測繪新技術(shù)在測繪與地理空間信息獲取中的應用

張小偉

天津市規(guī)劃和自然資源局武清分局 天津 301700

1 測繪新技術(shù)獲取地理空間信息的方法

1.1 衛(wèi)星導航定位技術(shù)

隨著GLONASS、BDS、Galileo系統(tǒng)逐漸完善并提供服務，GPS應用已轉(zhuǎn)換為多系統(tǒng)融合的GNSS應用。多系統(tǒng)多頻組合定位可以縮短模糊度的初始化時間，提高可靠性及定位精度，已成為高精度衛(wèi)星定位的發(fā)展方向?，F(xiàn)階段GNSS定位技術(shù)的研究主要在精密單點定位技術(shù)和網(wǎng)絡RTK技術(shù)（NetworkRTK）兩個方面。精密單點定位需要精密的衛(wèi)星軌道和衛(wèi)星鐘差參數(shù)，對單臺雙頻GPS接收機數(shù)據(jù)進行改正，進行實時動態(tài)定位或2-4cm級的精度進行較快速的靜態(tài)定位。目前國內(nèi)外多個連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務綜合系統(tǒng)已經(jīng)投入工程化應用，現(xiàn)階段基于雙差模式的網(wǎng)絡RTK已經(jīng)比較成熟，非差模式的網(wǎng)絡RTK技術(shù)研究已經(jīng)取得階段性成果[1]。我國已經(jīng)建立覆蓋全國的CORS網(wǎng)。目前GNSS定位技術(shù)可以提供全天候、三維、高精度定位信息，在基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)生產(chǎn)中發(fā)揮著非常重要的作用。

由于4大GNSS系統(tǒng)的融合以及快速獲取整周模糊度和實時差分技術(shù)的日漸完善，基于GNSS快速獲取高精度的地理空間信息位置信息提供了可能。

1.2 無人機航攝系統(tǒng)

無人機航攝系統(tǒng)作為傳統(tǒng)航空攝影測量手段的有力補充，其推廣應用是國家測繪地理信息局提升我國測繪技術(shù)裝備水平的重要內(nèi)容之一。無人機航攝系統(tǒng)的應用在提升測繪應急保障服務能力、構(gòu)建數(shù)字中國、監(jiān)測地理國情、提升社會管理效能等方面具有明顯優(yōu)勢，并且對氣象條件要求低，受空中管制影響小。無人機航攝系統(tǒng)作為傳統(tǒng)航攝系統(tǒng)的有益補充，以其高效率、低成本、易機動、適用場景廣泛等優(yōu)勢在航攝領(lǐng)域迅速得到廣泛應用。近年來無人機航攝系統(tǒng)集成了GPS定位模塊，通過實時差分或者事后差分結(jié)算，精確記錄曝光瞬間的攝影中心點坐標，通過飛行架構(gòu)航線可以減少外業(yè)所需像控點，現(xiàn)階段新型飛控系統(tǒng)已經(jīng)集成了雙頻GPS、IMU測姿單元，通過GPS、IMU開展測姿參數(shù)聯(lián)合計算，可以在復雜地形地區(qū)開展稀少（無）控制測圖，同時能夠極大的減少外業(yè)工作量[2]。

隨著無人機航攝系統(tǒng)的完善，有效負載的增大，續(xù)航時間的增長，飛行質(zhì)量的提高，其可以滿足大比例尺測圖、高精度的城市三維建模以及各種工程應用的需要，無人機航攝遙感系統(tǒng)在獲取地理空間信息數(shù)據(jù)上有較強的優(yōu)勢。

1.3 機載激光掃描系統(tǒng)

LiDAR（激光測距技術(shù)）是一種集激光、全球定位系統(tǒng)（GPS）、慣性導航系統(tǒng)（INS）三種新技術(shù)于一體的系統(tǒng)，將傳統(tǒng)的人工單點數(shù)據(jù)獲取轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣舆B續(xù)數(shù)據(jù)獲取?？焖佾@取目標點的激光點云數(shù)據(jù)，通過特定的方程結(jié)算可以獲得高密度、高精度的目標點三維坐標數(shù)據(jù)，并構(gòu)建目標物的三維立體模型。目前用于獲得地面數(shù)字高程模型（DEM）的LIDAR系統(tǒng)已經(jīng)日臻成熟，已成為快速、精確獲取地理空間信息的重要手段，現(xiàn)階段激光點云數(shù)據(jù)和影像的采集可以聯(lián)合進行，光學影像和激光點云數(shù)據(jù)兩者之間優(yōu)勢互補，可以自動實現(xiàn)大比例尺測圖、數(shù)字高程模型及三維建模。

1.4 地面激光掃描系統(tǒng)

地面激光掃描是通過空間點陣掃描技術(shù)和激光快速測距技術(shù)融合而產(chǎn)生的一項新型測繪技術(shù)。地面激光掃描系統(tǒng)是通過非接觸目標的方式，通過激光掃描系統(tǒng)獲取目標區(qū)域表面點云的三維數(shù)據(jù)，獲取的數(shù)據(jù)真實可靠，測量前無需對目標物體進行預處理，對采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過專業(yè)軟件處理分析，得到目標物體的三維模型，它不同于單純的測繪技術(shù)，又被稱為“實景復制技術(shù)”，采集目標點的速度及效率遠遠高于傳統(tǒng)測量手段，脈沖式激光掃描方法的采樣點數(shù)可達到數(shù)千點每秒，而相位式的激光測量更可高達數(shù)十萬點每秒，可以高效率的獲取目標物表面點的三維坐標從而達到高分辨率的目的，隨著相關(guān)理論及相關(guān)軟硬件的發(fā)展和成熟，地面激光掃描系統(tǒng)在采樣密度、采樣精度、工作效率等方便有了飛速發(fā)展，在采集地理信息空間數(shù)據(jù)方面具有傳統(tǒng)測繪無法比擬的優(yōu)勢[3]。

1.5 地面移動測量系統(tǒng)

地面移動測量系統(tǒng)是指在地面移動平臺上集成全球定位系統(tǒng)（GPS）、攝影測量系統(tǒng)（CCD）、慣性導航系統(tǒng)（INS）等設(shè)備和先進傳感器，沿著行進方向采集周圍地物的坐標信息及影像數(shù)據(jù)，后期經(jīng)過專業(yè)軟件編輯處理，形成地理信息數(shù)據(jù)及三維模型成果。地面移動測量系統(tǒng)是一種動態(tài)測量技術(shù)，通過非接觸的手段在一瞬間獲取目標區(qū)域中大量物體的屬性信息和幾何信息的測量手段，用于快速、高精度的更新測區(qū)多個目標信息，是對傳統(tǒng)測繪技術(shù)的一種革新，易于被大眾所接受與使用，滿足地理空間信息現(xiàn)勢性的要求，獲取的可量測實景影像數(shù)據(jù)處理靈活多樣，豐富了地理空間信息數(shù)據(jù)的內(nèi)容并拓展了其應用領(lǐng)域，可以極大提高地理空間信息的采集速度和更新效率，提升測繪保障服務的能力。

2 結(jié)語

現(xiàn)代社會隨著信息時代的到來，所有空間實體進行了數(shù)字化，通過現(xiàn)代化的技術(shù)手段快速高效率的獲取、更新地理空間信息數(shù)據(jù)變的十分必要，現(xiàn)代化測繪指的就是獲取4W信息（何時-When、何地-Where、何目標-WhatObject、何種變化-WhatChange）并實時準確的服務給每個人、每件事。現(xiàn)代測繪新技術(shù)利用陸?？仗煲惑w化的導航定位和遙測遙感等空間數(shù)據(jù)獲取手段來為測繪及地理信息的獲取提供快捷，實時，精確的數(shù)據(jù)來源，最終服務于經(jīng)濟社會的發(fā)展。