淺談航空攝影測量在地形圖測繪中的應(yīng)用與發(fā)展

武艷強(qiáng)

河北卓遠(yuǎn)地理信息系統(tǒng)工程服務(wù)有限公司 河北 張家口 075000

1、引言

地形圖測繪在城市發(fā)展中必不可缺，在國家建設(shè)、經(jīng)濟(jì)、文化中都發(fā)揮著重要的作用，并且在交通、水利、道路、礦山、隧道等測量領(lǐng)域也有著不同程度的應(yīng)用，為工程領(lǐng)域的建設(shè)奠定了堅實的基礎(chǔ)。航空攝影測量是20世紀(jì)新興的測繪技術(shù)，作為“3S”技術(shù)重要的組成部分，該技術(shù)的發(fā)展影響著傳統(tǒng)測繪的發(fā)展與應(yīng)用，其在地形圖測繪中產(chǎn)生的影響更是革命性的。

2、我國航空攝影測量的發(fā)展

航空攝影測量在國內(nèi)得到了長足的發(fā)展。1978年王之卓先生提出“全數(shù)字自動化測圖系統(tǒng)概念”，在該思想的指導(dǎo)下，北京思維遠(yuǎn)見公司開發(fā)了JX4DPW，武漢適普公司開發(fā)了VirtuoZo，1998年，這兩套DPW都于通過了國家測繪局的鑒定。大部分的攝影測量數(shù)據(jù)后處理工作都在這兩套系統(tǒng)上集成。國內(nèi)外數(shù)字?jǐn)z影測量工作站的涌現(xiàn)，不僅極大地促進(jìn)了攝影測量在各個方面的應(yīng)用，而且極大地促進(jìn)了攝影測量發(fā)展。

3、相比傳統(tǒng)地形測繪航空攝影測量的特點

3.1 大范圍、適時快速

相對傳統(tǒng)地形圖的測制，航空攝影測量不受到氣候條件的制約，不受人員多少條件的影響，大范圍的，快速測制大比例尺地形圖，且在測制過程中可以大大減少外業(yè)工作量，把節(jié)約的人員分派到內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理中，加快了整體項目的速度。航空攝影測量由于其快速性的特點，在很短的時間內(nèi)完成影像圖的制作，這就提供最新的數(shù)據(jù)，從而達(dá)到地形圖的適時性。

3.2 機(jī)動靈活、操作簡單

地形圖測制中基本采用的是小型無人機(jī)，無人機(jī)的飛行高度一般為50-100m，屬于低空飛行，申請空域就顯得相對簡便。無人機(jī)對起降的條件要求較低，只需要一段平整路面就可以進(jìn)行起降。現(xiàn)代無人機(jī)價位較低，且無人機(jī)的操作相對簡單，只需要較短時間的培訓(xùn)就可以完成，較為普及。

3.3 直觀性

無人機(jī)的航空攝影測量一般測制的最后成果為正射影像圖，在影像圖中可以明顯的看出建（構(gòu)）筑物，交通設(shè)施，水系設(shè)施，地形地貌等要素，這給后期地形圖的測制提供了有利的條件。相對于傳統(tǒng)地形圖的繪制，無論是在草圖繪制上，還是在后期屬性賦予上都更加的直觀，易懂。

3.4 性價比高

傳統(tǒng)地形圖測繪一般采用全野外數(shù)據(jù)采集成圖，無論是人力，物力都需要較大的投入，且需要較長時間周期，同時受天氣因素影響較大。而航空攝影測量可以利用其機(jī)動、快速、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢，即使陰天、霧天極端天氣也可以得到清晰的影像。外業(yè)工作量的減少極大的節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，采用航空攝影測量可以一天測制幾平方公里到幾十平方公里，提升工作效率，節(jié)約項目成本。

4、航空攝影測量生產(chǎn)DLG的流程

4.1 航空攝影測量測制地形圖的基本流程

航空攝影測量測制數(shù)字線化圖的基本流程為資料準(zhǔn)備及分析→數(shù)據(jù)采集與屬性錄入→圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的編輯與接邊→質(zhì)量檢查→成果整理。

4.2 資料準(zhǔn)備及分析

在項目開始前應(yīng)根據(jù)項目要求和測區(qū)特點收集、分析測區(qū)自然地理概況，技術(shù)設(shè)備情況。同時從測區(qū)的自然地理、技術(shù)設(shè)備、資金、飛行空域等情況進(jìn)行系統(tǒng)分析，選擇最佳方案。

4.3 數(shù)據(jù)采集與屬性錄入

制作DOM→工作底圖制作→調(diào)繪工作底圖分析→外業(yè)實地調(diào)繪→數(shù)字化、整飾調(diào)繪資料→外業(yè)數(shù)字化調(diào)繪成果→全數(shù)字化測圖→DLG數(shù)據(jù)編輯→DLG成果。其中DOM的制作又分為影像數(shù)據(jù)GPSPOS數(shù)據(jù)下載→數(shù)據(jù)整合→智能匹配處理→結(jié)合控制數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域網(wǎng)平差→得到影像精確參數(shù)，并提取三維數(shù)據(jù)信息→制作正射影像→生成DOM成果。

4.4 圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的編輯與接邊

根椐測圖成果，對八大類要素進(jìn)行相應(yīng)編輯、賦值、建拓?fù)洹⒔舆叺取＿M(jìn)行編輯時有些要素可以直接引用調(diào)繪成果時，但要特別注意其變形、位移，接邊等問題。（如：新增地物、地類界、路網(wǎng)、水系等）

4.5 質(zhì)量檢查

質(zhì)量檢查有幾何精度檢查和屬性精度檢查。其中采用的檢查方法為數(shù)據(jù)對比、實地檢查和室內(nèi)檢查等。

4.6 成果整理

成果包括DLG數(shù)據(jù)文件、元數(shù)據(jù)文件、DLG數(shù)據(jù)文件、結(jié)合表、質(zhì)量檢查（驗收）報告、技術(shù)報告等。

5、航空攝影測量生產(chǎn)地形圖的應(yīng)用探索

5.1 數(shù)字城市建模

航空攝影測量可以快速、精準(zhǔn)、無死角的對城市各個角落進(jìn)行高分辨的測量，同時航空攝影測量可以得到DLG、DOM、DEM、DRG等各種數(shù)字產(chǎn)品。通過對各種數(shù)字產(chǎn)品的影像處理和匹配可以得到精確的數(shù)字三維模型，建立精準(zhǔn)的空間數(shù)據(jù)，為數(shù)字城市提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也為數(shù)字城市的建立打下堅實的基礎(chǔ)。

5.2 為應(yīng)急情況提供數(shù)據(jù)

由于航空攝影測量具有靈活、快速、準(zhǔn)確、直觀、不受氣候、地形條件約束等特點，可以為荒漠化監(jiān)測、旱情監(jiān)測、火情監(jiān)測、地質(zhì)災(zāi)害等極端情況提供詳實、準(zhǔn)確的空間地理影像數(shù)據(jù)，結(jié)合計算機(jī)、通訊技術(shù)幫助應(yīng)急情況緊急措施的快速制定，進(jìn)一步縮小災(zāi)害的人員、財產(chǎn)損失。

5.3 在社會生產(chǎn)中的使用

航空攝影測量生產(chǎn)的數(shù)字產(chǎn)品DOM和DEM疊加可用于工程上的土方量計算、通視分析等。在防洪減災(zāi)上可以進(jìn)行匯水區(qū)分析、水系網(wǎng)絡(luò)分析、降雨分析、蓄洪分析、淹沒分析等，在通訊方面可以進(jìn)行蜂窩電話的基站分析等。同時航空攝影測量在城市規(guī)劃、資源調(diào)查、環(huán)境保護(hù)等方面都有不同程度的應(yīng)用。

6、結(jié)語

航空攝影測量以其大范圍、適時快速、性價比低等特點在地形圖測繪中取得了廣泛的應(yīng)用，并且在其他各個領(lǐng)域都取得了長足的發(fā)展[4]。航空攝影測量結(jié)合地理信息產(chǎn)業(yè)將會成為今后地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的生力軍，也將會在“大測繪”中扮演重要的角色。