城市航空攝影測量

發(fā)布日期：2018-05-22 00:00 瀏覽量：15939

　　當前，航空攝影測量所提供的資料，已全面實現(xiàn)數(shù)字化包括各種圖件，影像信息并通過對航空像片的處理可建立三維可視化動態(tài)景觀影像圖。至今，我國城市航空攝影測量的發(fā)展走過了不平凡的歷程，回顧城市航空攝影測量的發(fā)展進程，展望未來城市航測的發(fā)展趨勢，對謀劃，布局今后城市航測的發(fā)展，探索其發(fā)展規(guī)律具有重要的意義。

　　1、城市航空攝影的現(xiàn)狀及展望

　　1.1、城市航空攝影的現(xiàn)狀

　　當前城市航空攝影的應用越來越廣泛，航攝項目的發(fā)展已從單一的為測繪大比例尺地形圖提供所需的黑白相片航空攝影發(fā)展到可為自然資源調(diào)查，環(huán)境保護，國土整治及監(jiān)測等多學科，多部門提供需要的多種產(chǎn)品，黑白全色片航空攝影，天然彩色片航空攝影，彩色紅外航空攝影，多光譜航空攝影以及輕型飛機的小像幅航空攝影。

　　1.2、城市航空攝影的展望

　　隨著城市信息、化的不斷發(fā)展，當前在城市數(shù)據(jù)管理領域創(chuàng)建城市逼真的三維描述顯示出強勁的勢頭。由于影像匹配理論和算法的發(fā)展與完善，數(shù)字攝影測量系統(tǒng)已從單純制作地形圖獲取影像，發(fā)展到區(qū)域社會獲取較為全面的基礎地理信息數(shù)據(jù)。要建立一個城市現(xiàn)勢性好的、完整的三維空間數(shù)據(jù)框架，采用攝影測量技術已經(jīng)成為世界上越來越普遍的選擇，從二維影像自動建立三維地面幾何模型乃至具有影像質(zhì)感的逼真模犁一直是攝影測量的主要目標。城市三維景觀的再現(xiàn)需要地表模型和建筑物模型表面的紋理影像，而這些紋理數(shù)據(jù)可以從航攝影像信息中獲取，并方便其紋理映射操作，為三維模型的重建提供了可靠數(shù)據(jù)來源。

　　一種利用高分辨率CCD相機所攝傾斜影像，根據(jù)建筑物的幾何條件與約束條件，按照透視變換原理直接獲取等豐距的平行影像進而獲取建筑物面影像的方法，隨后依最少的地面控制，將平行影像放大到給定比例尺的數(shù)字城市中，這種方法可大大加快車載系統(tǒng)大比例尺建筑物立面影像的獲取過程，不受建筑物高低的影響，可用于機載、固定和人工作業(yè)多種測量模式，解決了航窄攝影測量的“盲區(qū)”，將成為數(shù)字城市建設的核心技術之一。

城市航空攝影測量.jpg

　　2、航空攝影測量認定建筑物合法性的特點

　　2.1、可真實和詳盡地記錄攝影瞬間客觀景物的形態(tài)

　　由于歷史及其他原因，城市拆遷過程中很多建筑物既無房產(chǎn)證，也無建房審批材料，因此，對這些建筑物合法性的認定具有極大的爭議性。作為拆遷主體的市城市改造管理局及相關政府部門，只能以某一特定時刻作為分界線，在此之前建造的為合法，否則即為不合法。那么，如何準確判定這些建筑物是在某一特定時刻之前建造的呢？這就可以通過航攝像片來判定。航攝像片是利用航攝飛機和航空攝影機，從空中對所研究的地球表面進行有計劃的攝影后得到的像片，此像片是攝影時刻地球表面局部區(qū)域的真實記錄，因此可真實和詳盡地記錄攝影瞬間客觀景物的形態(tài)。

　　2.2、具有良好的量測精度和判讀性能

　　航空攝影測量研究的對象是地區(qū)表面的形態(tài)，以物體和構(gòu)像之間的幾何關系為基礎，最終根據(jù)攝影像片測繪出攝影區(qū)域的地形。從上面的定義不難看出，航空攝影測量具有良好的量測精度和判讀性能，否則，不可能根據(jù)航攝像片測繪出攝影區(qū)域的地形圖。

　　2.3、具有一定的保密性

　　由于城市拆遷工作的特殊性，在拆遷公告發(fā)布前，事先的所有工作具有一定的保密性。在完成了航空攝影、航測外業(yè)后，全數(shù)字攝影測量立體測圖可以在室內(nèi)專用的數(shù)字攝影測量工作站上進行，完全可以滿足市城市改造管理局對拆遷工作保密性的要求。

　　3、城市航空攝影測量研究

　　3.1、大比例尺航測成圖成為城市基本地形圖成圖的主要方式

　　城市大比例尺地形圖精度要求高。長期以來主要通過平板儀、經(jīng)緯儀配合小平板儀的作業(yè)方法來實現(xiàn)的。這種方法勞動強度大，成圖周期長，成本高，因而難以適應城市建設發(fā)展與城市規(guī)劃、管理的需要。從我國大多數(shù)城市處于地勢平坦(問有小丘陵)的地理環(huán)境方面出發(fā)，經(jīng)過反復研究試驗，航測綜合法成圖得到大家的認同和普遍的應用，航測綜合法是攝影測量與平板儀測量相結(jié)合的一種方法，它可以使內(nèi)、外業(yè)分工流水作業(yè)，人力資源得到充分的應用。

　　3.2、比例尺航測計算機輔助成圖技術的廣泛應用

　　航測機助成圖技術是城市航空攝影測量從模擬經(jīng)解析向數(shù)字化方向發(fā)展的重要階段。20世紀初奧地利維也納軍事地理研究所制成了“自動立體測圖儀”，到上世紀60～70年代，這種類型的儀器發(fā)展到了頂峰。由于這些儀器均采用光學投影器、機械投影器或光學――機械投影器“模擬”攝影過程，用它們交會被攝物體的空間位置，所以稱其為“模擬攝影測量儀器”，因而這一發(fā)展時期也被稱為“模擬攝影測量時代”。在模擬攝影測量的漫長發(fā)展階段中，攝影測量科技的發(fā)展可以說基本上圍繞著十分昂貴的精密立體測圖儀進行的，所以我國城市測繪部門擁有立體測圖儀的數(shù)量是十分有限的。20世紀80～90年代城市規(guī)劃、建設和土地管理及其各相關專業(yè)由于采用CAD技術而需要數(shù)字化地圖。由于模擬測圖儀測繪的地形圖都是線劃產(chǎn)品，用于建立地理信息基礎庫時，還需要將地形圖數(shù)字化，增加了工作量。在這樣的背景下如果仍用精測儀單純生產(chǎn)線劃地形圖已不符合實際發(fā)展需要了，所以在這個時期城市各測繪部門都對已有的模擬儀器進行技術改造，增加計算機與接口設備，用計算機輔助測圖，提高測圖效率，并使產(chǎn)品具有線劃與數(shù)字兩種形式，可以直接進入地理信息庫而形成機助成圖系統(tǒng)，成為當時城市航空攝影測量的主要技術手段。

　　3.3、數(shù)字攝影測量――城市航測的現(xiàn)代化

　　當前我國城市測繪部門全面地掌握了利用航空攝影測量技術，在數(shù)字攝影測量系統(tǒng)平臺上，實現(xiàn)從自動空中三角測量到測繪數(shù)字線劃地形圖DLG、數(shù)字高程模型DEM、數(shù)字正射影像圖DOM等數(shù)字產(chǎn)品的全套生產(chǎn)作業(yè)流程。實現(xiàn)了GIS數(shù)據(jù)庫的建立和更新乃至為“數(shù)字城市”提供基礎準備。國內(nèi)的數(shù)字攝影測量系統(tǒng)如基于高檔微機系統(tǒng)的VIRTUOZONT及JX一4等因其系統(tǒng)操作簡單、維護方便、精度較高，且具有較高的性價比，所以在國內(nèi)有很高的市場占有率。目前，城市測繪部門隨著數(shù)字化測圖技術內(nèi)、外業(yè)一體化的實現(xiàn)、基礎地理信息系統(tǒng)的建立，數(shù)字攝影測量成為基礎地理信息獲取和快速更新的重要數(shù)據(jù)。數(shù)字攝影測量系統(tǒng)除了勝任解析測圖儀的一切功能外，還具有諸如圖像識別、影像的比較分析、任意方式的糾正和數(shù)據(jù)庫管理等功能，以測繪常規(guī)地形圖為主的城市航測成圖將全面轉(zhuǎn)向以實現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)庫的自動建立和更新。由于有了良好的經(jīng)濟支撐，當前國內(nèi)一些大、中城市測繪部門在配置上述兩類型數(shù)字攝影測量系統(tǒng)的同時購置高精度影像掃描儀及圖形輸出設備，從而形成了較為完善的城市大比例尺航測數(shù)字產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模和能力。

　　結(jié)束語

　　城市航測走過了艱難曲折的歷程，我們?yōu)樗〉渺橙粯I(yè)績的今天而自豪，隨著科學技術的快速發(fā)展，城市航測經(jīng)歷了從模擬測繪時代向數(shù)字測繪時代的跨越，正積極朝向信息化測繪時代邁進。由于發(fā)展應用的拓展和延伸，城市航測與RS，GIS，GPS集成技術更趨緊密，而成為地球空間信息技術的組成部分，隨著計算機技術和互聯(lián)通信技術的發(fā)展，地球空間信息技術的下一個發(fā)展目標是空間信息網(wǎng)格技術，實現(xiàn)這一目標任重道遠，城市航空攝影測量者將面臨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。

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