航空摄影测量在GIS数据采集中的应用研究

航空摄影测量在GIS数据采集中的应用研究

翟辉龙

重庆市万州区规划设计研究院 404000

摘要：航空摄影测量在GIS数据采集中的应用研究一直是地理信息科学领域的一个引人注目的研究方向。这项技术将航空器与高分辨率传感器相结合，提供了独特而丰富的地理数据源，进一步拓展了GIS的应用领域。在这项研究中将探讨航空摄影测量的原理和技术，以及它在各个领域中的具体应用案例，将强调其在高分辨率地图制作、自然资源勘探、灾害响应等方面的关键作用。

关键词：航空摄影测量；GIS；数据采集；应用

航空摄影测量是一种通过航空器（通常是飞机或无人机）进行摄影测量来获取地理信息的技术。这种技术利用摄影仪或传感器捕捉地面上的图像，然后通过测量这些图像上的特征点，可以确定地点的坐标、高程和其他地理属性。GIS是一种用于管理、分析和可视化地理数据的技术工具。GIS将地理信息与地图结合起来，使人们能够更好地理解地理现象和关系。这两个领域的关系非常密切，航空摄影测量提供了丰富的地理数据源，这些数据可以被导入GIS中进行分析和可视化。例如，航空摄影测量数据可以用于创建高分辨率的数字地形模型，这些模型可以与GIS中的其他数据一起使用，以更好地理解地表的特征和地理现象。
一、GIS数据采集中航空摄影测量的应用优势

首先，航空摄影测量提供了高分辨率和广覆盖的地理数据。通过航空器上搭载的摄影仪等传感器，可以在短时间内捕获大面积的地理图像和地形数据。这意味着可以迅速获取大范围的地理信息包括城市、农田、自然景观等。这种高分辨率和广覆盖的数据为GIS分析提供了强大的基础，有助于更精确地描述地理特征和现象[1]。

其次，航空摄影测量具有多层次的数据收集能力。它不仅能够捕获地表的二维图像，还可以获取三维地理数据，包括地表高程、地物高度等。这种多层次数据对于各种应用至关重要。例如，在城市规划中，可以使用三维城市模型来模拟建筑物的高度和分布，帮助决策者更好地规划城市发展。在自然资源管理中，三维地形数据对于洪水模拟和土地利用规划非常重要。

二、航空摄影测量在GIS数据采集中的应用研究

（一）地理信息系统数据采集中航空摄影测量应用流程

数据准备是整个流程的起点，这一阶段包括选择和准备所需的航空摄影测量设备，如航空摄影机和无人机，还需要准备航空导航系统以确保飞行轨迹的准确性，选择地面控制点和基准数据集以校正航空摄影测量数据也是必要的，数据准备还包括确定采集区域和时间，以满足研究或应用的需求。其次，任务计划是确保航空摄影测量顺利进行的关键步骤，尤其是要飞行计划和任务计划的制定以确定飞行高度、飞行线路、相机设置等关键参数，任务计划还涉及获取必要的许可和飞行批准，确保采集过程遵循法律法规，此外还需要考虑飞行计划的优化，以最大程度地提高数据采集的效率和成本效益。第三步是实际的数据采集过程，这通常涉及航空器的起飞、航行、图像或LiDAR数据的捕获等飞行任务的执行，在这个阶段，飞行员和操作员需要密切合作，确保数据采集的质量和精度。对于无人机等自动化系统，操作员需要监控设备状态和数据质量。第四步是数据处理，在采集到航空摄影测量数据后需要进行数据处理以获取准确的地理信息，完成数据校正、大气校正、摄影测量数据的立体配对以及数据的地理坐标转换，对于LiDAR数据需要进行点云处理，数据处理的目标是减少误差、提高数据的准确性，并使其与GIS兼容。最后，数据应用是整个流程的关键目标，采集到的数据可以应用于各种领域如土地利用规划、城市建设、自然资源管理、环境监测和紧急响应。数据应用包括制作数字地图、分析地表特征的变化、模拟洪水风险、评估土地覆盖、监测森林健康等。这一阶段需要合作与GIS技术相关的专业人员，开发特定应用的工作流程和模型，以实现项目的具体目标[2]。
（二）地理信息系统数据采集中航空摄影测量的应用要点

航空摄影测量技术可以提供高分辨率的地理图像，捕捉地表细节包括建筑物、道路、植被等。这对于城市规划、土地利用规划和资源管理等领域至关重要。高分辨率图像使决策者能够更准确地了解地理现象和特征，有助于制定更明智的政策和规划。航空摄影测量不仅提供了地表图像，还可以获取三维地理数据如地形和高程信息，这种多层次数据对于各种应用至关重要。例如，在自然资源管理中，可以使用航空摄影测量数据来生成数字地形模型，用于水资源管理和洪水模拟。这些多层次数据为GIS分析提供了更多的维度，使研究人员能够更全面地理解地理特征。通过定期的航空摄影测量任务可以建立时间序列数据集，记录地理特征和现象随时间的演变，这对于监测环境变化、资源管理和城市增长研究非常重要。例如，时间序列卫星图像可以用于跟踪森林覆盖率的变化，或者了解城市扩张的速度和方向。这种数据采集方式可以帮助决策者更好地预测趋势和采取相应措施[3]。
（三）地理信息系统数据采集中航空摄影测量应用效果研究

首先，航空摄影测量在城市规划和土地利用规划方面的应用效果显著。高分辨率的航拍图像提供了详细的城市地貌信息包括建筑物、道路、土地用途等。这些数据可用于城市增长模拟、交通规划、基础设施发展和土地利用规划，决策者可以更好地理解城市的当前状态，制定更有效的发展策略，提高城市的可持续性。其次，航空摄影测量对于自然资源管理和环境监测具有显著的应用效果，这项技术可以用于监测森林、湖泊、湿地和农田等自然资源。通过定期的数据采集，可以追踪资源的状态变化，识别森林健康问题、水资源管理需求和土地利用冲突。这有助于保护生态系统、预防森林火灾、管理水资源和维护土地可持续性。同时，航空摄影测量还可用于环境监测，如气候变化研究和自然灾害风险评估。这些应用有助于提高环境可持续性，减少对自然资源的不必要破坏。最后，航空摄影测量在紧急响应方面发挥了关键作用，提供了显著的应用效果

[4]。在自然灾害（如洪水、地震和飓风）和人为灾难（如事故或恐怖袭击）发生时，航空摄影测量可以提供即时高分辨率的图像，帮助紧急救援团队评估受灾区域的情况、规划救援行动和资源分配。这种快速响应能力可以拯救生命，减轻灾害损失。在灾后恢复和重建中，航空摄影测量还可以提供有关损坏程度和重建需求的信息，为重建工作提供基础。

结语：综上所述，航空摄影测量在GIS数据采集中的应用研究的深入探讨不仅揭示了这一技术的潜力，也强调了它在各个领域的关键作用，明白了高分辨率、多层次、时间序列、应急响应和立体视角等特点如何为决策制定、资源管理、环境监测和科学研究提供了有力支持。航空摄影测量的不断创新和发展将继续推动地理信息科学的前沿，为社会和环境问题的解决提供新的视角和解决方案。

参考文献：

[1]冯俊杰. 航空摄影测量在GIS数据采集中的应用[J]. 建材与装饰,2019,(29):203-204.

[2]何丹青,杨春光,陈建忠,高玉苓. 试析航空摄影测量在GIS数据采集中的应用[J]. 山东工业技术,2018,(03):122.

[3]李烨. 航空摄影测量在GIS数据采集中的思考[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊),2015,(09):248.

[4]席海星. 航空摄影测量在GIS数据采集中的思考[J]. 黑龙江科技信息,2015,(14):46.