（2）提升空间数据获取能力。经近半世纪的发展，空间数据获取能力得到了巨大的提升。以遥感数据处理平台为核心，建立了国产卫星遥感影像地面处理系统。为形成我国独立自主对地面观测数据获取服务体系奠定了基础。在国家973与863计划支持下，发射了包括气象卫星，导航定位卫星，科学实验卫星等50多颗对地观测卫星。组成了风云，资源环境减灾等民用系列对地观测卫星体系。实现了对地球的多平台观测，可获取地球表面不同分辨率的光学与雷达图像。将观测数据应用于大气成分，植被变迁，自然灾害等地球空间环境变化的监测。 数据储备已积累覆盖1500万平方公里的地球表面数据。

2 测量技术的应用

在航空摄影测量获取航片中，航空摄影飞行必须沿设计的航线飞行，保证所得影响具有一定的航向重叠度，随着GPS的广泛应用，普遍使用GPS對航空摄影机进行导航。

GPS辅助空中三角测量精确测定摄影航摄仪物镜中心位置，将测得数据应用于摄影测量内业加密，确定航摄仪物镜中心位置需采用的GPS动态定位方法，利用GPS基准站观测数据进行后处理获得航摄仪物镜中心位置。

LIDAR激光测高扫描系统利用GPS辅助空中三角测量技术，可有效应用于困难地区及边境区的基础测量。可满足1：10000比例尺的地图精度要求，可达到1：50000比例尺的精度要求，对实施西部大开发战略具有重要意义。

机载LIDAR激光测量系统，可作为摄影测量的补充，是传统测量技术的竞争技术，机载LIDAR技术可开展与其他多种传统传感器的联合应用，某些领域，如海岸工程等，机载LIDAR技术提供的独特能力气体技术无法达到。日本用LIDAR技术获取地面精确DTM数据，马来西亚用此技术对680km倾斜电气化铁路进行改造，LIDAR具有传统摄影测量不具备的功能。

机载侧视雷达利用飞机机身两侧天线，扫描飞机下方两侧带状地面。侧视雷达包括发射机，传感器与处理装置等部分。其具有全天候工作性能，覆盖面积大，在飞行中连续拍摄的照片拼接可构成大面积地形图，不易受干扰。机载合成孔径侧视雷达在农业，资源考察，海洋调查等方面获得广泛的应用。

机载与星载SAR影像应用主要体现在地形立体测绘，利用雷达图像提取地形信息可使用雷达干涉测量技术，用以提供大范围的数字高程模型。其应用领域涉及地形测量，土地利用变化监测及火山灾害监测等。

3 遥感及航测新技术

（1）低空遥感系统。低空遥感系统受天气因素影响较小，获取的影像分辨率高，可作为卫星遥感的有效补充手段。其主要包括轻型飞行器与无人飞行器航摄系统。超轻型飞行器航摄系统是采用有人驾驶轻型固定翼飞机，动力滑翔伞等飞行平台进行航空摄影的系统。无人飞行器航空系统是采用无人驾驶系固定翼飞机，飞艇等飞行平台进行航空摄影的系统。无人加深低空遥感系统由测控及信息传播分系统，遥感空基交互控制系统，综合保障系统等组成，其成果质量无法保证。适用于对精度要求不高的影响规划等。地形图更新的4D产品制作等用图需求，宜采用超轻型飞行器低空遥感系统。

（2）定位定姿系统。定位定姿系统是IMU/D GPS组合的高精度位置系统，利用飞机与地面基站的GPS接收机同步连接观测GPS卫星信号，姿态测量主要利用惯性测量装置感测飞机的加速度，获取载体的速度与姿态等信息。机载POS系统由惯性测量装置，GPS接收机，计算机系统组成。IMU由加速度计，数字化电炉与温度补偿功能的中央处理器组成。GPS系统由系列导航卫星与接收机组成，用态定位技术解求GPS天线相位中心位置。计算机装置包含GPS接收机，实时组合导航的计算机，实时组合导航计算结果。数据后处理软件通过处理POS系统在获得IMU与GPS原始数据得到最优的组合导航解，需用后处理软件解算每张摄像曝光瞬间的外方位原素。

4 结语

随着科技的快速发展，航测积极朝向信息化测绘时代迈进，各种航摄新技术各有优点，针对航摄地区特点选择合适的技术获取影像，随着计算机技术的发展，地球空间信息技术发展目标定为空间信息网络技术。城市航测者将面临更大的挑战。

参考文献：

[1]刘建威.摄影测量与遥感新技术在工程建设中的应用分析[J].中国标准化，2018（24）：136-137.

[2]邹光明.摄影测量与遥感新技术在工程建设中的应用分析[J].居业，2017（12）：13+15.

课题项目：兰州资源环境职业技术学院课题《摄影测量与遥感技术应用推广》，项目编号：J-2016-09

作者简介：范陇强（1989-），男，甘肃会宁人，本科，助教，研究方向：工程测量。