摄影测量与遥感新技术在工程建设中的应用初探

胡军乾 王仕中

【摘 要】本文主要分析了摄影测量与遥感新技术的相关知识，进而分析了摄影测量与遥感新技术运用在工程建设中的情况，以及如何更好的进行应用，以期可以为摄影测量与遥感新技术的使用提供参考。

【关键词】摄影测量；遥感新技术；工程建设

一、前言

随着我国工程建设质量的提升，各项新技术也孕育而生，其中，摄影测量与遥感新技术的应用已经非常的广泛和成熟，因此，探讨摄影测量与遥感新技术在工程建设中的应用很有意义。

二、摄影测量与遥感技术的发展

1、摄影测量与遥感技术有利于推动测绘技术的进步

我国的摄影测量从上世纪70年代后期经历一个系统的转变。在经历了模拟摄影测量以及解析摄影测量阶段之后，摄影测量终于步入了数字摄影测量的阶段，这也成为我国传统测绘体系解体，测绘技术新体系兴起的标志。

首先，从数字影像的类型来看，当前我国已经建立了数字栅格图、数字高程模型以及数字正射影像，土地利用与地名数据库也随之建立起来，摄影测量与数据库的多样性在一定程度上为生产运用提供了可能，从而进一步推动了测绘技术的发展。

其次，由于摄影测量与遥感技术的飞速发展，也逐渐被国家所重视，并利用这两项技术来完成了各种地理比例尺地形图的绘制。此外，还推动了诸多具有全国界别的基础地理信息数据库的建立。比如：比例尺级别为1：50000，1：1000000等的国家级地理信息数据库；除开国家级的，还有省级、县级等的地理信息数据库等。

最后，在20世纪八十年代中期、九十年代中期以及末期，我国先后运用中巴卫星数据、陆地卫星数据等完成了我国的土地调查，并推动了业务运行系统的建立。此外，在寻找矿石的地质工作中，我国也充分发挥遥感技术的作用，其中新疆博罗霍乐北山地区矿藏的发现就归功于彩色红外遥感数据的充分利用。

2、摄影测量与遥感技术有利于提升空间数据的获取能力

我国获取空间数据的能力在经过五十年的发展，有了较大的提升。对具有自主知识产权的处理遥感数据平台进行了研发，从而推动了国产卫星遥感影像地面处理系统的建立，并在摄影测量方面积极进行研究和探索，为我国独立处理信息、获取观测体系的建立提供了坚实的基础。

从获取数据的能力方面来看，传感器在国家863以及973计划的支持上成功被研制出来，成功发射了对地观测的包括通信卫星、海洋卫星、气象卫星以及资源卫星等五十多颗卫星，并推动了资源、风云、环境减灾以及海洋四大民用对地观测卫星体系的建立，实现了从太阳和地球同步轨道对地球多传感器、多平台的观测以及对地球表面分辨率不同的雷达和光学图像的获取，并将这些获取的数据用于对海洋现象、大气成分、自然灾害以及水循环等各个方面的监测。

三、当前数字摄影测量的应用

随着计算机技术及其应用的发展和数字图像处理、模式识别、人工智能、专家系统以及计算机视觉等学科的不断发展，数字摄影测量的内涵己远远超过了传统摄影测量的范围。现已被公認为摄影测量发展的第三个发展阶段——数字摄影测量阶段，这对整个摄影测量的教学、科研、生产都产生了极其深远的影响。

1、空中三角测量

在数字摄影测量中，自动化空中三角测量被认为是最有成效的功能模块之一。相对于原有的解析法空中三角测量而言，它具有自动化程度高、工效提高十分明显的特点。它将选点、观测、量测全部实现了自动化。GPS与自动化空中三角测量相结合，它不仅仅可以减少野外控制点，而且可以自动的建立区域，可以大大地减少人工输入；可以提高自动转点的成功率；可以自动驱动到其他的地面控制点上。

2、不依赖地面控制的定位技术

在原有已成功用于生产的全自动化GPS空中三角测量的基础上，利用DGPS和INS惯性导航系统的组合，可形成航空航天影像传感器的位置与姿态自动测量和稳定装置（POS），从而可实现定点摄影成像和无地面控制的高精度对地直接定位。在航空摄影条件下精度可达到分米级，在卫星遥感条件下，精度可达到5-10m。该技术的推广应用，将改变目前摄影测量和遥感的作业流程，从而实现实时测图和实时数据库更新。若与高精度激光扫描仪集成，可实现实时三维测量。

3、数字地面模型（DTM）的自动生成与匹配理论

随着数字摄影测量时代的到来，DTM的自动生成被认为是数字摄影测量中另一个最有成效的功能模块，其速度可达每秒几百到一千多个点。这实现了自动化和快速生成数字高程模型DEM、数字正射影像DOM，并从DOM上自动或人机交互式提取各种专题信息，然后将这些结果直接送入GIS数据库中，以实现GIS数据库的自动建立和更新。所以数字摄影测量不仅仅是测绘地形图，重要的应用是在于为各种地理信息系统建立或更新提供基础数据。

四、摄影测量和遥感技术的具体应用

1、在水电工程中的应用

（一）测制各种比例尺的地形图（DLG）

传统的数字线划矢量图无疑是摄影测量的重要产品，是建立各种地理信息系统的基础信息，也是进行规划、设计、管理等的基础。水利工程中使用的基本地形图比例尺主要有1B500、1B1000、1B2000、1B5000和1B10000等，用全数字摄影测量方式可以制作各种比例尺的数字线划图，其数据信息可以直接进入GIS系统或各种CAD系统，为各种工程设计提供数据。

（二）建立影像数字地面模型（DEM）和虚拟现实

数字地面模型是由三维坐标数据加数字影像组成的地形虚拟现实，是水利水电工程应用的基础信息之一，赖以DEM构建水利工程、流域等三维景观和各种工程设计、应用分析的基础信息。它能直观地反映工程范围的地形地貌情况，进行渲染后做成的设计方案景观图，不仅可以直观地反映设计意图，还可以在相关软件的支持下进行三维动画漫游，模拟水库动态淹没情况，计算汇水面积和库容量，表现设计的科学性与合理性。

（三）制作正射影像地图（DOM）

影像地图是数字摄影测量的重要产品。其它测绘手段难于完成该产品，它是根据数字高程模型对中心投影的航摄影像进行纠正处理、消除投影差的垂直投影影像加坐标格网、等高线等各种注记的一种专题图。由于它包含地表的各种原始信息，综合了影像和线划地图的优点，不像线划地图那么抽象，能直观、全面地反映地物地貌信息，且成图速度快，更新周期短，对规划设计、工程管理领导部门很有应用价值。

2、数字影像在工程地质中的应用

航空航天影像包含丰富的信息，一些大的断层能一目了然，利用多光谱影像还可探明工程范围的地质状况。将遥感手段与钻探、物探有机地配合，能超前地把控制工程定位的宏观地质条件搞清，形成卓有成效的综合勘探手段，在重点工程中起到“宏观控制、微观指导”的作用。

五、摄影测量和遥感技术的具体应用——以水利水电行业为例

水利遥感应用的内容涉及水利水电勘测的几乎所有领域，包括水利水电工程坝址选择、库区稳定性评价与监测、区域稳定性评价、跨流域调水线路和供水路线的工程地质调查、库区及其上游地区水土流失调查与动态监测、河道整治与规划、水库渗漏调查等的应用。此外，在施工地质编录、河道演变动态监测方面也应用了遥感技术。

早在二十世紀50年代中期，水利部门就开始应用航空方法进行水电坝址比选勘测，1978年开始应用摄影测量与遥感技术，目前，已广泛应用于水利建设的许多方面。据不完全统计，约有近百项水利水电工程项目的工程地质调查中应用了摄影测量与遥感技术。一些大中型的水利水电工程，如：长江三峡，黄河小浪底、李家峡、龙羊峡、万家寨，珠江飞来峡，雅砻江二滩、锦屏，桑干河石匣里，汉江丹江口，清江隔河岩、水布亚、高坝洲，乌江彭水，金沙江虎跳峡，澜沧江大朝山、漫湾、小湾，渫水皂市等项目的工程地质调查中，均应用了摄影测量与遥感技术。水利部门应用摄影测量与遥感技术进行工程地质调查填图工作，较常规方法可节约投资和提高效率各约三分之一左右。

六、结束语

综上所述，摄影测量和遥感新技术在工程建设中的应用还在扩大，所以，今后要进一步提升摄影测量和遥感新技术的技术水平，使之能够更加有效的投入到运用中。

参考文献：

[1]贾友，陈利，胡俊勇.摄影测量与遥感新技术在工程建设中的应用初探[J].测绘与空间地理信息，2014，03：169-173.

[2]窦超，李兆钧.浅谈摄影测量与遥感的发展应用[J].青海国土经略，2011，06：29-31.