攝影測(cè)量與遙感遠(yuǎn)觀發(fā)展論文

發(fā)布日期：2018-05-03 00:00 瀏覽量：11428

　　伴隨著各種新興的科學(xué)技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)、空同技術(shù)的迅猛發(fā)展，攝影測(cè)量步人全數(shù)字階段，同時(shí)，隨著全球定位系統(tǒng)(GPS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)的發(fā)展，它們之間的關(guān)系愈來(lái)愈密不可分，成為支撐現(xiàn)代測(cè)繪生產(chǎn)技術(shù)的“3S”技術(shù)。“3S”技術(shù)的集成與發(fā)展，使得一門(mén)綜合的新興科學(xué)技術(shù)一地球空間信息學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。地球空間信息學(xué)是指以GPS、GIS、RS等空間信息技術(shù)為主要內(nèi)容，并以計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)為主要技術(shù)支撐，用于采集、量測(cè)、分析、存儲(chǔ)、管理、顯示、傳播和應(yīng)用與地球及空間分布有關(guān)的一門(mén)綜合、集成的信息科學(xué)和技術(shù)。這無(wú)疑為攝影測(cè)量和遙感學(xué)科進(jìn)行了很好的定位，即地球空間信息學(xué)是數(shù)字地球的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，是數(shù)字地球的空問(wèn)信息框架，為數(shù)字地球提供技術(shù)支撐；而攝影測(cè)量和遙感學(xué)科作為“地球空間信息學(xué)”的有機(jī)組成部分，是為數(shù)字地球提供實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、全球、廉價(jià)和其他方法難以取代的空間框架圖像數(shù)據(jù)，及從中導(dǎo)出語(yǔ)義與非語(yǔ)義信息的惟一技術(shù)手段。在實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球的過(guò)程中，攝影測(cè)量和遙感學(xué)科必將得到更大的發(fā)展。

攝影測(cè)量與遙感遠(yuǎn)觀發(fā)展論文1.jpg

　　現(xiàn)如今攝影測(cè)量與遙感的主要技術(shù)有：
　　1.基于序列影像的飛機(jī)姿態(tài)測(cè)量技術(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的姿態(tài)測(cè)量和研究是目前航空、航天領(lǐng)域比較熱門(mén)的一個(gè)課題。因?yàn)橥ㄟ^(guò)分析運(yùn)動(dòng)目標(biāo)各個(gè)時(shí)刻的空間位置（X，Y，Z)和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)(α，ω，K)可以對(duì)飛行器控制系統(tǒng)的性能做出評(píng)估，為飛控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改造提供重要的參考數(shù)據(jù)。
　　2.基于短基線多影像數(shù)字攝影測(cè)量的快速三維重建技術(shù)可廣泛應(yīng)用于古建筑重建、醫(yī)學(xué)重建、工業(yè)量測(cè)、人體重建及工程勘察等方面?；诙嗷€立體匹配的短基線、多影像數(shù)字近取一序列具有短基線且多度重疊的相片，然后通過(guò)多基線的立體匹配以及多片平差計(jì)算獲取可靠性較高的模型點(diǎn)數(shù)據(jù)。重建過(guò)程包括手持相機(jī)拍攝多基線相片、相片參數(shù)解算、多基線立體匹配、數(shù)據(jù)預(yù)處理以及三維表面重建五部分。基于短基線、多影像數(shù)字攝影測(cè)量的三維重建技術(shù)由于采用量測(cè)數(shù)碼相機(jī)以及無(wú)任何控制的手持拍攝方式，因此，具有簡(jiǎn)單快速和高度自化的特點(diǎn)，適用于室內(nèi)外各類(lèi)三維模型的表面重建。
　　3.攝影測(cè)量與遙感數(shù)據(jù)處理趨向自動(dòng)化和智能化。在已取得影像匹配成果的基礎(chǔ)上，影像目標(biāo)的自動(dòng)識(shí)另町技術(shù)主要集中在影像融合技術(shù)、基于統(tǒng)計(jì)和基于結(jié)構(gòu)的目標(biāo)識(shí)別與分類(lèi)，處理的對(duì)象既包括高分辨率影像，也包括高光譜影像。隨著遙感數(shù)據(jù)量的增大，數(shù)據(jù)融合和信息融合技術(shù)愈漸成熟。壓縮倍率高、速度快的影像數(shù)據(jù)壓縮方法也已商業(yè)化。隨著各類(lèi)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和大量新的影像數(shù)據(jù)源的出現(xiàn)。實(shí)時(shí)自動(dòng)化檢測(cè)已成為研究的—個(gè)熱點(diǎn)。自動(dòng)變化檢測(cè)研究包括利用新舊影像(DOM)的對(duì)比、新影像與舊數(shù)字地圖(DLS)的對(duì)比來(lái)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)變化和更新數(shù)據(jù)庫(kù)。目前的方法是將影像目標(biāo)三維重建與變化檢測(cè)一起進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)三維變化檢測(cè)和自動(dòng)更新。迸一步的發(fā)展則是利用智能傳感器，將數(shù)據(jù)處理在軌完成，而發(fā)送回來(lái)的直接為信息，而不一定為影像數(shù)據(jù)。
　　4.遙感自動(dòng)定位技術(shù)確定影像目標(biāo)的實(shí)地位置(三維坐標(biāo))，解譯影像屬性是攝影測(cè)量與遙感主要任務(wù)之一。在GPS空中三角測(cè)量的基礎(chǔ)上，利用DGPS和INS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的組合，可形成航空航天影像傳感器的位置與姿態(tài)自動(dòng)測(cè)量和穩(wěn)定裝置(POS)，從而可實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)攝影成像和無(wú)地面控制的高精度對(duì)地直接定位。在航空攝影條件下精度可達(dá)到分米級(jí)，在衛(wèi)星遙感條件下精度可達(dá)到米級(jí)。該技術(shù)的推廣應(yīng)用，將改變目前攝影測(cè)量和遙感的作業(yè)流程，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)圖和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)更新。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，1：5萬(wàn)比例尺航測(cè)成圖可無(wú)需地面控制點(diǎn)和空三加密，1：5～1：1萬(wàn)比例尺航測(cè)成圖可省去地面控制，建議加測(cè)少量控制點(diǎn)參與平差，提高整體精度，并檢核成圖精度；1：1000和1：2000比例尺航測(cè)成圖可大大減少野外像控測(cè)量工作量。現(xiàn)代測(cè)繪業(yè)的各學(xué)科在吸收應(yīng)用其他領(lǐng)域高新技術(shù)的同時(shí)也在相互滲透、走向綜合集成，攝影測(cè)量與遙感的發(fā)展同樣如此。它將集成GPS、GIS技術(shù)于一體并接人數(shù)字影像接收設(shè)備，形成一個(gè)實(shí)時(shí)接收、處理、分析的空間基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)，可以隨時(shí)對(duì)其中的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。具體有以下幾方面：
　　1）GPS技術(shù)得到更廣泛的應(yīng)用。GPS技術(shù)將隨著美國(guó)政府對(duì)民用限制政策的放寬，將得到更加廣泛的應(yīng)用，如在航空攝影導(dǎo)航中可以實(shí)現(xiàn)航向、旁向控制的自動(dòng)化；GPS輔助空中三角測(cè)量可以極大地減少野外實(shí)測(cè)的地面控制點(diǎn)或者實(shí)現(xiàn)無(wú)地面控制的空中三角測(cè)量。
　　2) 實(shí)現(xiàn)真正的全數(shù)字化和自動(dòng)化。獲取目標(biāo)信息的方式將由過(guò)去的感光成像方式轉(zhuǎn)化為目標(biāo)信息數(shù)字化記錄方式，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)圖像信息的實(shí)時(shí)傳輸、快速顯現(xiàn)、數(shù)字化處理；數(shù)字攝影測(cè)量工作站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，幾乎無(wú)須人工干預(yù)，并且可處理各種傳感器的圖像信息。
　　3) 多時(shí)空的、多源目標(biāo)景像綜合應(yīng)用。獲取目標(biāo)信息的遙感設(shè)備、航攝相機(jī)(包括數(shù)字相機(jī))性能進(jìn)一步改進(jìn)，航攝膠片達(dá)到更高分辨率、更細(xì)顆粒，使得目標(biāo)的影像質(zhì)量進(jìn)一步提高。近景攝影將在工程測(cè)量、形變測(cè)量等方面得到更多的應(yīng)用j航空攝影將全面應(yīng)用于大比例尺地理信息的采集；航天攝影(遙感)也將廣泛地用于中小比例尺地理信息的獲取和更新；多源遙感信息的數(shù)據(jù)融合技術(shù)普遍采用，來(lái)自各種系統(tǒng)的影像信息豐富多彩、互為補(bǔ)充。
　　4) 3S技術(shù)的高度集成。日新月異的計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及3s技術(shù)的發(fā)展，使空間數(shù)據(jù)快速采集和管理。建立空同基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)變?yōu)榭赡堋?strong>隨著這些高新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，以及3S技術(shù)的信息集成可以建立—個(gè)超級(jí)GIS工作系統(tǒng)總站。形成與政府各部門(mén)辦公系統(tǒng)聯(lián)接的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍的GIS數(shù)據(jù)共享。如此信息量大，使用靈活方便的地理信息系統(tǒng)將完全打破以往測(cè)繪產(chǎn)品的使用局限性，被宏觀用于全球氣候變化研究、海平面變化研究、荒漠化研究、社會(huì)生態(tài)與環(huán)境保護(hù)研究、土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、自然災(zāi)害預(yù)測(cè)防治以及大量用于城市規(guī)劃管理、土地、交通、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、水利等方方面面。
　　5) 服務(wù)范圍將更寬、更廣。隨著所獲取的信息向多領(lǐng)域、多平臺(tái)、多渠道、多光譜、多數(shù)據(jù)源方面發(fā)展，真正實(shí)現(xiàn)信息的快速、綜合、集成獲取，并且其精度和可靠性更高，尤其是計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)的迸一步發(fā)展，我們將能夠建立智能空間決策支持系統(tǒng)，使其中的信息不但能用于提供技術(shù)支持服務(wù)，而且也完全能夠提供決策支持和全程調(diào)控服務(wù)。實(shí)現(xiàn)從工程建設(shè)的設(shè)計(jì)、規(guī)劃施工、管理和使用各個(gè)階段的全程調(diào)控，到區(qū)域規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測(cè)、自然災(zāi)害監(jiān)控、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展等宏觀方面的決策支持，可以說(shuō)，服務(wù)范圍將是無(wú)限的。