新技術在遙感和航空攝影測量中的應用

摘 要：大比例尺航測技術的國內各城市測繪單位得到快速推廣。一些航測遙感相關的高新技術不斷投入，本文闡述了攝影測量與遙感技術的發展，分析了遙感及航測的新技術應用。

關鍵詞：新技術；遙感；航測

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

攝影測量的原理是攝影光束相交得到的地面點點位，傳統航測成圖的方法利用地面控制點求光束的外方位元素，測區無法涉足的地面控制點地區不能使用此成圖方法。傳統航空攝影測量中像控測量工作量大，自80年代初起，我國大型城市陸續開展了航測技術測制城市大比例尺地圖的生產應用，各城市測繪單位先后組建了航測機構，大比例航測成圖技術的應用得到快速推廣。

1 攝影測量與遙感技術的發展意義

攝影測量與遙感技術已進入測繪，農林水利業，氣象，城市建設等各領域。在國民經濟中發揮著重要的作用。自70年代后期開始，攝影測量已開始進入數字攝影階段。

（1）推動測繪技術的進步。自70年代后期開始，我國攝影測量逐漸從模擬攝影車輛轉化到解析攝影測量，標志著我國傳測繪技術體系的解體。目前我國已建立了數字正射影像，數字高程模型，數字線劃圖，有其他相應的地名數據庫與土地利用數據庫，為攝影測量在現實生產應用提供了條件。國家利用攝影測量與遙感技術建立了大量的全國級別的基礎地理信息數據庫，如省一級的1：10000比例尺級別的基礎地理信息數據庫，市縣級1：500的地理信息數據庫等。我國應用陸地衛星TM數據等，在80年代中期完成了全國土地利用調查，具有耕地數據動態更新的能力，利用高分辨率遙感數據開展全國土地詳查工作。

（2）提升空間數據獲取能力。經近半世紀的發展，空間數據獲取能力得到了巨大的提升。以遙感數據處理平臺為核心，建立了國產衛星遙感影像地面處理系統。為形成我國獨立自主對地面觀測數據獲取服務體系奠定了基礎。在國家973與863計劃支持下，發射了包括氣象衛星，導航定位衛星，科學實驗衛星等50多顆對地觀測衛星。組成了風云，資源環境減災等民用系列對地觀測衛星體系。實現了對地球的多平臺觀測，可獲取地球表面不同分辨率的光學與雷達圖像。將觀測數據應用于大氣成分，植被變遷，自然災害等地球空間環境變化的監測。 數據儲備已積累覆蓋1500萬平方公里的地球表面數據。

2 測量技術的應用

在航空攝影測量獲取航片中，航空攝影飛行必須沿設計的航線飛行，保證所得影響具有一定的航向重疊度，隨著GPS的廣泛應用，普遍使用GPS對航空攝影機進行導航。

GPS輔助空中三角測量精確測定攝影航攝儀物鏡中心位置，將測得數據應用于攝影測量內業加密，確定航攝儀物鏡中心位置需采用的GPS動態定位方法，利用GPS基準站觀測數據進行后處理獲得航攝儀物鏡中心位置。

LIDAR激光測高掃描系統利用GPS輔助空中三角測量技術，可有效應用于困難地區及邊境區的基礎測量。可滿足1：10000比例尺的地圖精度要求，可達到1：50000比例尺的精度要求，對實施西部大開發戰略具有重要意義。

機載LIDAR激光測量系統，可作為攝影測量的補充，是傳統測量技術的競爭技術，機載LIDAR技術可開展與其他多種傳統傳感器的聯合應用，某些領域，如海岸工程等，機載LIDAR技術提供的獨特能力氣體技術無法達到。日本用LIDAR技術獲取地面精確DTM數據，馬來西亞用此技術對680km傾斜電氣化鐵路進行改造，LIDAR具有傳統攝影測量不具備的功能。

機載側視雷達利用飛機機身兩側天線，掃描飛機下方兩側帶狀地面。側視雷達包括發射機，傳感器與處理裝置等部分。其具有全天候工作性能，覆蓋面積大，在飛行中連續拍攝的照片拼接可構成大面積地形圖，不易受干擾。機載合成孔徑側視雷達在農業，資源考察，海洋調查等方面獲得廣泛的應用。

機載與星載SAR影像應用主要體現在地形立體測繪，利用雷達圖像提取地形信息可使用雷達干涉測量技術，用以提供大范圍的數字高程模型。其應用領域涉及地形測量，土地利用變化監測及火山災害監測等。

3 遙感及航測新技術

（1）低空遙感系統。低空遙感系統受天氣因素影響較小，獲取的影像分辨率高，可作為衛星遙感的有效補充手段。其主要包括輕型飛行器與無人飛行器航攝系統。超輕型飛行器航攝系統是采用有人駕駛輕型固定翼飛機，動力滑翔傘等飛行平臺進行航空攝影的系統。無人飛行器航空系統是采用無人駕駛系固定翼飛機，飛艇等飛行平臺進行航空攝影的系統。無人加深低空遙感系統由測控及信息傳播分系統，遙感空基交互控制系統，綜合保障系統等組成，其成果質量無法保證。適用于對精度要求不高的影響規劃等。地形圖更新的4D產品制作等用圖需求，宜采用超輕型飛行器低空遙感系統。

（2）定位定姿系統。定位定姿系統是IMU/D GPS組合的高精度位置系統，利用飛機與地面基站的GPS接收機同步連接觀測GPS衛星信號，姿態測量主要利用慣性測量裝置感測飛機的加速度，獲取載體的速度與姿態等信息。機載POS系統由慣性測量裝置，GPS接收機，計算機系統組成。IMU由加速度計，數字化電爐與溫度補償功能的中央處理器組成。GPS系統由系列導航衛星與接收機組成，用態定位技術解求GPS天線相位中心位置。計算機裝置包含GPS接收機，實時組合導航的計算機，實時組合導航計算結果。數據后處理軟件通過處理POS系統在獲得IMU與GPS原始數據得到最優的組合導航解，需用后處理軟件解算每張攝像曝光瞬間的外方位原素。

4 結語

隨著科技的快速發展，航測積極朝向信息化測繪時代邁進，各種航攝新技術各有優點，針對航攝地區特點選擇合適的技術獲取影像，隨著計算機技術的發展，地球空間信息技術發展目標定為空間信息網絡技術。城市航測者將面臨更大的挑戰。

參考文獻：

[1]劉建威.攝影測量與遙感新技術在工程建設中的應用分析[J].中國標準化，2018（24）：136-137.

[2]鄒光明.攝影測量與遙感新技術在工程建設中的應用分析[J].居業，2017（12）：13+15.

課題項目：蘭州資源環境職業技術學院課題《攝影測量與遙感技術應用推廣》，項目編號：J-2016-09

作者簡介：范隴強（1989-），男，甘肅會寧人，本科，助教，研究方向：工程測量。