探析摄影测量与遥感技术的新特点及技术

岑铭 黄留波

广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院

摘要：作为一种全新、便捷、可靠的测量方法，摄影测量与遥感技术因其自身独有的新特点而在地形测绘领域中得到广泛关注，且获得了业内广大人士的肯定和好评。本文主要围绕摄影测量与遥感技术的新特点及技术展开探讨。

关键词：摄影测量与遥感技术；新特点；技术

1.前言

摄影测量与遥感技术获取可靠信息的途径主要是通过其他传感器和非接触成像对地球表面、环境和其他目标进行记录、量测、分析及表达而实现。这种技术受到外部因素（包括自然和地理条件）限制的机率很小，这主要是因为它量测和解译的对象是像片，无需直接接触目标本身就可获取瞬间的动态物体影像，为地形测绘的顺利开展提供了可靠依据[1]。

2.摄影测量与遥感技术的新特点及技术

从之前的数字摄影测量，到现在的多分辨率、多光谱、多传感器和多时段遥感影像与空间科学，摄影测量与遥感技术在地形测绘领域和爆破、高温和真空等危险现场所取得的成果越来越瞩目，其优势越来越为人们所认识。

2.1航空攝影自动定位技术

近年来，在卫星导航领域取得长足进步的同时，也促进了传感器技术水平的不断提高，现阶段的遥感具有可摆脱对地目标定位控制点的束缚，明显减少控制点甚至是无控制点这一新特点。

航空摄影自动定位技术获取时刻投影中的三维坐标是在载波相位测量的基础上的GPS动态定位技术对航空影像而实现。同时，该技术可满足摄影测量规范的实际精度要求，原因是其可通过在加密区四角布设地面控制点的GPS辅助光束区域网平差的精度来减少航空摄影测量所需的地面控制点。这一成果在国家基础测绘中得以广泛关注，可产生不容小觑的社会经济效益[2]。

此外，航空摄影自动定位技术可集定点航空摄影与无地面控制的高精度目标定位于一体，原因是该技术将IMU和GPS构成的POS系统装载在飞机上，直接获取航摄像片6个外方位元素的多传感航空遥感集成平台。这一成果意味着在4D产品生产中（比例尺为1：5万及以下），可直接通过POS系统来进行像片外方位元素影像定向，在绝大部分程度上无需进行摄影测量和地面控制点加密，这无疑给航空摄影测量领域注入了新鲜活力。相信在不久的将来，困难地区和无图区的地形测绘及空间信息数据的实施更新就会实现。

2.2近景摄影测量技术

在航空、汽车、船舶工业、核能功能、空间飞行器制造、医学和化学等行业，近景摄影测量技术的应用都已得到普及，且在日常生活中，如交通事故、公安刑事侦破、古建筑建档和恢复等方面的监测，该技术也有着重要应用价值。

近景摄影测量即在不大于300m物距目标物摄取的立体像对进行的摄影测量，按照处理方法可分为解析法和模拟法。而近景摄影测量与数字相机相结合建立的工业零件检测系统可通过较多同名特征的冗余观测值实现粗差剔除，这是该技术的一大新特点。其影像数据源为高重叠度序列图像，依据二维序列图像将物体不同部位的三维信息导出，再将其融为统一的表面模型，以实现高精度三维重建。

在近景摄影测量中，可形成一个全新的测量系统，即摄影全站仪系统，由全站仪和数码相机组成。在之前，虽然近景摄影测量技术随着地形测绘领域的深入研究得以不断优化，但始终还是要在被测物体表面或周围布设一定数量的控制点，这无疑给测量工作带来较大阻碍，使得“无接触测量”难以真正实现。而作为一种高精度测量仪器，全站仪在本质上是一种基于“点”的仪器，其与基于“面”的摄影测量的有机结合，“点与面”的融合可将测量精度提至最高。在摄影全站仪系统中，每个导线点利用测量数码相机摄影被测物体，再由导线测量和全站仪度数中得到每张影像对应的方位元素，实现了“无接触测量”这一目标[3]。

2.3低空摄影测量技术

从之前的固定翼模型飞机，到飞艇、直升机，再到现在的有人驾驶小型飞机，低空飞行平台的不断完善也促使数码相机的普及应用及数字摄影测量技术水平的不断提升。其中，数字摄影测量技术为低空遥感平台获取清晰、任意角度的影像创造了便利条件，这是因为其集起飞、到达指定低空域、遥感飞行、返回地面等多操作功能，是现阶段低空摄影测量技术的一项新特点。

低空数字摄影在无人驾驶飞行的基础上与遥感硬件系统可建立起无人驾驶遥控飞行平台，具有诸多优势，包括差分GPS接收机、姿态传感器、高性能视频摄影机和数码相机、高性能计算机、影像监视、通讯设备和高速数据采集设备等，在行业内的价值日益突显。然而值得注意的是，在无人驾驶飞行平台的飞行特性方面，需要行业继续深入探究，且研制出多种关键技术，包括三轴旋转云台、差分GPS无线通讯、自动曝光等，将摄影测量成果最大化。

无人驾驶飞行平台的自动控制策略即飞控计算机搭载于飞行器上，通过差分GPS精确定位飞艇（相机）的位置，再匹配较低分辨率的视频序列影像，随后结合姿态传感器的输出信号对飞行器的姿态实时自动确定，并实施飞行自动控制，最终地面监控计算机可同一时间内接收到所有数据。

2.4SAN 数据处理技术

与可见光红外相比，SAN具有以下新特点，即全天时和全天候的工作能力、具有不同极化和空间分辨率高达0.3In的传感器、可进行相同和不同轨道的重复观测等，为我国开展相关的数据处理技术研究奠定了扎实的数据基础。

SAN 数据处理技术能与可见光将地物不同特性的特点反映出来，利用的是不同应用目的SAR图像和可见光图像的融合方法。同时，采用不同的融合方法提出不同土壤性质和洪水、灾害的数据，并进行评估，从而得出测量数据，这一研究在理论上取得了一定成果。

2.5多源空间数据挖掘技术

多源空间数据挖掘技术可实现多种面向应用目的地学信息的提取，其主要是通过数学方法和专业知识从多源对地观测数据中获取重要信息，具有可从遥感图像数据中挖掘 GIS 数据、基于纹理分析的分类识别、遥感图像的解译信息提取、面向应用的数据挖掘等多种新特点[4]。

遥感图像数据中挖掘 GIS 数据即利用神经网络、模糊识别及专家系统在统计模式识别的基础上达到自动分类图像光谱特征的目的；基于纹理分析的分类识别即采用最小距离分类器和BP神经网络分类器实现地基云图的分类识别，包括基于分形法的纹理分析、基于统计法的纹理分析、基于结构法的纹理分析、基于小波变换的纹理分析、基于模型法的纹理分析、基于空间和频率域联合的纹理分析六种类型；遥感图像的解译信息提取即通过计算机将影像自动识别出来，再结合GIS数据库或解译员的专业知识来对其相应的地学属性进行确定，包括基于专家知识辅助的图像信息识别、基于地学知识辅助的图像信息识别、基于GIS数据的图像信息识别、基于立体观察的信息识别、基于多源数据融合的信息识别及给予矢量栅格转化的信息识别六种类型；面向应用的数据挖掘即通过挖掘技术在图像识别及图像破译的基础上实现对解译成果的开发。

3.结束语

总之，摄影测量与遥感技术可集航空摄影成像和星载传感器成像为一体，也可集基础信息、工程信息、资源、灾害和环境的探测为一体，是不可多得的一种测量方法，应充分挖掘其优势来为我国的地形测绘工作服务，在国家制定重大决策时提供信息保障。

参考文献：

[1]隋春玲.综述摄影测量与遥感的发展趋势[J].科技展望，2015（22）：154.

[2]金芳芳，严伟，詹斌.浅析摄影测量在数字城市中的应用[J].中国新技术新产品，2015（16）：125.

[3]任善均.勘查中遥感技术的运用分析[J].科技与创新，2015（17）：157-158.

[4]施淳馨.遥感技术在地质勘查发展中的研究[J].地球，2015（10）：259.