劉超祥

（重慶市勘測(cè)院，重慶 400012）

1 前言

攝影測(cè)量與遙感是從攝影影像和其他非接觸傳感器系統(tǒng)獲取所研究物體，主要是獲取地球及其環(huán)境的可靠信息，并對(duì)其進(jìn)行記錄、量測(cè)、分析與應(yīng)用表達(dá)的科學(xué)和技術(shù)。隨著攝影測(cè)量與遙感技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，特別是與GPS技術(shù)、GIS技術(shù)的集成應(yīng)用，這一科學(xué)技術(shù)必將發(fā)揮更大的作用，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)信息和科學(xué)決策依據(jù)。

2 當(dāng)今攝影測(cè)量與遙感領(lǐng)域的熱門技術(shù)

2.1 基于序列影像的飛機(jī)姿態(tài)測(cè)量技術(shù)

對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的姿態(tài)測(cè)量和研究是目前航空、航天領(lǐng)域比較熱門的一個(gè)課題。通過(guò)、分析運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在各個(gè)時(shí)刻的空間位置(X，Y，Z)和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)(φ，ω，κ)，可以對(duì)飛行器控制系統(tǒng)的性能做出評(píng)估，為飛控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改造提供重要的參考數(shù)據(jù)。

2.2 基于短基線多影像數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的快速三維重建技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)可廣泛應(yīng)用于古建筑重建、醫(yī)學(xué)重建、人體重建、工業(yè)量測(cè)及工程勘察等方面?；诙嗷€立體匹配的短基線、多影像數(shù)字近景攝影測(cè)量技術(shù)，是利用普通量測(cè)數(shù)碼相機(jī)獲取一序列具有短基線且多度重疊的相片，然后通過(guò)多基線的立體匹配以及多片平差計(jì)算，從而獲取可靠性較高的模型點(diǎn)數(shù)據(jù)。重建過(guò)程包括數(shù)碼相機(jī)拍攝多基線相片、相片參數(shù)解算、多基線立體匹配、數(shù)據(jù)預(yù)處理以及三維表面重建五部分?；诙袒€、多影像數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的三維重建技術(shù)由于采用量測(cè)數(shù)碼相機(jī)以及無(wú)任何控制的手持拍攝方式，因此，具有簡(jiǎn)單快速和高度自動(dòng)化的特點(diǎn)，適用于室內(nèi)外各類三維模型的表面重建。

2.3 攝影測(cè)量與遙感數(shù)據(jù)處理趨向自動(dòng)化和智能化

在已取得影像匹配成果的基礎(chǔ)上，影像目標(biāo)的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)主要集中在影像融合技術(shù)、基于統(tǒng)計(jì)和基于結(jié)構(gòu)的目標(biāo)識(shí)別與分類等方面。處理的對(duì)象既包括高分辨率影像、多光譜影像等。隨著遙感數(shù)據(jù)量的增大，數(shù)據(jù)融合和信息融合技術(shù)愈漸成熟，壓縮倍率高、速度快的影像數(shù)據(jù)壓縮方法也已商業(yè)化。隨著各類空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和大量新的影像數(shù)據(jù)源的出現(xiàn)，實(shí)時(shí)自動(dòng)化檢測(cè)已成為研究的-個(gè)熱點(diǎn)。自動(dòng)變化檢測(cè)研究包括利用新舊影像 (如DOM影像)的對(duì)比、新影像與舊數(shù)字地圖(如DRG、DLG等)的對(duì)比來(lái)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)變化和更新數(shù)據(jù)庫(kù)。目前的方法是將影像目標(biāo)三維重建與變化檢測(cè)一起進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)三維變化檢測(cè)和自動(dòng)更新。進(jìn)一步的發(fā)展則是利用智能傳感器，將數(shù)據(jù)處理在軌完成，發(fā)送回來(lái)的直接為信息，而不一定為影像數(shù)據(jù)。

2.4 遙感的自動(dòng)定位技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)是確定影像目標(biāo)的實(shí)地位置 (三維坐標(biāo))的一種技術(shù)手段，也是攝影測(cè)量與遙感主要任務(wù)之一。在GPS空中三角測(cè)量的基礎(chǔ)上，利用DGPS和INS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的組合，可形成航空、航天影像傳感器的位置與姿態(tài)的自動(dòng)測(cè)量，從而可實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)攝影成像和稀少地面控制下的高精度對(duì)地直接定位。在航空攝影條件下精度可達(dá)到分米級(jí)；在衛(wèi)星遙感條件下，精度可達(dá)到米級(jí)。對(duì)GPS/IMU技術(shù)的深入研究，將改變目前攝影測(cè)量和遙感的作業(yè)流程，從而實(shí)現(xiàn)快速成圖和快速數(shù)據(jù)庫(kù)更新。一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在采用GPS/IMU輔助空三加密的情況下，l：50000比例尺航測(cè)成圖可以做到無(wú)需地面控制點(diǎn)；1：10000～1：5000 比例尺航測(cè)成圖可采用稀少地面控制點(diǎn)參與平差，提高整體精度，并檢核成圖精度；l：2000～l：1000 比例尺航測(cè)成圖可大幅減少野外像控測(cè)量工作量。

3 未來(lái)攝影測(cè)量與遙感領(lǐng)域的一些發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)代測(cè)繪專業(yè)的各個(gè)學(xué)科在吸收應(yīng)用其他領(lǐng)域高新技術(shù)的同時(shí)，也在相互滲透，走向綜合集成，攝影測(cè)量與遙感的發(fā)展同樣如此。它將集成GPS、GIS技術(shù)于一體并引入數(shù)字影像接收設(shè)備，形成一個(gè)實(shí)時(shí)接收、處理、分析的空間基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)，可以隨時(shí)對(duì)其中的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。具體有以下幾方面：

3.1 GPS及慣導(dǎo)技術(shù)得到更廣泛的應(yīng)用

隨著美國(guó)政府對(duì)GPS民用限制政策的放寬，以及俄羅斯的“GLONASS”系統(tǒng)、歐洲的“伽利略”系統(tǒng)和我國(guó)的“北斗”系統(tǒng)的逐步發(fā)展，衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。如在航空攝影的導(dǎo)航中可以實(shí)現(xiàn)航向、旁向控制的自動(dòng)化；GPS/IMU輔助空中三角測(cè)量可以極大地減少野外實(shí)測(cè)的地面控制點(diǎn)甚至實(shí)現(xiàn)無(wú)地面控制的空中三角測(cè)量。

3.2 實(shí)現(xiàn)真正的全數(shù)字化和自動(dòng)化

獲取目標(biāo)信息的方式將由過(guò)去的感光成像方式轉(zhuǎn)化為目標(biāo)信息數(shù)字化記錄方式，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)圖像信息的實(shí)時(shí)傳輸、快速顯示、數(shù)字化處理；數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化，幾乎無(wú)須人工干預(yù)，并且可處理各種傳感器的圖像信息。

3.3 多維度、多源目標(biāo)影像的綜合應(yīng)用

獲取目標(biāo)信息的遙感設(shè)備、航攝相機(jī)(包括數(shù)字相機(jī))性能的不斷提高，航攝、遙感影像會(huì)達(dá)到更高分辨率、更多波段數(shù)，使得目標(biāo)的影像質(zhì)量進(jìn)一步提升。近景攝影將在工程測(cè)量、變形測(cè)量等方面得到更多的應(yīng)用。航空攝影將全面應(yīng)用于大比例尺地理信息的采集。航天攝影(遙感)也將廣泛地用于中小比例尺地理信息的獲取和更新。多源遙感信息數(shù)據(jù)融合技術(shù)被普遍采用，來(lái)自各種系統(tǒng)的影像信息豐富多彩、互為補(bǔ)充。

3.4 3S技術(shù)的高度集成

日新月異的計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及3s技術(shù)的發(fā)展，使得空間數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)快速采集和管理，建立空間基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)變?yōu)榭赡?。隨著這些高新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，以及3S技術(shù)的信息集成可以建立-個(gè)超級(jí)GIS工作系統(tǒng)總站，形成與政府各部門辦公系統(tǒng)聯(lián)接的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍的GIS數(shù)據(jù)共享。如此信息量龐大，使用靈活方便的地理信息系統(tǒng)將完全打破以往測(cè)繪產(chǎn)品的使用局限性，能夠宏觀應(yīng)用于全球氣候變化研究、海平面變化研究、荒漠化研究、社會(huì)生態(tài)與環(huán)境保護(hù)研究、土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、自然災(zāi)害預(yù)測(cè)和防治以及大量用于城市規(guī)劃管理、土地、交通、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、水利等方方面面。

3.5 服務(wù)范圍將更寬、更廣

隨著所獲取的信息向多領(lǐng)域、多平臺(tái)、多渠道、多光譜、多數(shù)據(jù)源方面發(fā)展，真正實(shí)現(xiàn)信息的快速、綜合、集成獲取，而且其精度和可靠性更高，尤其是計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能專家系統(tǒng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，我們將能夠建立智能空間決策支持系統(tǒng)，使其中的信息不但能用于提供技術(shù)支持服務(wù)，而且也能夠提供決策支持和全程調(diào)控服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)從工程建設(shè)的設(shè)計(jì)、規(guī)劃、施工、管理和使用等各個(gè)階段的全程調(diào)控，到區(qū)域規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測(cè)、自然災(zāi)害監(jiān)控、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展等宏觀方面的決策支持，可以說(shuō)服務(wù)范圍將是無(wú)限的。

[1]孫家柄.遙感原理與應(yīng)用[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2003.

[2]龔健雅.地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)[M].北京：科學(xué)出版社.2001.

[3]張劍清，潘勵(lì).攝影測(cè)量學(xué)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社.2005.

[4]鄔倫.地理信息系統(tǒng)原理、方法和應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社.2001.