航空攝影測量在GIS數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用研究

柳葉

摘 要： GIS系統(tǒng)中集成了大量地球表層空間數(shù)據(jù)信息，需借助航空攝影測量等現(xiàn)代化測繪手段，獲取航空攝影測量數(shù)據(jù)，再應(yīng)用相關(guān)軟件對數(shù)據(jù)及圖像處理，制作三維模型，確保系統(tǒng)在城市規(guī)劃建設(shè)等項目中信息指導(dǎo)價值的發(fā)揮。因此，本文重點分析研究航空攝影測量在GIS數(shù)據(jù)采集中的具體應(yīng)用要點，以期提高GIS數(shù)據(jù)采集工作的效率及質(zhì)量。

關(guān)鍵詞： 航空攝影測量;GIS數(shù)據(jù)采集;應(yīng)用

【中圖分類號】TP392 ? ? 【文獻標識碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.29.050

地理信息系統(tǒng)（GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM，GIS）中，采集了地球表層空間包括大氣層在內(nèi)的相關(guān)地理數(shù)據(jù)，具備數(shù)據(jù)采集、儲存、歸納、分析、管理功能。航空攝影測量（AERIAL PHOTOGRAMMETRY）是基于中心投影的透視變換原理，借助于飛機或氣球、宇宙飛船、人造衛(wèi)星等飛行器進行航空測量的方式，具有靈活可控、監(jiān)測效率高、高清攝像的技術(shù)優(yōu)勢，在GIS數(shù)據(jù)采集中得到廣泛應(yīng)用，讓GIS系統(tǒng)逐步完善，有效地提升了其工作水平。

1 航空攝影測量及GIS數(shù)據(jù)采集內(nèi)容概述

航空攝影測量是一項借助于飛機或飛行器搭載專業(yè)攝影裝備，對地面連續(xù)攝取照片，通過地面控制點測量、調(diào)繪和立體測繪等程序，繪制出1：1000到1：100000比例尺地形圖的作業(yè)過程。這種測量方式能夠從空中展開測繪，突破外界環(huán)境對于工程測量的限制，檢測尺度比較大，監(jiān)測效率高，無需重復(fù)測量，即可獲取完整、真實的地標物信息，且含片能夠客觀、永久記錄各種地面特征及動態(tài)現(xiàn)象，后續(xù)進行數(shù)據(jù)分析，繪制地形圖，制作三維立體模型，較為方便。

GIS（地理信息系統(tǒng)）的核心為數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計算機圖形技術(shù)，在數(shù)據(jù)處理上功能強大，可實現(xiàn)空間信息到三維立體圖形的轉(zhuǎn)換，直觀展示空間、屬性信，這項技術(shù)的應(yīng)用，能夠深化測繪工程成果在土地管理及利用中的效果。地理信息系統(tǒng)的構(gòu)建，依賴于各類高精度、高質(zhì)量的測繪手段，其中，就包括航空攝影測量。借助于航空攝影測量技術(shù)，能夠全面、迅速獲取各個區(qū)域的高精度圖像，提取出地標物三維坐標等數(shù)據(jù)信息，而且還能夠獲取地標物的側(cè)視圖，用以判斷房屋建筑、電線桿等物體的結(jié)構(gòu)層次，讓圖像、屬性緊密結(jié)合。航空攝影測量在GIS數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用，讓其擺脫了以往實地架設(shè)的測繪方式，且測繪過程自動化程度高，人力成本消耗低，能夠迅速準確獲取目標區(qū)域的三維數(shù)據(jù)信息，以城中村項目開發(fā)為例，短短數(shù)月即可獲得每一棟房屋的準確信息，和每一個時間點的土地利用總體分布圖，完成屬性數(shù)據(jù)庫、立體數(shù)據(jù)庫的建設(shè)工作，為建筑施工，拆遷補償提供了準確的信息支持。

2 航空攝影測量在GIS數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用流程分析

以城中村建設(shè)項目中，GIS系統(tǒng)的構(gòu)建及數(shù)據(jù)采集為例，探討航空攝影測量的應(yīng)用流程，具體如下：

2.1 獲取航空攝影測量數(shù)據(jù)

項目開發(fā)時間有限，在前期準備階段，應(yīng)該合理設(shè)計航空攝影測量方案，在限定時間內(nèi)完成城中村情況的拍攝工作，輸出 1/1000 正射影像圖。在工作過程中，應(yīng)該適當降低飛機航行速度，保證攝影的清晰度，為1/4500 比例尺地形圖繪制提供精確數(shù)據(jù)。完成航空攝影工作后，將攝影裝備上的平面圖像、數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS系統(tǒng)中，系統(tǒng)中自帶數(shù)據(jù)庫模板，可自動構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，展開數(shù)據(jù)回放，計算出城市總面積和城中村面積。

2.2 數(shù)據(jù)及圖像處理

獲取數(shù)據(jù)信息和航測圖像后，技術(shù)人員應(yīng)該對信息進行處理，對于建筑長度、高度、面積等航空攝影測量定位內(nèi)容，進行精確測繪。按照城中村建設(shè)項目的具體情況及影像雙向查詢要求，合理繪制城區(qū)城中村的一般資料，基于平面數(shù)據(jù)采集標準，提取出超過相關(guān)標準的全部數(shù)據(jù)。

2.3 制作三維模型

基于城中村規(guī)劃建設(shè)要求，進行三維矢量提取，并在此基礎(chǔ)上，選擇超大幅面立體像，制作三維模型。在立體采集環(huán)境中，調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)，航空攝影測量區(qū)域面積設(shè)置為50km2，相對航高設(shè)置為2550m，影像分辨率設(shè)置為 6.2至 9.6cm，航向重疊度設(shè)置為55%，旁向重疊度設(shè)置為誒85%，隨后，放大視場角度，全面采集城中村建筑物側(cè)面幾何信息，制作實景紋理，構(gòu)建好高精度傾斜影像空間體框模型后，在空間幾何投影技術(shù)、數(shù)字三維技術(shù)支持下，設(shè)定航空攝影測量模型面，獲得角點三維物的X 軸、Y 軸、Z 軸坐標，最后，根據(jù)航空攝影測量傾斜影像預(yù)期對應(yīng)模型面的相交成都，對全部影像展開篩選[1]。在 GIS 共線模板中，計算出每一張航空攝影測量影像中所選定模型面的坐標，應(yīng)用篩選算法，綜合考慮影像質(zhì)量、影像投影面質(zhì)量等，對影像排序。同時，截取出選定影像的紋理部分，計算紋理坐標，映射至GIS系統(tǒng)中。

3 航空攝影測量在GIS數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用要點分析

在航空攝影測量中，數(shù)據(jù)精確度較高，但這并不是說測量數(shù)據(jù)與真實數(shù)據(jù)完全一致，而受到空間數(shù)據(jù)數(shù)量與質(zhì)量的影響，GIS系統(tǒng)的應(yīng)用價值也會不同。為了確保GIS數(shù)據(jù)的全面性和準確性，在航空攝影測量過程中，應(yīng)該采取全過程監(jiān)測與最終結(jié)果檢查的方式，嚴格管控空間數(shù)據(jù)質(zhì)量。GIS系統(tǒng)存在于計算機系統(tǒng)內(nèi)，因此，可以利用計算機自帶的數(shù)據(jù)檢測功能，對航空攝影測量所獲取的數(shù)據(jù)進行檢測，檢測內(nèi)容包括數(shù)據(jù)完整性、高程標注、漢字標注、輸入?yún)?shù)等，而且，可以在工作底圖上選擇合適位置，蒙上回放圖，執(zhí)行計算機回放檢查程序，全面檢查數(shù)字完整性、對線性質(zhì)量、對角線精度、圖像尺寸等，確保GIS系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的準確性與可靠性。航空攝影測量階段，是數(shù)據(jù)質(zhì)量把控的關(guān)鍵性階段，在則這一過程中，技術(shù)人員應(yīng)該遵守“數(shù)據(jù)質(zhì)量高于數(shù)據(jù)采集速度”原則，嚴格按照數(shù)據(jù)采集、制圖流程及標準作業(yè)，以防產(chǎn)生劣質(zhì)數(shù)據(jù)，影響到數(shù)據(jù)精度。

在GIS系統(tǒng)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)較為特殊，每一組數(shù)據(jù)都處于經(jīng)緯度構(gòu)成的坐標系中，有對應(yīng)的地理參照，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)測量目標物的特征，設(shè)置合適的坐標系，確保坐標系內(nèi)數(shù)據(jù)之間保持穩(wěn)定關(guān)系。

4 結(jié)語

綜上所述，GIS數(shù)據(jù)采集是一項應(yīng)用專業(yè)化的航空攝影設(shè)備，采集地球局部或整體表層空間信息，并對數(shù)據(jù)進行整理分析的工作，在這項工作中，航空攝影測量發(fā)揮著重要作用，為了確保數(shù)據(jù)的完整性、準確性、即時性，工作人員應(yīng)該全面把握航空攝影測量的實施要點，嚴格按照其技術(shù)流程作業(yè)，切實提升技術(shù)應(yīng)用水平，從而保障GIS數(shù)據(jù)采集工作質(zhì)量，為城市規(guī)劃建設(shè)、自然資源監(jiān)管等工作提供信息支持。

參考文獻

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