攝影測量與遙感遠觀發(fā)展論文

發(fā)布日期：2018-05-03 00:00 瀏覽量：16716

　　伴隨著各種新興的科學技術(shù)特別是計算機技術(shù)、空同技術(shù)的迅猛發(fā)展，攝影測量步人全數(shù)字階段，同時，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)系愈來愈密不可分，成為支撐現(xiàn)代測繪生產(chǎn)技術(shù)的“3S”技術(shù)。“3S”技術(shù)的集成與發(fā)展，使得一門綜合的新興科學技術(shù)一地球空間信息學應運而生。地球空間信息學是指以GPS、GIS、RS等空間信息技術(shù)為主要內(nèi)容，并以計算機技術(shù)和通訊技術(shù)為主要技術(shù)支撐，用于采集、量測、分析、存儲、管理、顯示、傳播和應用與地球及空間分布有關(guān)的一門綜合、集成的信息科學和技術(shù)。這無疑為攝影測量和遙感學科進行了很好的定位，即地球空間信息學是數(shù)字地球的數(shù)學基礎，是數(shù)字地球的空問信息框架，為數(shù)字地球提供技術(shù)支撐；而攝影測量和遙感學科作為“地球空間信息學”的有機組成部分，是為數(shù)字地球提供實時、動態(tài)、全球、廉價和其他方法難以取代的空間框架圖像數(shù)據(jù)，及從中導出語義與非語義信息的惟一技術(shù)手段。在實現(xiàn)數(shù)字地球的過程中，攝影測量和遙感學科必將得到更大的發(fā)展。

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　　現(xiàn)如今攝影測量與遙感的主要技術(shù)有：
　　1.基于序列影像的飛機姿態(tài)測量技術(shù)對運動物體的姿態(tài)測量和研究是目前航空、航天領域比較熱門的一個課題。因為通過分析運動目標各個時刻的空間位置（X，Y，Z)和運動姿態(tài)(α，ω，K)可以對飛行器控制系統(tǒng)的性能做出評估，為飛控系統(tǒng)的設計改造提供重要的參考數(shù)據(jù)。
　　2.基于短基線多影像數(shù)字攝影測量的快速三維重建技術(shù)可廣泛應用于古建筑重建、醫(yī)學重建、工業(yè)量測、人體重建及工程勘察等方面。基于多基線立體匹配的短基線、多影像數(shù)字近取一序列具有短基線且多度重疊的相片，然后通過多基線的立體匹配以及多片平差計算獲取可靠性較高的模型點數(shù)據(jù)。重建過程包括手持相機拍攝多基線相片、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)字攝影測量的三維重建技術(shù)由于采用量測數(shù)碼相機以及無任何控制的手持拍攝方式，因此，具有簡單快速和高度自化的特點，適用于室內(nèi)外各類三維模型的表面重建。
　　3.攝影測量與遙感數(shù)據(jù)處理趨向自動化和智能化。在已取得影像匹配成果的基礎上，影像目標的自動識另町技術(shù)主要集中在影像融合技術(shù)、基于統(tǒng)計和基于結(jié)構(gòu)的目標識別與分類，處理的對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。隨著各類空間數(shù)據(jù)庫的建立和大量新的影像數(shù)據(jù)源的出現(xiàn)。實時自動化檢測已成為研究的—個熱點。自動變化檢測研究包括利用新舊影像(DOM)的對比、新影像與舊數(shù)字地圖(DLS)的對比來自動發(fā)現(xiàn)變化和更新數(shù)據(jù)庫。目前的方法是將影像目標三維重建與變化檢測一起進行，實現(xiàn)三維變化檢測和自動更新。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)送回來的直接為信息，而不一定為影像數(shù)據(jù)。
　　4.遙感自動定位技術(shù)確定影像目標的實地位置(三維坐標)，解譯影像屬性是攝影測量與遙感主要任務之一。在GPS空中三角測量的基礎上，利用DGPS和INS慣性導航系統(tǒng)的組合，可形成航空航天影像傳感器的位置與姿態(tài)自動測量和穩(wěn)定裝置(POS)，從而可實現(xiàn)定點攝影成像和無地面控制的高精度對地直接定位。在航空攝影條件下精度可達到分米級，在衛(wèi)星遙感條件下精度可達到米級。該技術(shù)的推廣應用，將改變目前攝影測量和遙感的作業(yè)流程，從而實現(xiàn)實時測圖和實時數(shù)據(jù)庫更新。根據(jù)實驗結(jié)果，1：5萬比例尺航測成圖可無需地面控制點和空三加密，1：5～1：1萬比例尺航測成圖可省去地面控制，建議加測少量控制點參與平差，提高整體精度，并檢核成圖精度；1：1000和1：2000比例尺航測成圖可大大減少野外像控測量工作量。現(xiàn)代測繪業(yè)的各學科在吸收應用其他領域高新技術(shù)的同時也在相互滲透、走向綜合集成，攝影測量與遙感的發(fā)展同樣如此。它將集成GPS、GIS技術(shù)于一體并接人數(shù)字影像接收設備，形成一個實時接收、處理、分析的空間基礎地理信息系統(tǒng)，可以隨時對其中的信息進行實時更新。具體有以下幾方面：
　　1）GPS技術(shù)得到更廣泛的應用。GPS技術(shù)將隨著美國政府對民用限制政策的放寬，將得到更加廣泛的應用，如在航空攝影導航中可以實現(xiàn)航向、旁向控制的自動化；GPS輔助空中三角測量可以極大地減少野外實測的地面控制點或者實現(xiàn)無地面控制的空中三角測量。
　　2) 實現(xiàn)真正的全數(shù)字化和自動化。獲取目標信息的方式將由過去的感光成像方式轉(zhuǎn)化為目標信息數(shù)字化記錄方式，從而實現(xiàn)目標圖像信息的實時傳輸、快速顯現(xiàn)、數(shù)字化處理；數(shù)字攝影測量工作站實現(xiàn)自動化，幾乎無須人工干預，并且可處理各種傳感器的圖像信息。
　　3) 多時空的、多源目標景像綜合應用。獲取目標信息的遙感設備、航攝相機(包括數(shù)字相機)性能進一步改進，航攝膠片達到更高分辨率、更細顆粒，使得目標的影像質(zhì)量進一步提高。近景攝影將在工程測量、形變測量等方面得到更多的應用j航空攝影將全面應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，來自各種系統(tǒng)的影像信息豐富多彩、互為補充。
　　4) 3S技術(shù)的高度集成。日新月異的計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡技術(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。建立空同基礎地理信息數(shù)據(jù)庫變?yōu)榭赡堋?strong>隨著這些高新技術(shù)的開發(fā)和應用，以及3S技術(shù)的信息集成可以建立—個超級GIS工作系統(tǒng)總站。形成與政府各部門辦公系統(tǒng)聯(lián)接的網(wǎng)絡系統(tǒng)。實現(xiàn)全國范圍的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、社會生態(tài)與環(huán)境保護研究、土地動態(tài)監(jiān)測、自然災害預測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) 服務范圍將更寬、更廣。隨著所獲取的信息向多領域、多平臺、多渠道、多光譜、多數(shù)據(jù)源方面發(fā)展，真正實現(xiàn)信息的快速、綜合、集成獲取，并且其精度和可靠性更高，尤其是計算機動態(tài)仿真、虛擬現(xiàn)實、人工智能專家系統(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，而且也完全能夠提供決策支持和全程調(diào)控服務。實現(xiàn)從工程建設的設計、規(guī)劃施工、管理和使用各個階段的全程調(diào)控，到區(qū)域規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測、自然災害監(jiān)控、社會可持續(xù)發(fā)展等宏觀方面的決策支持，可以說，服務范圍將是無限的。