遥感及航空摄影测量中的新技术探讨

遥感及航空摄影测量中的新技术探讨

姜艳红 张淑萍 刘飞

黑龙江省哈尔滨市黑龙江地理信息工程院 黑龙江省哈尔滨市 150086

摘要：目前，已经开发了一个将数字高程模型、数字线划图、数字正射影像与地名和土地数据库相结合的测绘技术系统，有利于后期摄影测量技术的应用。使用遥感和航空摄影测量技术可提供丰富的地理信息数据。数字测绘技术基本已经取代了传统的模拟测绘技术，成为目前主要使用的技术。为有效地优化改进遥感和航空摄影测量工作，文章对新的遥感和航空摄影测量技术的特征、应用现状以及一些常用的测量新技术展开具体分析。

关键词：遥感技术；航空摄影测量；测量新技术

引言：

经过多年的发展，我国采集空间数据的能力得到了极大的提高，基于遥感数据处理平台建立了一个先进的、科学的卫星遥感影像地面处理系统，从而促进了我国独立的地面观测数据服务系统的建立工作的开展。我国开发了各种类型的地球观测卫星系统，例如气象卫星、全球导航卫星系统、全球定位系统、科研卫星等，并建立了一个先进的对比观测平台系统，对地球表面的光学图像数据信息进行及时的监测和采集。我国发射的地球观测卫星有50多颗，如气象卫星、导航卫星、定位卫星和科研卫星等共同构成了一系列民用地球观测卫星系统，并提供了具有不同地球表面分辨率的光学雷达图像，从而监测地球空间环境的演变。随着遥感和航空摄影测量技术的发展和完善，地形资源的管理工作质量也有所提高。因此，遥感和航空摄影测量新技术的研究具有重要的意义。

1 无人机航空摄影测量技术的概念

在工程测量当中应用该项技术，最为关键的就是借助无人机的作用，对被测量的地区进行信息的收集工作。在工程测量当中应用无人机设备，简单来说，就是将机载计算机控制系统，安装在无人机内部装备当中，其中的无限遥感装备对无人机实施控制，然后对目标测量地区进行拍摄，测量相关工作人员对无人机设备传递回来的数据加以分析，绘制成合理的数字地图，之后的工程测量工作就是依据数字地图进行。为了能够充分发挥无人机的作用，在应用无人机航空摄影测量技术过程中，工作人员必须把控好无人机的飞行高度，促使传递回来的画面以及数据等具备较高的参考性，进而为接下来测量工作的有序进行打下坚实的基础。总之，对于工程测量当中的无人机航空摄影测量技术而言，可以不依靠驾驶人员便可以完成，在减轻人工投入的基础上，还能促使获取到的数据具备较高的准确性，更有利于工程测量行业的可持续发展。

2 遥感及航空摄影测量中新技术的应用

2.1 机载激光扫描技术的应用

20世纪90年代后期，机载激光扫描技术得到广泛的使用，基于激光测距和全球定位系统定位的机载激光扫描技术可在最短的时间内获得地理信息数据，例如土壤高度和三维坐标等，机载激光扫描技术比传统的摄影测量技术更先进，激光扫描技术已成为地形和绘图的主要趋势。三维激光扫描测量技术超越了传统测量技术的局限性，允许非接触地获得更精确的三维坐标信息技术，并对许多复杂的景观进行24h扫描和监测。总的来说，机载激光扫描技术的优点包括扫描高效、高准确性、可实时、主动性和完整性，可减少扫描工作的成本，使用更加便利，可广泛应用。三维激光扫描测量技术更广泛地用于制图测绘工作，可以通过惯性导航技术和扫描、全球定位系统等获得高精度城市三维建模的当地地理信息，从而补充和优化改进遥感和航空摄影测量技术的不足。目前，三维激光扫描测量技术在工程、环境监测和城市现代化等领域广泛应用，例如大规模测绘、终端面三维测绘、远程测绘和远程测绘、灾害评估、三维城市建模等。

2.2 低空遥感系统的应用

低空遥感系统是一种可移动的、专业的和低成本遥感探测技术，其优势在于对起飞环境的低影响、更有效和更准确的图像采集能力、检测迅速，它优化补充了卫星遥感和航空摄影技术不足^[1]。低空遥感监测系统主要由无人飞行器航摄系统和轻飞行器航摄系统共同组成。轻飞行器航摄系统中又包括载有2000多万像素的轻型飞机、三角飞行器、动力滑翔伞和直升机，主要用于航空拍摄工作，特别是对于一些山地、平原的拍摄。无人飞行器航空系统是飞行设备，主要组成有无人驾驶固定翼飞机、直升机、飞机等。翼飞机设备搭载2000多万像素。该系统主要由控制和信息传输子系统、综合保障系统、小型多功能地球观测传感器、地面实验处理和加工系统以及无人驾驶航空器平台系统等共同构成，在我国北部平原上比较常用，但是由于其质量水平有限，所以在救灾、城市规划等工作中广泛使用。

2.3 机载侧视雷达技术的应用

机载侧视觉雷达是安装在机身翼和飞行器底下的天线设备，能够在飞行时扫描地下和飞行器两侧的地形、地质和地貌特征，并获得地理信息且保障所获取数据信息的准确性。飞行器上的测试雷达主要包括以下设备，如发射机、接收机、传感器、数据存储和数据处理等^[2]。目前，机载合成孔径侧视雷在重要的行业部门的发展中应用较为广泛，如农业、环境保护、城市建设、资源勘探、海洋勘探、地质等。立体地形和地貌的检测主要是通过机载终端、星载SAR图像技术来完成的。从雷达技术获取地形和形态信息不仅需要从异轨道雷达进行立体测量，而且还需要采用新的雷达干涉测量技术，以广泛地采集地形和地貌信息。

2.4 GPS在航空摄影中的应用

2.4.1 GPS用于航摄飞机导航

在获取地理图像时，航空拍摄的飞行器必须按照空中拍摄方案飞行在指定的高度上，以获取一定比例的照片，并确保飞行方向和侧向的重叠。目前，全球定位系统技术的不断发展及其应用的扩展，使得航空摄影的飞行器导航中已经开始使用全球定位系统。

2.4.2 GPS辅助空中三角测量中的导航与定位

全球定位系统对于空中三角测量能够起到辅助的作用，通过在全球定位系统精密测量技术下提供一个瞬时捕获仪器目标的中心位置，并在摄影加密中使用这项数据信息，从而帮助进行空中三角测量，有利于最大限度地减少地面监测点的数量。全球定位系统动态定位被用来确定瞬时曝光物镜的中心位置，并具有高精度相位差，在飞行器摄影导航工作中比较常用^[3]。利用分布在地面上的多个基准站所检测到的数据来确定航空探测器的目标位置。

2.5 辅助航空摄影

辅助航空摄影测量主要是在全球定位系统技术的基础上，对其进行扩充和发展应用。空间三角测量元数据用于在航拍摄影测量完成后产生投影光束。如果航空摄影工作已经完成，那么三个角元件和三个线性元件可以与少数地面检查站进行结合，对开展测量地形的工作并分析航空测量，从而有利于对航空站进行定位，也有利于减少制图工作的工作量^[4]。只有DGPS和IMU技术结合在一起才可以使这项技术顺利运行，从而产生高分辨率的图片。

结语：

总之，航空摄技术所涵盖的学科范围非常广泛，受到摄影和成像技术发展的影响。数字技术的发展带动传统的航空测量技术逐步信息化。现阶段，利用高清航空摄影测量技术已经被用于进行大规模的国家地形图的制作工作中。航空摄影测量新技术将朝着高准确性、高分辨率和高便利的数字化方向不断地创新优化，从而推动航空摄影测量工作的开展和进步，并减少用于获取采集地形图像的时间。

参考文献：

[1]王丽.遥感及航空摄影测量中的新技术探讨[J].信息系统工程,2019(12):124-125.

[2]范陇强.新技术在遥感和航空摄影测量中的应用[J].山东工业技术,2019(12):140.

[3]李盼盼,胡书友.新技术在遥感和航空摄影测量中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2019(02):67.

[4]黄冠伟.航空摄影测量野外像控点布设方案与测量方法[J].工程建设与设计,2017(10):209-210.