余建新

摘 要：航空攝影測(cè)量是利用光學(xué)或者數(shù)碼攝影機(jī)攝影得到的影像，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，航空攝影測(cè)量經(jīng)歷了從模擬攝影測(cè)量、解析攝影測(cè)量到數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的跨越，目前正逐步進(jìn)入信息化測(cè)繪時(shí)代?，F(xiàn)代航空攝影測(cè)量技術(shù)在大比例尺地形圖測(cè)繪里面得到快速的推廣應(yīng)用，現(xiàn)階段測(cè)繪高新技術(shù)的出現(xiàn)將逐步替代傳統(tǒng)的測(cè)繪生產(chǎn)方式、工藝流程及產(chǎn)品形式。

關(guān)鍵詞：新技術(shù)；遙感；航空攝影；測(cè)量

中圖分類號(hào)：P231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1、攝影測(cè)量與遙感技術(shù)的發(fā)展意義

1.1推動(dòng)測(cè)繪技術(shù)的進(jìn)步

自70年代后期開(kāi)始，我國(guó)攝影測(cè)量逐漸從模擬攝影車輛轉(zhuǎn)化到解析攝影測(cè)量，標(biāo)志著我國(guó)傳測(cè)繪技術(shù)體系的解體。目前我國(guó)已建立了數(shù)字正射影像，數(shù)字高程模型，數(shù)字線劃圖，有其他相應(yīng)的地名數(shù)據(jù)庫(kù)與土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)，為攝影測(cè)量在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)應(yīng)用提供了條件。國(guó)家利用攝影測(cè)量與遙感技術(shù)建立了大量的全國(guó)級(jí)別的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，如省一級(jí)的1：10000比例尺級(jí)別的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，市縣級(jí)1：500的地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)等。我國(guó)應(yīng)用陸地衛(wèi)星TM數(shù)據(jù)等，在80年代中期完成了全國(guó)土地利用調(diào)查，具有耕地?cái)?shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新的能力，利用高分辨率遙感數(shù)據(jù)開(kāi)展全國(guó)土地詳查工作。

1.2提升空間數(shù)據(jù)獲取能力

經(jīng)近半世紀(jì)的發(fā)展，空間數(shù)據(jù)獲取能力得到了巨大的提升。以遙感數(shù)據(jù)處理平臺(tái)為核心，建立了國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星遙感影像地面處理系統(tǒng)。為形成我國(guó)獨(dú)立自主對(duì)地面觀測(cè)數(shù)據(jù)獲取服務(wù)體系奠定了基礎(chǔ)。在國(guó)家973與863計(jì)劃支持下，發(fā)射了包括氣象衛(wèi)星，導(dǎo)航定位衛(wèi)星，科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星等50多顆對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星。組成了風(fēng)云，資源環(huán)境減災(zāi)等民用系列對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星體系。實(shí)現(xiàn)了對(duì)地球的多平臺(tái)觀測(cè)，可獲取地球表面不同分辨率的光學(xué)與雷達(dá)圖像。將觀測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用于大氣成分，植被變遷，自然災(zāi)害等地球空間環(huán)境變化的監(jiān)測(cè)。數(shù)據(jù)儲(chǔ)備已積累覆蓋1500萬(wàn)平方公里的地球表面數(shù)據(jù)。

2、航空攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

2.1數(shù)字航攝儀DMC

數(shù)字航攝儀DMC屬于一種數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有較高的精度與分辨率，在航空攝影測(cè)量中具有較高的應(yīng)用價(jià)值。DMC數(shù)字航空相機(jī)的組成部分包括四個(gè)全色傳感器與四個(gè)多波段傳感器。在四個(gè)多波段傳感器輔助下，DMC航空相機(jī)分別對(duì)紅色、綠色、藍(lán)色以及近紅外數(shù)據(jù)進(jìn)行捕捉；四個(gè)全色傳感器則是對(duì)影像進(jìn)行捕捉，以少量重疊區(qū)域?yàn)橐劳校挂粋€(gè)大的768013824鑲嵌影像得以生成。低空數(shù)字航空攝影測(cè)量的傳感器采用的是像素超過(guò)2000萬(wàn)的小像幅數(shù)碼相機(jī)，并在無(wú)人飛機(jī)的支持下，實(shí)現(xiàn)低空航攝。其特點(diǎn)在于具有較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性，能夠快速完成作業(yè)任務(wù)，并且在經(jīng)濟(jì)成本方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。該項(xiàng)技術(shù)能夠快速實(shí)現(xiàn)局部區(qū)域數(shù)字影像的獲取，并且在精度與分辨率方面也相對(duì)較高，不會(huì)過(guò)分依賴天氣與機(jī)場(chǎng)，在應(yīng)急保障、防災(zāi)減災(zāi)以及地形測(cè)繪等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。

2.2IMU/DGPS輔助航空攝影測(cè)量技術(shù)

GPS指的是全球定位系統(tǒng)，在航空攝影測(cè)量中的應(yīng)用中，利用空三的方式實(shí)現(xiàn)角元素的獲取，并且投影光束的直接獲取也得以實(shí)現(xiàn)。IMU/DGPS則是指慣性測(cè)量單元/差分GPS，在航空攝影測(cè)量中得到應(yīng)用之后，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)三個(gè)線元素與三個(gè)角元素的直接獲取，在航空攝影測(cè)量中對(duì)地面控制點(diǎn)的需求不大，航片定向甚至整個(gè)測(cè)圖工作得到了簡(jiǎn)化。

2.3LIDAR激光測(cè)高掃描系統(tǒng)LIDAR

激光測(cè)高掃描系統(tǒng)是基于空中三角測(cè)量技術(shù)，在GPS輔助下，使航空攝影測(cè)量對(duì)地面控制點(diǎn)的需求得以降低，在該系統(tǒng)下，作業(yè)周期相對(duì)較短，在成本方面也具有一定優(yōu)勢(shì)，在困難地區(qū)、無(wú)圖區(qū)以及邊境區(qū)的基礎(chǔ)測(cè)量中，這種技術(shù)具有較強(qiáng)的適用性。在該測(cè)量技術(shù)的支持下，有地面控制點(diǎn)的四角帶中，地圖精度可滿足1：10000的比例尺要求。對(duì)于具有豐富特征以及較好的影像的地面，比例尺為1：50000的精度要求也可以滿足。在西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略中，這種測(cè)量技術(shù)具有重要的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)于我國(guó)基本地形圖的完善而言有著十分重要的作用。

2.4低空遙感系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用

低空遙感更多采用無(wú)人機(jī)方式進(jìn)行拍攝，成本相對(duì)低廉一些，通常情況不需要申請(qǐng)空域使用，飛行高度處于國(guó)家允許范圍以內(nèi)。能快速對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行反應(yīng)以及獲取高質(zhì)量數(shù)據(jù)，特別是在救災(zāi)等方面能夠快速進(jìn)行災(zāi)害情況勘探。但是在航行過(guò)程中因?yàn)槌休d能力有限，拍攝設(shè)備價(jià)格相對(duì)低廉，對(duì)數(shù)據(jù)定位精度不高，通常將它作為常規(guī)航空攝影及衛(wèi)星遙感的補(bǔ)允手段。無(wú)人飛行器航空系統(tǒng)就是利用無(wú)線遙控或程序控制來(lái)執(zhí)行特定航空任務(wù)的飛行器，指不搭載操作人員的一種動(dòng)力空中飛行器，采用空氣動(dòng)力為飛行器提供所需的升力，能夠自動(dòng)飛行或遠(yuǎn)程引導(dǎo)。超輕型飛行器航攝系統(tǒng)則是采用2000萬(wàn)像素以上框幅式數(shù)碼相機(jī)的有人駕駛輕型固定翼飛機(jī)、動(dòng)力滑翔傘、直升機(jī)等平臺(tái)進(jìn)行航空攝影的系統(tǒng)。無(wú)人駕駛低空遙感系統(tǒng)則是由飛行器平臺(tái)系統(tǒng)、小型多功能觀測(cè)傳感器系統(tǒng)、測(cè)控及信息傳輸分系統(tǒng)、地面實(shí)驗(yàn)處理與加工系統(tǒng)、遙感空基交互控制系統(tǒng)、綜合保障系統(tǒng)組成，在低平原地區(qū)應(yīng)用較多，多應(yīng)用于我國(guó)北方地區(qū)，但是其成果精度不高，適用于低精度要求的影像拼接、災(zāi)害應(yīng)急、規(guī)劃等。在我國(guó)山地平原地區(qū)等都有較多應(yīng)用實(shí)例。

2.5機(jī)載側(cè)視雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)載側(cè)視雷達(dá)是利用裝于飛機(jī)機(jī)身兩側(cè)或下方的天線，隨著飛機(jī)向前飛行而掃描飛機(jī)下方兩側(cè)的帶狀地面，進(jìn)行高分辨率地形測(cè)繪的雷達(dá)。飛行器上的側(cè)視雷達(dá)包括發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、傳感器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理裝置等部分。側(cè)視雷達(dá)具有下列特點(diǎn)：（1）具有全天候工作性能；（2）分辨率高，所攝照片清晰；（3）覆蓋面積大，提供信息快，把飛行中連續(xù)拍攝的照片拼接起來(lái)可構(gòu)成大面積的地形圖；（4）不易受干擾；（5）具有分辨地面固定和活動(dòng)目標(biāo)的能力。機(jī)載合成孔徑側(cè)視雷達(dá)在農(nóng)業(yè)、地質(zhì)勘探、資源考察、環(huán)境保護(hù)和海洋調(diào)查等方面已獲廣泛應(yīng)用。機(jī)載和星載SAR影像的應(yīng)用主要體現(xiàn)在地形的立體測(cè)繪方面。利用雷達(dá)圖像提取地形信息，除了基于同軌或異軌雷達(dá)圖像的立體測(cè)量外，還有一種新的技術(shù)，稱為雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)（InSAR），它可以用來(lái)提供大范圍的數(shù)字高程模型（DEM）。雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域涉及地形測(cè)量、地殼形變監(jiān)測(cè)、土地利用變化監(jiān)測(cè)、海面洋流監(jiān)測(cè)及艦船的跟蹤以及火山災(zāi)害監(jiān)測(cè)等。

3、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析，可以看出各種新技術(shù)在航測(cè)或遙感中的各自優(yōu)點(diǎn)所在，針對(duì)航攝地區(qū)的特點(diǎn)選取合適的技術(shù)進(jìn)行影像獲取，必將提高航攝效率，縮短測(cè)繪產(chǎn)品獲取的周期，提高影像質(zhì)量。同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)的發(fā)展，地球空間信息技術(shù)的空間信息網(wǎng)格技術(shù)，目前已實(shí)現(xiàn)。上述一些新技術(shù)手段的應(yīng)用，對(duì)航空攝影測(cè)量和遙感工作者還將面臨著前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]李莉.航空遙感影像勻光勻色方案研究與應(yīng)用[D].東華理工大學(xué)，2013.