探析攝影測量與遙感技術的新特點及技術

岑銘 黃留波

廣西壯族自治區(qū)水利電力勘測設計研究院

摘要：作為一種全新、便捷、可靠的測量方法，攝影測量與遙感技術因其自身獨有的新特點而在地形測繪領域中得到廣泛關注，且獲得了業(yè)內廣大人士的肯定和好評。本文主要圍繞攝影測量與遙感技術的新特點及技術展開探討。

關鍵詞：攝影測量與遙感技術；新特點；技術

1.前言

攝影測量與遙感技術獲取可靠信息的途徑主要是通過其他傳感器和非接觸成像對地球表面、環(huán)境和其他目標進行記錄、量測、分析及表達而實現(xiàn)。這種技術受到外部因素（包括自然和地理條件）限制的機率很小，這主要是因為它量測和解譯的對象是像片，無需直接接觸目標本身就可獲取瞬間的動態(tài)物體影像，為地形測繪的順利開展提供了可靠依據(jù)[1]。

2.攝影測量與遙感技術的新特點及技術

從之前的數(shù)字攝影測量，到現(xiàn)在的多分辨率、多光譜、多傳感器和多時段遙感影像與空間科學，攝影測量與遙感技術在地形測繪領域和爆破、高溫和真空等危險現(xiàn)場所取得的成果越來越矚目，其優(yōu)勢越來越為人們所認識。

2.1航空攝影自動定位技術

近年來，在衛(wèi)星導航領域取得長足進步的同時，也促進了傳感器技術水平的不斷提高，現(xiàn)階段的遙感具有可擺脫對地目標定位控制點的束縛，明顯減少控制點甚至是無控制點這一新特點。

航空攝影自動定位技術獲取時刻投影中的三維坐標是在載波相位測量的基礎上的GPS動態(tài)定位技術對航空影像而實現(xiàn)。同時，該技術可滿足攝影測量規(guī)范的實際精度要求，原因是其可通過在加密區(qū)四角布設地面控制點的GPS輔助光束區(qū)域網(wǎng)平差的精度來減少航空攝影測量所需的地面控制點。這一成果在國家基礎測繪中得以廣泛關注，可產(chǎn)生不容小覷的社會經(jīng)濟效益[2]。

此外，航空攝影自動定位技術可集定點航空攝影與無地面控制的高精度目標定位于一體，原因是該技術將IMU和GPS構成的POS系統(tǒng)裝載在飛機上，直接獲取航攝像片6個外方位元素的多傳感航空遙感集成平臺。這一成果意味著在4D產(chǎn)品生產(chǎn)中（比例尺為1：5萬及以下），可直接通過POS系統(tǒng)來進行像片外方位元素影像定向，在絕大部分程度上無需進行攝影測量和地面控制點加密，這無疑給航空攝影測量領域注入了新鮮活力。相信在不久的將來，困難地區(qū)和無圖區(qū)的地形測繪及空間信息數(shù)據(jù)的實施更新就會實現(xiàn)。

2.2近景攝影測量技術

在航空、汽車、船舶工業(yè)、核能功能、空間飛行器制造、醫(yī)學和化學等行業(yè)，近景攝影測量技術的應用都已得到普及，且在日常生活中，如交通事故、公安刑事偵破、古建筑建檔和恢復等方面的監(jiān)測，該技術也有著重要應用價值。

近景攝影測量即在不大于300m物距目標物攝取的立體像對進行的攝影測量，按照處理方法可分為解析法和模擬法。而近景攝影測量與數(shù)字相機相結合建立的工業(yè)零件檢測系統(tǒng)可通過較多同名特征的冗余觀測值實現(xiàn)粗差剔除，這是該技術的一大新特點。其影像數(shù)據(jù)源為高重疊度序列圖像，依據(jù)二維序列圖像將物體不同部位的三維信息導出，再將其融為統(tǒng)一的表面模型，以實現(xiàn)高精度三維重建。

在近景攝影測量中，可形成一個全新的測量系統(tǒng)，即攝影全站儀系統(tǒng)，由全站儀和數(shù)碼相機組成。在之前，雖然近景攝影測量技術隨著地形測繪領域的深入研究得以不斷優(yōu)化，但始終還是要在被測物體表面或周圍布設一定數(shù)量的控制點，這無疑給測量工作帶來較大阻礙，使得“無接觸測量”難以真正實現(xiàn)。而作為一種高精度測量儀器，全站儀在本質上是一種基于“點”的儀器，其與基于“面”的攝影測量的有機結合，“點與面”的融合可將測量精度提至最高。在攝影全站儀系統(tǒng)中，每個導線點利用測量數(shù)碼相機攝影被測物體，再由導線測量和全站儀度數(shù)中得到每張影像對應的方位元素，實現(xiàn)了“無接觸測量”這一目標[3]。

2.3低空攝影測量技術

從之前的固定翼模型飛機，到飛艇、直升機，再到現(xiàn)在的有人駕駛小型飛機，低空飛行平臺的不斷完善也促使數(shù)碼相機的普及應用及數(shù)字攝影測量技術水平的不斷提升。其中，數(shù)字攝影測量技術為低空遙感平臺獲取清晰、任意角度的影像創(chuàng)造了便利條件，這是因為其集起飛、到達指定低空域、遙感飛行、返回地面等多操作功能，是現(xiàn)階段低空攝影測量技術的一項新特點。

低空數(shù)字攝影在無人駕駛飛行的基礎上與遙感硬件系統(tǒng)可建立起無人駕駛遙控飛行平臺，具有諸多優(yōu)勢，包括差分GPS接收機、姿態(tài)傳感器、高性能視頻攝影機和數(shù)碼相機、高性能計算機、影像監(jiān)視、通訊設備和高速數(shù)據(jù)采集設備等，在行業(yè)內的價值日益突顯。然而值得注意的是，在無人駕駛飛行平臺的飛行特性方面，需要行業(yè)繼續(xù)深入探究，且研制出多種關鍵技術，包括三軸旋轉云臺、差分GPS無線通訊、自動曝光等，將攝影測量成果最大化。

無人駕駛飛行平臺的自動控制策略即飛控計算機搭載于飛行器上，通過差分GPS精確定位飛艇（相機）的位置，再匹配較低分辨率的視頻序列影像，隨后結合姿態(tài)傳感器的輸出信號對飛行器的姿態(tài)實時自動確定，并實施飛行自動控制，最終地面監(jiān)控計算機可同一時間內接收到所有數(shù)據(jù)。

2.4SAN 數(shù)據(jù)處理技術

與可見光紅外相比，SAN具有以下新特點，即全天時和全天候的工作能力、具有不同極化和空間分辨率高達0.3In的傳感器、可進行相同和不同軌道的重復觀測等，為我國開展相關的數(shù)據(jù)處理技術研究奠定了扎實的數(shù)據(jù)基礎。

SAN 數(shù)據(jù)處理技術能與可見光將地物不同特性的特點反映出來，利用的是不同應用目的SAR圖像和可見光圖像的融合方法。同時，采用不同的融合方法提出不同土壤性質和洪水、災害的數(shù)據(jù)，并進行評估，從而得出測量數(shù)據(jù)，這一研究在理論上取得了一定成果。

2.5多源空間數(shù)據(jù)挖掘技術

多源空間數(shù)據(jù)挖掘技術可實現(xiàn)多種面向應用目的地學信息的提取，其主要是通過數(shù)學方法和專業(yè)知識從多源對地觀測數(shù)據(jù)中獲取重要信息，具有可從遙感圖像數(shù)據(jù)中挖掘 GIS 數(shù)據(jù)、基于紋理分析的分類識別、遙感圖像的解譯信息提取、面向應用的數(shù)據(jù)挖掘等多種新特點[4]。

遙感圖像數(shù)據(jù)中挖掘 GIS 數(shù)據(jù)即利用神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊識別及專家系統(tǒng)在統(tǒng)計模式識別的基礎上達到自動分類圖像光譜特征的目的；基于紋理分析的分類識別即采用最小距離分類器和BP神經(jīng)網(wǎng)絡分類器實現(xiàn)地基云圖的分類識別，包括基于分形法的紋理分析、基于統(tǒng)計法的紋理分析、基于結構法的紋理分析、基于小波變換的紋理分析、基于模型法的紋理分析、基于空間和頻率域聯(lián)合的紋理分析六種類型；遙感圖像的解譯信息提取即通過計算機將影像自動識別出來，再結合GIS數(shù)據(jù)庫或解譯員的專業(yè)知識來對其相應的地學屬性進行確定，包括基于專家知識輔助的圖像信息識別、基于地學知識輔助的圖像信息識別、基于GIS數(shù)據(jù)的圖像信息識別、基于立體觀察的信息識別、基于多源數(shù)據(jù)融合的信息識別及給予矢量柵格轉化的信息識別六種類型；面向應用的數(shù)據(jù)挖掘即通過挖掘技術在圖像識別及圖像破譯的基礎上實現(xiàn)對解譯成果的開發(fā)。

3.結束語

總之，攝影測量與遙感技術可集航空攝影成像和星載傳感器成像為一體，也可集基礎信息、工程信息、資源、災害和環(huán)境的探測為一體，是不可多得的一種測量方法，應充分挖掘其優(yōu)勢來為我國的地形測繪工作服務，在國家制定重大決策時提供信息保障。

參考文獻：

[1]隋春玲.綜述攝影測量與遙感的發(fā)展趨勢[J].科技展望，2015（22）：154.

[2]金芳芳，嚴偉，詹斌.淺析攝影測量在數(shù)字城市中的應用[J].中國新技術新產(chǎn)品，2015（16）：125.

[3]任善均.勘查中遙感技術的運用分析[J].科技與創(chuàng)新，2015（17）：157-158.

[4]施淳馨.遙感技術在地質勘查發(fā)展中的研究[J].地球，2015（10）：259.