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      攝影測量中GPS的具體應(yīng)用探析

      2015-10-21 16:40:47朱曉軍
      基層建設(shè) 2015年36期
      關(guān)鍵詞:應(yīng)用

      朱曉軍

      安徽省第二測繪院 安徽 230031

      摘要:隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,測量技術(shù)日益發(fā)展,帶動我國經(jīng)濟的快速發(fā)展。當(dāng)前,GPS技術(shù)在各行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛,尤其是將其運用于攝影測量中更是發(fā)揮了重要作用,極大地促進(jìn)了攝影測量行業(yè)的進(jìn)步。同時,航空攝影測量技術(shù)因其攝影周期長、不受地形影響等特點,應(yīng)用廣泛,促進(jìn)我國測量事業(yè)的有序發(fā)展。

      關(guān)鍵詞:GPS;航空攝影測量;應(yīng)用

      1、GPS攝影測量優(yōu)勢

      GPS定位系統(tǒng)的原理比較復(fù)雜,它需要獲得三維坐標(biāo)測量點,在攝影測量中三角測量就是以少量地面實測的控制點地面坐標(biāo)為基礎(chǔ),以拍攝像片所量測的像點坐標(biāo)作為原始數(shù)據(jù),然后通過相應(yīng)的計算來求解加密點的地理坐標(biāo),獲得最終的攝影測量數(shù)據(jù)。世界的任何一個角落,只要是有一個很好的信號,GPS測量能夠準(zhǔn)確定位經(jīng)度和緯度甚至高度,而這些數(shù)據(jù)正是讓我們實現(xiàn)在照片中保留各種拍攝地點信息的重要數(shù)據(jù)資源。GPS未正式研究之前,地面控制點測量點一般都是利用傳統(tǒng)的測量方法,包括使用經(jīng)緯儀,測距儀和全站儀,這些都是典型的傳統(tǒng)攝影測量的工具,這些傳統(tǒng)測量工具的共同缺點就是必須要滿足控制點之間相通視的原則,才可以達(dá)到預(yù)期的攝影測量的要求,也就是說在某些地位位置上存在缺陷的地方就不能順利的進(jìn)行攝影測量,由于地區(qū)的變化較大,面積測量的高程變化相對較大。例如,在我國西部地區(qū)由于地形的影響,傳統(tǒng)的攝影測量儀器在測量過程中存在著許多困難,用GPS做出的控制點代替?zhèn)鹘y(tǒng)控制點,我們可以更容易地實現(xiàn)相應(yīng)的測量。實踐證明,GPS用于攝影測量中的應(yīng)用不僅可以提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性,而且還可以提高測量速度,提高測量效率。因此,所以,GPS攝影測量沒有出現(xiàn)多久,就得到了大范圍的應(yīng)用,迅速取代了傳統(tǒng)的測量工具,已成為攝影測量的主要手段。

      2、攝影測量技術(shù)的主要工作內(nèi)容

      (1)地形測量。攝影測量的主要任務(wù)是地形測量,通過測量地形,加強對地形的了解,然后對攝影對象進(jìn)行濃放,需要注意主要要點有:首先,確保攝影圖形的具體數(shù)據(jù)和圖片,并根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)相關(guān)的比例進(jìn)行數(shù)據(jù)還原,然后以還原結(jié)果為基礎(chǔ)建立圖片庫;其次,分析地形數(shù)據(jù),然后創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫,以便更好的理解數(shù)據(jù)分類方法和參數(shù)的變化,從而實現(xiàn)數(shù)字測量;第三,了解地形測量數(shù)據(jù),最后實現(xiàn)地形完整的測量,真實還原攝影圖像??傊?,攝影的順利進(jìn)行需要明確分工,以確保真實性和圖像數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,更好地滿足需求。

      (2)非地形測量。對攝影測量技術(shù)廣泛的應(yīng)用范圍,不僅局限于地形測量領(lǐng)域。非地形測量不是地形測量的終極目標(biāo),但要實現(xiàn)地形變化的觀測,以便我們能夠更好地了解地形的各種問題,如通過觀察地形航空攝影技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用可以發(fā)現(xiàn)地形有和該地區(qū)的制備沒有軍事設(shè)計變更。該技術(shù)在工程測量領(lǐng)域的應(yīng)用,對地形的判斷有沒有礦物質(zhì),從而更好地開發(fā)和利用領(lǐng)域。技術(shù)的非測量功能的應(yīng)用更加廣泛,并發(fā)揮著日益重要的作用。

      3、GPS在攝影測量中的具體應(yīng)用

      3.1 GPS應(yīng)用于航空攝影測量

      航空攝影是在攝影測量領(lǐng)域的主要方向,在目前行業(yè)發(fā)展最快的攝影測量,利用GPS技術(shù)最早,并形成GPS航空攝影測量技術(shù)。(1)GPS在航外控制聯(lián)測拍攝中的方法。GPS在測量過程中的導(dǎo)航控制中的應(yīng)用,需要在以下三個方面做好工作,一是要在航拍的基礎(chǔ)上,獲得符合相關(guān)技術(shù)要求的相片資源;其次,空中拍攝的照片在相應(yīng)的控制點的測量工作做好后處理;三是以像控點布設(shè)具體方案為依據(jù)展開選點工作,并進(jìn)行內(nèi)業(yè)平差計算,同時做好相關(guān)的外業(yè)數(shù)據(jù)檢核工作。(2)GPS輔助空中三角測量的過程。GPS輔助空中三角測量的實施工作,本文主要從航攝準(zhǔn)備工作與航攝過程中需要做的主要工作進(jìn)行分析。首先,從空中向上看,一是進(jìn)行機載高動態(tài)GPS天線類型確定,保證期間不違反相關(guān)航空產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn);二是在飛機上準(zhǔn)確安裝GPS天線;三是將攝影機固定在相位天線的正下方;四是利用放大器,將GPS天線與接收機進(jìn)行連接;五是測定GPS接收天線相位中心與投影中心的偏心情況。

      3.2 GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用

      RTK是更高精度的GPS測量技術(shù),中文全稱為載波相位動態(tài)實時差分技術(shù),GPS-RTK技術(shù)的實現(xiàn)主要借助GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、差分處理軟件等,由于其具有的定位精度更高,將其運用于攝影測量技術(shù)發(fā)揮的作用將更加顯著?,F(xiàn)對RTK技術(shù)的優(yōu)勢特點加以概述:首先,該技術(shù)要求具有電磁波通視條件,相應(yīng)的對能見度的要求降低,對季節(jié)和氣候等環(huán)境因素降低了要求,進(jìn)行攝影測量時不受氣候環(huán)境的影響。其次,RTK定位精度實現(xiàn)了厘米級別,將GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用于攝影測量中,可以在運動過程中進(jìn)行高精度的瞬間攝影,對于攝影測量工作而言,既縮短了測量耗費的時間,又提高了攝影測量質(zhì)量。最后,RTK是對GPS技術(shù)的創(chuàng)新,將其運用于攝影測量領(lǐng)域,可進(jìn)一步發(fā)揮GPS技術(shù)的實效,極大的推進(jìn)了攝影測量技術(shù)的發(fā)展。

      3.3 GPS技術(shù)在區(qū)域網(wǎng)平差中的運用

      進(jìn)行攝影測量時需要對測量區(qū)域網(wǎng)進(jìn)行平差,GPS在此過程中能夠?qū)z站坐標(biāo)加以確定,對當(dāng)前運用的三種平差方法具有較多的推進(jìn)作用。處于數(shù)字時代的當(dāng)下,攝影測量區(qū)域網(wǎng)平差方式主要有三種,分別是獨立模型法、航帶法、光束法,這三種平差方法有著各自的優(yōu)勢特點,在攝影測量中的應(yīng)用也較為廣泛,其中光束法應(yīng)用最廣。若攝影測量中涉及單元模型,一般采用獨立模型法進(jìn)行平差,該方法需要對空間相似變換參數(shù)進(jìn)行求解;若攝影測量中涉及自由航線網(wǎng),主要采用航帶法進(jìn)行平差,需要對非線性變形改正參數(shù)進(jìn)行求解;若攝影測量中涉及對航攝像片處理,則采用光束法進(jìn)行平差,需要對外方位元素進(jìn)行求解。無論采用何種平差方式,因其需要求解的未知數(shù)較多,會運用到GPS攝站坐標(biāo),從而確定加密點的三維坐標(biāo)信息。由于GPS攝站坐標(biāo)會對外方位元素進(jìn)行測定。因此,GPS在光束法中的運用較其他兩種方式更為廣泛,產(chǎn)生的實際效果也更加明顯。

      4、GPS技術(shù)在攝影測量中的應(yīng)用前景

      當(dāng)前階段,隨著數(shù)字信息技術(shù)的不斷進(jìn)步,GPS技術(shù)日漸成熟和完善,全國性的攝影測量控制網(wǎng)已基本建成,實現(xiàn)了對全球性動態(tài)攝影測量參數(shù)的測定,這對攝影測量行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供了基礎(chǔ)。在不久的將來,GPS技術(shù)將在攝影測量領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用,以航天航空瞬間測量為例,借助GPS技術(shù)航測快速成圖不僅可以只對少量地面進(jìn)行控制,甚至達(dá)到了無地面控制的水平,對全球環(huán)境遙感監(jiān)測,以及開啟地理信息新技術(shù)等都具有重要的作用。與此同時,GPS可測定攝影測量基準(zhǔn),進(jìn)一步促進(jìn)了海洋測繪攝影測量和海洋、島嶼、陸地聯(lián)合測量等領(lǐng)域的進(jìn)步。由此可見,攝影測量中運用GPS技術(shù),其發(fā)展前景相當(dāng)可觀。

      結(jié)束語

      綜上所述,伴隨時代的不斷進(jìn)步,以及經(jīng)濟和科技水平的不斷提升,GPS技術(shù)發(fā)展十分迅速,經(jīng)過多年的研究發(fā)展,該技術(shù)日漸完善。伴隨各方面技術(shù)的綜合發(fā)展和運用,GPS未來的發(fā)展前景良好,會在越來越多的行業(yè)中得到運用,在攝影測量領(lǐng)域也將實現(xiàn)新的突破。

      參考文獻(xiàn):

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      [2]文道平,吳杰.無人機低空攝影測量在云南高原山區(qū)風(fēng)電場地形測量中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015,04:32-33.

      [3]史桂波,胡海駒,朱紫陽.GPS/IMU輔助超高分辨率航空影像加密精度分析[J].地理空間信息,2015,05:82-83+91+9.

      [4]劉放,張文斌.GPS-RTK技術(shù)在地形測繪中的應(yīng)用分析[J].江西建材,2015,21:227.

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