當前攝影測量與遙感技術的現狀及發展淺析＊

張小宇

當前攝影測量與遙感技術的現狀及發展淺析＊

張小宇

（楊凌職業技術學院，陜西 咸陽 712100）

攝影測量與遙感技術是目前測量領域應用前景最廣泛的技術，其具有獲取數據迅速、數據模態多樣性、數據體量大、空間分辨率高等一系列特性。因此，攝影測量與遙感技術在社會生產中的眾多行業都得到了廣泛的應用。介紹了其當前應用的現狀，并分析了該技術在目前社會中的應用范圍，同時對該技術的未來發展應用做了進一步的分析。

攝影測量與遙感技術；傳感器系統；發展應用；智慧城市

攝影測量與遙感技術是利用傳感器系統，非接觸得到目標的影像信息，然后對獲取的信息進行記錄、量測、分析等處理的一門專業技術[1]。攝影測量與遙感技術目前可以做到高空間分辨率、多波譜分辨率、多模態形式的遙感影像獲取，同時能短時間內制訂飛行拍攝計劃任務，快速獲取影像數據，及時滿足不同領域的實際需求。與傳統的測量手段相比較，其可以無需接觸物體本身，快速地獲取客觀物體或目標的大量幾何信息和物理信息。鑒于上述的技術優勢，攝影測量與遙感技術在當今社會的發展非常迅速，其廣泛地應用于工程項目、土地調查、災害分析、農業、林業等方面[2-4]。

1 攝影測量與遙感技術的應用現狀介紹

攝影測量與遙感技術可以分為攝影測量和遙感技術，其中，攝影測量注重的是目標幾何信息的獲取與處理，而遙感偏重的是目標物理信息的獲取與分析。攝影測量從19世紀開始第一次出現發展到現在，已經進入了數字攝影測量時代。而數字攝影測量使得傳統的攝影測量和計算及學科大量的交叉融合，這種融合對圖像的處理和空三解算等的時效性進行了根本的提升。在當今社會數字攝影測量取得了大量的成果，如影像識別、空間信息提取、特征匹配、4D產品生成、智慧城市等方面。中國的國家測繪局已經在全國范圍內大力推廣數字攝影測量的成果。

遙感技術是伴隨著衛星平臺的發射不斷發展的技術，它是從更廣闊的外太空來觀測地球及其他空間目標的一門信息技術。在短短的幾十年時間里，遙感技術的發展取得了令世人矚目的成果，從遙感平臺的設計與發射、搭載的傳感器、數據處理算法、應用方向等方面改變著社會。目前，中國也已發射了數十顆遙感衛星，包括風云系列、高分系列等。遙感已廣泛應用在人們的日常生活中，如天氣預測、資源調查、耕地保護、城市規劃、災害預測與分析、道路選址修建、農業糧食估算、森林保護、國防安全、太空探索等[5]。

綜上所述，攝影測量與遙感技術帶來了實時的、動態的、三維的空間信息，有利于人們更好地認識地球，而空間位置信息的其他屬性信息的拓展應用，也為人們帶來了無窮的想象空間。隨著社會的發展，三維數字城市乃至數字地球的實現與攝影測量與遙感技術的發展與應用息息相關。

2 攝影測量與遙感技術的應用發展

在科技日益迅速發展及變化的情況下，當今世界已經進入了人工智能時代。人工智能技術的應用發展帶動、重構了大量的應用于萬物的衍生技術，使很多行業發生了顯著的變革。由于與人工智能、計算機視覺技術的密切聯系，攝影測量與遙感技術的發展也得到了不斷的革新動力，加快了發展的步伐。實際上，計算機視覺與攝影測量與遙感中的很多概念、方法、理論是源出一路，都是利用傳感器來實現非接觸自然環境中目標的感知、計算、分析、重構。近幾年來，機器視覺技術、計算機視覺、深度學習特征匹配的快速發展，促進了攝影測量與遙感領域的交叉應用，也取得了顯著的成果，很多方面已經可以做到建筑物、道路的自動識別與提取。并且隨著無人機攝影測量技術的不斷普及應用，利用無人機遙感技術實現快速獲取序列影像數據的時效性得到了很大的提高，極大地減少了小區域范圍外業航空測量的工作。還有高性能圖形計算機技術的發展，使得海量圖像數據的處理速度得到了幾何式的增長發展，提高了行業應用的時效性。無人機攝影測量與遙感技術在很多行業有著巨大的應用發展前景。

2.1 農林業的應用

對于地廣物博的中國來說，如何快速且精確地了解農作物的生長情況、產量以及森林的覆蓋率變化等信息，離不開高精度的遙感數據[6]。目前，一些多光譜、紅外波段等已經在農林業得到了廣泛的應用，如監測土壤干旱程度、含水量、作物缺水指數、植被冠層溫度等。再根據相關的計算來得到作物長勢和地表含水的關系，及時為旱情提供重要的決策信息。遙感技術在農林業的監測可以更好地給國家有關部門提供宏觀的農業監測信息，便于及時調整農業的發展。還有高光譜技術在農作物的生長健康監測、產量估算等方面已經有了顯著的應用效果。在林業的監測中，對攝影測量與遙感技術的應用也有著巨大的需求。目前，中國已經有“風云3號”、高分等系列衛星（FY3）可以對森林的火點進行監測，分析火點發生的范圍和頻率。還有很多遙感衛星可以提供森林的覆蓋率變化、火災監測、貴重樹木監測等信息，更好地服務于國家的農林業發展及決策[13]。

2.2 自然災害的監測應用

傳統的自然災害監測方法是通過專業機構采取固定點監測以及隨機調查等一些方法，這些步驟需要花費大量的人力、物力和時間，而且對某些自然災害在早期無法及時監測到。攝影測量與遙感技術在自然災害的監測方面有著顯著的技術優勢，日本在20世紀70年代就開始利用遙感技術來編制國內的地質災害圖[7，10]。美國的國家航天航空局NASA也發射了AIRS傳感器來監測自然的空氣、水蒸氣、溫度等一系列指標，通過分析及時得到自然的異常情況。中國的國土面積大，每年頻繁的自然災害，如滑坡、地震、洪水、火災、泥石流等會給人們帶來巨大的生命、財產的損失。所以攝影測量與遙感技術由于其具有快速、非接觸式獲取目標影像信息的優勢，在自然災害的監測中有著遠大的前景，尤其是在交通不便利的江河水庫的防災減災工作中，天然具有獨特的優勢。雖然遙感技術在一些地質災害調查中有許多成功應用的案例，但是在一些地質災害的預測、監測等方面依然存在一些問題。因此，在未來的發展中應該綜合各種遙感技術，利用多類型的傳感器，實現更高精度的對地觀測技術感知體系，這在自然災害的監測應用發展中是必然發展趨勢。

2.3 智慧城市的應用

伴隨著社會的發展，智慧城市對三維數字信息技術的需求也變得越來越迫切了，攝影測量與遙感技術可以廣泛地應用于智慧城市建設中[8-9]。各個國家的重要地標建筑物、重要保護文市政規劃、環境改善、地籍測量都有著攝影測量與遙感技術的身影。智慧城市建設的首要任務是合理、超前的城市規劃，而規劃反映的是這個城市未來的面貌、未來的發展方向、未來的智慧程度、未來的效能等。在智慧城市的規劃階段，攝影測量與遙感技術能提供高精度、高分辨率的地形及其屬性資料，使得城市市政建設等規劃分析、決策更加合理和超前。除了提供基礎的測量資料外，還可以利用無人機搭載高分辨率的相機得到城市的高精度正射影像和實景三維影像，直觀地反映城市建設過程、城市的當前面貌。交通問題也是智慧城市建設中迫切需要解決的關鍵問題。合理、便利的交通可以極大地提高人們出行的便利性和整個城市的運轉效率。在交通問題中，信息化的發展在智慧交通中有著不可替代的作用，是解決交通問題的重要步驟，目前在交通疏導中已經有一些應用，利用無人機遙感技術來實時獲取某地交通的現場情況，簡單地進行現場監測、分析與處 理[11-12]。還可以利用無人機遙感技術獲得高精度的道路三維地圖、街景地圖，及時更新道路變化信息。在城市的地下管網方面，遙感技術也發揮著重要的作用。城市的地下管網是一個城市的“輸血管”，而管網每天需要給城市每戶提供基本的燃氣、水、網絡等保障。錯綜復雜的管網的管理，利用探地雷達等遙感技術可以測量管網的位置、走向、埋深。利用遙感測量技術實現對管網的合理規劃，采集實現其三維信息化管理，能極大地提高在智慧城市中管網的智慧化管理。

3 結語

綜上所述，目前人工智能的發展，對攝影測量與遙感技術的發展起到了極大的促進作用。本文介紹了攝影測量與遙感技術的發展現狀，分析了無人機遙感技術、攝影測量、衛星遙感等技術在農林業監測、重大自然災害監測與救援、智慧城市建設等方面的應用現狀與廣泛前景。面對人工智能技術、計算機視覺技術的迅速發展，攝影測量與遙感等專業從業者應該主動接受新知識、新技術、新工藝，使得攝影測量與遙感技術更好地服務于社會經濟的建設，更好地平衡自然與城市建設的關系，更好地改善人們所生活的世界。

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［3］勞建平，張雪賓，楊春草.攝影測量與遙感技術應用現狀及發展趨勢分析［J］.名城繪，2020（5）：212.

［4］武晴晴.試談攝影測量與遙感技術的現狀及發展前景［J］.河南建材，2020（5）：136-137.

［5］吳家強.淺談工程建設中攝影測量與遙感技術的應用［J］.科學技術創新，2012（19）：42.

［6］蘭曉峰.衛星遙感技術在環境保護中的應用進展、問題及對策［J］.引文版：工程技術，2016（5）：142.

［7］楊思全.空間信息技術在法國減災工作中的應用（一）：法國衛星遙感技術的發展及應用［J］.中國減災，2005（4）：48-50.

［8］王磊，陸力.攝影測量與遙感技術在城市軌道交通工程建設中的應用［J］.資源導刊，2020（4）：38-40.

［9］李海燕.現代數字攝影測量與GIS結合的數字城市建設應用研究——以樂山市數字城市為例［D］.西安：長安大學，2011.

［10］XU Z L.Research on aerial triangulation angle/axis representation and 3D reconstruction for vehicle-borne street-level image sequence［J］. Acta geodaetica et cartographica sinica，2016，44（10）：1178.

［11］鄧偉輝.淺談傾斜攝影測量技術在數字城市建設中的應用［J］.城市地理，2017（18）：91.

［12］魏德照.攝影測量與遙感的聯系與區別以及當代攝影測量的主要發展趨勢［G］//重慶市測繪學會第三屆優秀論文評選獲獎論文暨2005—2006年度學術交流會論文選編，2008.

［13］蔣捷，陳軍.攝影測量與遙感的國際研究動向——國際攝影測量與遙感學會（ISPRS）的結構與主題［J］.地理信息世界，2003，1（1）：16-19.

張小宇（1991—），男，陜西綏德人，碩士研究生，助教，研究方向為無人機攝影測量。

楊凌職業技術學院2020年教育改革基金項目（編號：JG20-23）

2095－6835（2021）06－0103－02

P23

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2021.06.039

〔編輯：王霞〕