■王剛

（遼寧省地理信息院 遼寧 沈陽110034）

運(yùn)用航空攝影新技術(shù)推動數(shù)字?jǐn)z影測量發(fā)展

■王剛

（遼寧省地理信息院 遼寧 沈陽110034）

本文在簡要概述了航空攝影新技術(shù)的基礎(chǔ)上，對GPS輔助航空攝影技術(shù)、數(shù)字?jǐn)z航儀以及LIDARA激光測高掃描系統(tǒng)等有關(guān)航空攝影的問題展開了探討，指出了其對數(shù)字?jǐn)z影側(cè)影發(fā)展的關(guān)鍵性作用，并對航空攝影新技術(shù)未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析與展望。

航空攝影新技術(shù)數(shù)字?jǐn)z影測量數(shù)字?jǐn)z航儀

0 前言

攝影測量是的發(fā)展經(jīng)歷了眾多歷史階段，直至目前的數(shù)字?jǐn)z影測量，其測量效率與準(zhǔn)確程度已經(jīng)得到了極大程度的提高。將數(shù)字?jǐn)z影測量應(yīng)用到生產(chǎn)與生活中，對于生產(chǎn)效率的提高意義重大。需要認(rèn)識到的是，數(shù)字?jǐn)z影測量基于航空攝影而產(chǎn)生，是以諸多航空攝影技術(shù)為依托所實(shí)現(xiàn)的一種測量方式，因此，后者技術(shù)水平的提高必定能夠?yàn)榍罢叩陌l(fā)展帶來促進(jìn)作用。

1 航空攝影新技術(shù)概述

航空攝影又稱航拍，攝影過程需要依靠飛行器以及航空攝影機(jī)來實(shí)現(xiàn)。通過將航空攝影機(jī)裝置在飛行器中的手段，對地面上的景象進(jìn)行拍攝，以實(shí)現(xiàn)對地面狀況的全面了解[1]。為了保證航空攝影效果，需要在地面景物較為清晰的時(shí)段展開拍攝，這一點(diǎn)必須得到重視。

航空攝影新技術(shù)是最新出現(xiàn)的，以支持航空攝影有效完成的新型技術(shù)，主要包括GPS輔助航空攝影技術(shù)、數(shù)字?jǐn)z航儀、LIDARA激光測高掃描系統(tǒng)、SAR合成孔徑雷達(dá)成像系統(tǒng)以及IMU（POS）/DGPS輔助航空攝影技術(shù)等，不同技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程不同，原理也不盡相同[2]。將其應(yīng)用到航空攝影過程中，能夠?yàn)閿?shù)字?jǐn)z影測量提供必要的、準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù)，對于數(shù)字?jǐn)z影測量的發(fā)展具有重要意義。

2 運(yùn)用航空攝影新技術(shù)推動數(shù)字?jǐn)z影測量發(fā)展

2.1 GPS輔助航空攝影技術(shù)

在GPS輔助航空攝影技術(shù)的基礎(chǔ)上，GPS輔助空中三角測量的數(shù)字?jǐn)z影測量方式逐漸成長起來。其測量過程的實(shí)現(xiàn)必須依靠飛行器以及航攝儀來完成，特殊的是，這一測量方式要求將GPS裝置與航攝儀相連接，以使拍攝過程中站儀所在的具體位置能夠被定位。將定位數(shù)據(jù)應(yīng)用到攝影測量區(qū)域網(wǎng)平差中，通過一系列算法的應(yīng)用對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終能夠?qū)崿F(xiàn)方位的測量工作。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)圖如圖1[3]：

圖1 GPS輔助航空攝影技下的GPS輔助空中三角測量

2.2 數(shù)字?jǐn)z航儀

數(shù)字?jǐn)z航儀的優(yōu)勢在于能夠在能見度較差的環(huán)境下，拍攝出較為清晰的影像，相對于其他攝影技術(shù)而言，其實(shí)用性更強(qiáng)。這一優(yōu)勢的存在與該攝航儀在拍攝過程中利用高解相率的CCD陣列取代了膠片存在聯(lián)系。就目前的情況看，DMC便屬于這一技術(shù)的主要體現(xiàn)[4]。

2.3 LIDARA激光測高掃描系統(tǒng)

LIDARA激光測高掃描系統(tǒng)本質(zhì)屬于激光系統(tǒng)，將其應(yīng)用到航空攝影過程中，能夠使被拍攝的物體的三維坐標(biāo)得以顯示，因此也就能夠及時(shí)有效的完成數(shù)字?jǐn)z影測量的過程。三維坐標(biāo)的獲取與這一系統(tǒng)對激光脈沖的發(fā)射存在聯(lián)系，同時(shí)，為使所獲取的三維坐標(biāo)能夠?yàn)閼?yīng)用，必須通過相應(yīng)軟件對其進(jìn)行處理。

2.4 SAR合成孔徑雷達(dá)成像系統(tǒng)

這一系統(tǒng)的應(yīng)用功能要依靠雷達(dá)的作用來實(shí)現(xiàn)。將雷達(dá)安裝在飛行器中，其微波能夠發(fā)射到地面，并集中在目標(biāo)點(diǎn)，對其進(jìn)行掃描，在此基礎(chǔ)上，通過不同的技術(shù)將所掃描的目標(biāo)以空間坐標(biāo)的形式體現(xiàn)出來，并在計(jì)算空間坐標(biāo)等一系列數(shù)據(jù)的前提下，有效的分析出目標(biāo)的空間特性等問題。相對于其他技術(shù)而言，SAR合成孔徑雷達(dá)成像系統(tǒng)同樣具有較強(qiáng)的實(shí)用性，能夠在霧天等能見度較差的天氣保證拍攝的清晰度以及測量的準(zhǔn)確度，因此，目前這一技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到了雨霧較多的區(qū)域的航空攝影以及數(shù)字?jǐn)z影測量工作中。

2.5 IMU（POS）/DGPS輔助航空攝影技術(shù)

與GPS輔助航空攝影技術(shù)相同，這一技術(shù)的應(yīng)用同樣需要依靠GPS的功能來實(shí)現(xiàn)。在IMU（POS）/DGPS輔助航空攝影技術(shù)的基礎(chǔ)上，飛行器中的GPS接收機(jī)可以與地面接收機(jī)共同作用，以實(shí)現(xiàn)對GPS信號的觀測，在此基礎(chǔ)上，通過對相應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)測量過程。

3 航空攝影新技術(shù)發(fā)展展望

GPS輔助航空攝影技術(shù)在我國起步較高，發(fā)展至今已經(jīng)較為成熟，相對而言，IMU（POS）/DGPS輔助航空攝影技術(shù)在GPS輔助航空攝影技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來，雖充分利用了前者的優(yōu)勢，但由于起步較晚，因此技術(shù)水平相對較低。從長遠(yuǎn)發(fā)展的角度看，隨著研究時(shí)間的延長以及科學(xué)技術(shù)整體水平的進(jìn)一步提高，上述技術(shù)必定能夠逐漸突破缺陷的限制，而使自身功能能夠得到更大程度的發(fā)揮，這對于我國航空攝影技術(shù)的發(fā)展以及數(shù)字?jǐn)z影測量準(zhǔn)確程度的提高都具有重要意義。需要注意的是，傳統(tǒng)攝影測量的功能主要在于測圖，這一功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足時(shí)代以及各領(lǐng)域的發(fā)展要求，因此，在未來，數(shù)字地面模型的建立必定能夠?qū)崿F(xiàn)，同時(shí)模型對于實(shí)際地面情況反映的準(zhǔn)確程度也將顯著提高，這能夠?yàn)槲覈黝I(lǐng)域的發(fā)展帶來極大的促進(jìn)作用。

4 結(jié)論

當(dāng)前，航空攝影技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了較為鼎盛的階段，在數(shù)字技術(shù)的支持下，數(shù)字?jǐn)z航儀開始出現(xiàn)，同時(shí)，其他一系列技術(shù)的共同存在為數(shù)字?jǐn)z影測量的發(fā)展帶來了幫助。不同技術(shù)具有不同優(yōu)勢，以SAR合成孔徑雷達(dá)成像系統(tǒng)為例，其優(yōu)勢便在于能夠有效解決雨霧等能見度較低的天氣對于航拍清晰度的影響，因此也就能夠使測量更加準(zhǔn)確。在未來，數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)水平必定能夠得到進(jìn)一步的提高，以此為基礎(chǔ)，數(shù)字?jǐn)z影測量的成像也將能夠以模型的方式體現(xiàn)出來。

[1]劉先林,段福洲,宮輝力.航空攝影科技發(fā)展成就與未來展望 [J].前沿科學(xué),2007,03:10-14.

[2]俞旭升,姜建慧,林先秀,連鎮(zhèn)華.福建省攝影測量與遙感技術(shù)學(xué)科發(fā)展報(bào)告 [J].海峽科學(xué),2014,01:22-31.

[3]鄒友峰,李天子,劉先林.大面陣數(shù)字航攝儀SWDC的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用 [J].科學(xué)技術(shù)與工程,2013,15:4302-4310.

[4]馬成.航空攝影測量的技術(shù)應(yīng)用及注意事項(xiàng) [J].江西建材,2015,17:227.

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-12-189-1