论文部分内容阅读
[摘要]：随着我国航天事业的快速发展，它的应用在相关领域也得到了很好的发展。本文主要对航空摄影测量技术的发展现状进行了较为深刻的研究与探讨。
[关键字]：卫星 遥感 航空测量
中图分类号：TU984.17 文献标识码：TU 文章编号：1009-914X（2012）29- 0265 -01
引言
航空测绘主要是利用大气层内的飞行器对地面进行测绘的一种手段，它主要的目的就是利用航空拍摄来获得相关的大地坐标，并确定地面物体的之间的位置关系。它用得比较广泛的一种方式就是以航空摄影的测量方法进行相关的测算。航空摄影测量一般利用飞机上的一些航摄仪器对地面目标和物体进行连续地拍摄，并进行地形图的相关的绘制工作。我国的航空测绘的发展经过了长期的摸索，在一些信息技术的发展和应用下，已经取得了长足的进步，可以说我国的航测行业的前景是非常光明的，随着未来的不断发展，可以确信我国测绘行业将会得到更好的发展与不断地完善。
一、发展历程
就目前而言，国际上的一些高清晰遥感卫星影像可以说是各种各样，它们在大多数的空间的分辨率大约为5～10 m，这些卫星一般在600 km左右的高空与太阳同步运行，所以如果重复搜索到同一地区的时间的间隔很短，几天就可以做到，而且精度也非常的精确，目前它的影像精度应用已经在很多的领域发挥着巨大的作用，比如城市的交通、绿化等，还可以进行一些土地工作的调查，比如土地的规划、测绘研究等，在农业、林业等领域也得到了很广泛的应用，为农林业的发展带来了实实在在的好处，另外对于一些自然灾害的预防与预报也起到了积极的作用。
IKONOS（美国）影像的空间分辨率分为1 m和4 m 2种，它一般距离地面的高度大约为650 km，1景约为地面11×11 km2的面积。而俄罗斯的SPIN-2影像的空间分辨率为2 m。BhasKara-1、-2（印度）影像：空间分辨率为2 m。SPOT 5（法国）影像：空间分辨率分为20 m和10 m 2种，幅宽在60 km。重复覆盖周期为26天，但由于采用了倾斜观测，所以实质上可以对同一地区用4～5天的间隔进行观测。可接收立体像对影像，进行高精度的高程测量。
LiDAR是一种机载激光雷达，它一般是安装在飞机上的机载激光探测和测距系统，它是目前较为流行的GPS（全球卫星定位系统）、INS（惯性导航系统）和激光测距3大技术的集成应用系统。加拿大OPTECH公司生产的ALTM 3100和德国IGI公司生产的LiteMapper 5600机载激光扫描遥感系统在此应用技术的基础上还集成了CCD像机，它可以有效地与激光探测和测距系统进行协调地工作，对一些需要探测的的影像信息可以进行同步的跟踪与记录，所以可直截了当地获得一个地区高精度的数字高程模型（DEM）、数字地表模型（DTM）和数字正射影像图（DOM）。
二、航空测绘新技术研究
传统的一些航空测绘方法由于技术上没有创新和突破，它仅仅是利用空间加密反求光束的外方位元素，这样的方式有很大的缺点，它太过了依赖地面环境的限制。与此同时，在这样的测绘条件下需要大量的物力和人力，所以成本的比重相对较大。而目前随着生产力的发展与未来发展的需要，各测绘部门先后组建了航测机构，同时进行航空测绘业务，在这样的大背景下，大比例航测成图技术的应用，在这些部门得到了广泛的应用。
（1）数字航摄仪DMC的应用。数字化是现代信息技术发展的重大的一个标志，它将人们的对物质的需求以数字化的形式表现出来，可以说是更加地直观，更加地方便，所以各种各样的数字测绘产品的出现，在很大的程度上满足了人们对于這种需求的渴望。数字航摄仪（Digital Mapping Camera，简称DMC）是专门用于高精度航空测绘的数字相机系统。目前DMC能够满足小比例和高分辨率大比例的需要，它在地面分辨率可以小到5cm，并且它的环境适应性非常出色，可以在复杂的条件下进行测量工作，大大地保障了影像的质量。
（2）IMU/DGPS的应用。GPS全球定位系统在目前世界上是使用最为广泛的，它可以说是测绘界的一个巨大的技术变革，它具有高精度、高效率和自动化等特点，目前被广泛应用于航空摄影测量、资源勘测等领域。惯性导航系统（INS）成为惯性测量单元（IMC），具有独立提供高精度导航参数、抗电子干扰、隐蔽性好的特点，但是因为考虑到IMC的误差是随时间的累积，它的精度也是越来越不精确，所以它并不适合长时间的导航。因为GPS和INS可以实现技术与功能上的互补的优势，所以将二者进行合并，就可以在很大的程度上提高系统的整体的性能。这两个技术相结合，可以获得移动物体的数据信息，成为IMU/DGPS集成系统。它能够辅助航空测量减少图像控制点的布设，能够获取每张相片以外的满足1：10000的高精度图像，提高了测绘效率，减轻了地面人员的工作强度，与此同时也为为难以同行地区的测绘工作提供了新的技术手段。
（3）LIDAR激光测高扫描系统。它在最近几年主要应用在外控难度大的地区。GPS辅助空中三角测量技术具有花费低，周期较短，效率高等一些优点，对于一些不太容易测绘的地区、尤其是边境地区的测绘具有很大的优势。
三、新技术应用中应注意的问题
（一）埋石和选点。IMU/DGPS应用前需要做一些准备性的工作，比如选点就必须要严格按照最初图纸的设计要求进行工作的开展，同时结合GPS测量结果中关于选点的要求，准确的进行定位，点位要满足以下要求：交通便利，有视野范围广阔，最好是高度角15°以上的空中无障碍物，同时要避免新号被遮盖，还要避免电磁波干扰强烈的物体；最后还需要考虑以后的一些诸如加密和联测的需求，为后续工作做好准备。
（二）检校场的布设。国际上从事IMU/DGPS设备生产的企业有不同的检校场布设方案，考虑到我国特殊的地形，我认为检校场布设应该设计如下：检校场应该按照特定比例设置一组平行的航线，每条航线设10个像对；航向重叠和旁向重叠要保证都是60%；航测高度和摄区高度相一致。
（三）航摄仪和摄影比例、航高的确定。航摄比例尺的选择要以公路各个测量阶段所需要的地形图比例和精确度要求为依据，结合所测地区的地形条件，使用仪器等多方面因素综合考虑。国家标准《1：500，1：1000，1：2000大比例尺地形图航空摄影规范》和《公路摄影测量规范》都规定：航摄比例尺分母和成图比例尺分母之比应以4～6倍为宜。
结束语
综上所述，随着信息技术的不断地发展，航空测绘实现了从模拟测绘时代向数字测绘的有效的转型。通过分析可以知道，各种航空新技术的优点对于特定地区的航测影像的获取，具有提高航测效率，缩短作业周期，提高影像质量的作用。同时，随着通信技术的迅猛发展，航空测绘的技术会更加先进。
参考文献：
[1]国家测绘总局生产技术处召开航测、制图技术设计经验交流会[J].测绘通报，1980
[2]党安荣.ERDAS IMAGINE遥感图像处理方法[M].北京：清华大学出版社，2003
[3]贾永红.数字图像处理[M].武汉：武汉大学出版社，2003
[关键字]：卫星 遥感 航空测量
中图分类号：TU984.17 文献标识码：TU 文章编号：1009-914X（2012）29- 0265 -01
引言
航空测绘主要是利用大气层内的飞行器对地面进行测绘的一种手段，它主要的目的就是利用航空拍摄来获得相关的大地坐标，并确定地面物体的之间的位置关系。它用得比较广泛的一种方式就是以航空摄影的测量方法进行相关的测算。航空摄影测量一般利用飞机上的一些航摄仪器对地面目标和物体进行连续地拍摄，并进行地形图的相关的绘制工作。我国的航空测绘的发展经过了长期的摸索，在一些信息技术的发展和应用下，已经取得了长足的进步，可以说我国的航测行业的前景是非常光明的，随着未来的不断发展，可以确信我国测绘行业将会得到更好的发展与不断地完善。
一、发展历程
就目前而言，国际上的一些高清晰遥感卫星影像可以说是各种各样，它们在大多数的空间的分辨率大约为5～10 m，这些卫星一般在600 km左右的高空与太阳同步运行，所以如果重复搜索到同一地区的时间的间隔很短，几天就可以做到，而且精度也非常的精确，目前它的影像精度应用已经在很多的领域发挥着巨大的作用，比如城市的交通、绿化等，还可以进行一些土地工作的调查，比如土地的规划、测绘研究等，在农业、林业等领域也得到了很广泛的应用，为农林业的发展带来了实实在在的好处，另外对于一些自然灾害的预防与预报也起到了积极的作用。
IKONOS（美国）影像的空间分辨率分为1 m和4 m 2种，它一般距离地面的高度大约为650 km，1景约为地面11×11 km2的面积。而俄罗斯的SPIN-2影像的空间分辨率为2 m。BhasKara-1、-2（印度）影像：空间分辨率为2 m。SPOT 5（法国）影像：空间分辨率分为20 m和10 m 2种，幅宽在60 km。重复覆盖周期为26天，但由于采用了倾斜观测，所以实质上可以对同一地区用4～5天的间隔进行观测。可接收立体像对影像，进行高精度的高程测量。
LiDAR是一种机载激光雷达，它一般是安装在飞机上的机载激光探测和测距系统，它是目前较为流行的GPS（全球卫星定位系统）、INS（惯性导航系统）和激光测距3大技术的集成应用系统。加拿大OPTECH公司生产的ALTM 3100和德国IGI公司生产的LiteMapper 5600机载激光扫描遥感系统在此应用技术的基础上还集成了CCD像机，它可以有效地与激光探测和测距系统进行协调地工作，对一些需要探测的的影像信息可以进行同步的跟踪与记录，所以可直截了当地获得一个地区高精度的数字高程模型（DEM）、数字地表模型（DTM）和数字正射影像图（DOM）。
二、航空测绘新技术研究
传统的一些航空测绘方法由于技术上没有创新和突破，它仅仅是利用空间加密反求光束的外方位元素，这样的方式有很大的缺点，它太过了依赖地面环境的限制。与此同时，在这样的测绘条件下需要大量的物力和人力，所以成本的比重相对较大。而目前随着生产力的发展与未来发展的需要，各测绘部门先后组建了航测机构，同时进行航空测绘业务，在这样的大背景下，大比例航测成图技术的应用，在这些部门得到了广泛的应用。
（1）数字航摄仪DMC的应用。数字化是现代信息技术发展的重大的一个标志，它将人们的对物质的需求以数字化的形式表现出来，可以说是更加地直观，更加地方便，所以各种各样的数字测绘产品的出现，在很大的程度上满足了人们对于這种需求的渴望。数字航摄仪（Digital Mapping Camera，简称DMC）是专门用于高精度航空测绘的数字相机系统。目前DMC能够满足小比例和高分辨率大比例的需要，它在地面分辨率可以小到5cm，并且它的环境适应性非常出色，可以在复杂的条件下进行测量工作，大大地保障了影像的质量。
（2）IMU/DGPS的应用。GPS全球定位系统在目前世界上是使用最为广泛的，它可以说是测绘界的一个巨大的技术变革，它具有高精度、高效率和自动化等特点，目前被广泛应用于航空摄影测量、资源勘测等领域。惯性导航系统（INS）成为惯性测量单元（IMC），具有独立提供高精度导航参数、抗电子干扰、隐蔽性好的特点，但是因为考虑到IMC的误差是随时间的累积，它的精度也是越来越不精确，所以它并不适合长时间的导航。因为GPS和INS可以实现技术与功能上的互补的优势，所以将二者进行合并，就可以在很大的程度上提高系统的整体的性能。这两个技术相结合，可以获得移动物体的数据信息，成为IMU/DGPS集成系统。它能够辅助航空测量减少图像控制点的布设，能够获取每张相片以外的满足1：10000的高精度图像，提高了测绘效率，减轻了地面人员的工作强度，与此同时也为为难以同行地区的测绘工作提供了新的技术手段。
（3）LIDAR激光测高扫描系统。它在最近几年主要应用在外控难度大的地区。GPS辅助空中三角测量技术具有花费低，周期较短，效率高等一些优点，对于一些不太容易测绘的地区、尤其是边境地区的测绘具有很大的优势。
三、新技术应用中应注意的问题
（一）埋石和选点。IMU/DGPS应用前需要做一些准备性的工作，比如选点就必须要严格按照最初图纸的设计要求进行工作的开展，同时结合GPS测量结果中关于选点的要求，准确的进行定位，点位要满足以下要求：交通便利，有视野范围广阔，最好是高度角15°以上的空中无障碍物，同时要避免新号被遮盖，还要避免电磁波干扰强烈的物体；最后还需要考虑以后的一些诸如加密和联测的需求，为后续工作做好准备。
（二）检校场的布设。国际上从事IMU/DGPS设备生产的企业有不同的检校场布设方案，考虑到我国特殊的地形，我认为检校场布设应该设计如下：检校场应该按照特定比例设置一组平行的航线，每条航线设10个像对；航向重叠和旁向重叠要保证都是60%；航测高度和摄区高度相一致。
（三）航摄仪和摄影比例、航高的确定。航摄比例尺的选择要以公路各个测量阶段所需要的地形图比例和精确度要求为依据，结合所测地区的地形条件，使用仪器等多方面因素综合考虑。国家标准《1：500，1：1000，1：2000大比例尺地形图航空摄影规范》和《公路摄影测量规范》都规定：航摄比例尺分母和成图比例尺分母之比应以4～6倍为宜。
结束语
综上所述，随着信息技术的不断地发展，航空测绘实现了从模拟测绘时代向数字测绘的有效的转型。通过分析可以知道，各种航空新技术的优点对于特定地区的航测影像的获取，具有提高航测效率，缩短作业周期，提高影像质量的作用。同时，随着通信技术的迅猛发展，航空测绘的技术会更加先进。
参考文献：
[1]国家测绘总局生产技术处召开航测、制图技术设计经验交流会[J].测绘通报，1980
[2]党安荣.ERDAS IMAGINE遥感图像处理方法[M].北京：清华大学出版社，2003
[3]贾永红.数字图像处理[M].武汉：武汉大学出版社，2003