新技术在遥感和航空摄影测量中的应用

余建新

摘 要：航空摄影测量是利用光学或者数码摄影机摄影得到的影像，随着技术的不断进步与发展，航空摄影测量经历了从模拟摄影测量、解析摄影测量到数字摄影测量的跨越，目前正逐步进入信息化测绘时代。现代航空摄影测量技术在大比例尺地形图测绘里面得到快速的推广应用，现阶段测绘高新技术的出现将逐步替代传统的测绘生产方式、工艺流程及产品形式。

关键词：新技术；遥感；航空摄影；测量

中图分类号：P231 文献标识码：B

1、摄影测量与遥感技术的发展意义

1.1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。

1.2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、航空摄影测量技术的应用

2.1数字航摄仪DMC

数字航摄仪DMC属于一种数字相机系统，该系统具有较高的精度与分辨率，在航空摄影测量中具有较高的应用价值。DMC数字航空相机的组成部分包括四个全色传感器与四个多波段传感器。在四个多波段传感器辅助下，DMC航空相机分别对红色、绿色、蓝色以及近红外数据进行捕捉；四个全色传感器则是对影像进行捕捉，以少量重叠区域为依托，使一个大的768013824镶嵌影像得以生成。低空数字航空摄影测量的传感器采用的是像素超过2000万的小像幅数码相机，并在无人飞机的支持下，实现低空航摄。其特点在于具有较强的机动性，能够快速完成作业任务，并且在经济成本方面具有一定的优势。该项技术能够快速实现局部区域数字影像的获取，并且在精度与分辨率方面也相对较高，不会过分依赖天气与机场，在应急保障、防灾减灾以及地形测绘等领域中有着广泛的应用。

2.2IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术

GPS指的是全球定位系统，在航空摄影测量中的应用中，利用空三的方式实现角元素的获取，并且投影光束的直接获取也得以实现。IMU/DGPS则是指惯性测量单元/差分GPS，在航空摄影测量中得到应用之后，能够实现对三个线元素与三个角元素的直接获取，在航空摄影测量中对地面控制点的需求不大，航片定向甚至整个测图工作得到了简化。

2.3LIDAR激光测高扫描系统LIDAR

激光测高扫描系统是基于空中三角测量技术，在GPS辅助下，使航空摄影测量对地面控制点的需求得以降低，在该系统下，作业周期相对较短，在成本方面也具有一定优势，在困难地区、无图区以及边境区的基础测量中，这种技术具有较强的适用性。在该测量技术的支持下，有地面控制点的四角带中，地图精度可满足1：10000的比例尺要求。对于具有丰富特征以及较好的影像的地面，比例尺为1：50000的精度要求也可以满足。在西部大开发战略中，这种测量技术具有重要的应用价值，对于我国基本地形图的完善而言有着十分重要的作用。

2.4低空遥感系统技术的应用

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。

2.5机载侧视雷达技术的应用

机载侧视雷达是利用装于飞机机身两侧或下方的天线，随着飞机向前飞行而扫描飞机下方两侧的带状地面，进行高分辨率地形测绘的雷达。飞行器上的侧视雷达包括发射机、接收机、传感器、数据存储和处理装置等部分。侧视雷达具有下列特点：（1）具有全天候工作性能；（2）分辨率高，所摄照片清晰；（3）覆盖面积大，提供信息快，把飞行中连续拍摄的照片拼接起来可构成大面积的地形图；（4）不易受干扰；（5）具有分辨地面固定和活动目标的能力。机载合成孔径侧视雷达在农业、地质勘探、资源考察、环境保护和海洋调查等方面已获广泛应用。机载和星载SAR影像的应用主要体现在地形的立体测绘方面。利用雷达图像提取地形信息，除了基于同轨或异轨雷达图像的立體测量外，还有一种新的技术，称为雷达干涉测量技术（InSAR），它可以用来提供大范围的数字高程模型（DEM）。雷达干涉测量技术的应用领域涉及地形测量、地壳形变监测、土地利用变化监测、海面洋流监测及舰船的跟踪以及火山灾害监测等。

3、结束语

通过以上分析，可以看出各种新技术在航测或遥感中的各自优点所在，针对航摄地区的特点选取合适的技术进行影像获取，必将提高航摄效率，缩短测绘产品获取的周期，提高影像质量。同时随着计算机技术和互联网通讯技术的发展，地球空间信息技术的空间信息网格技术，目前已实现。上述一些新技术手段的应用，对航空摄影测量和遥感工作者还将面临着前所未有的机遇和挑战。

参考文献

[1]李莉.航空遥感影像匀光匀色方案研究与应用[D].东华理工大学，2013.