航空摄影测量在GIS数据采集中的应用研究

柳叶

摘 要： GIS系统中集成了大量地球表层空间数据信息，需借助航空摄影测量等现代化测绘手段，获取航空摄影测量数据，再应用相关软件对数据及图像处理，制作三维模型，确保系统在城市规划建设等项目中信息指导价值的发挥。因此，本文重点分析研究航空摄影测量在GIS数据采集中的具体应用要点，以期提高GIS数据采集工作的效率及质量。

关键词： 航空摄影测量;GIS数据采集;应用

【中图分类号】TP392     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.29.050

地理信息系统（GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM，GIS）中，采集了地球表层空间包括大气层在内的相关地理数据，具备数据采集、储存、归纳、分析、管理功能。航空摄影测量（AERIAL PHOTOGRAMMETRY）是基于中心投影的透视变换原理，借助于飞机或气球、宇宙飞船、人造卫星等飞行器进行航空测量的方式，具有灵活可控、监测效率高、高清摄像的技术优势，在GIS数据采集中得到广泛应用，让GIS系统逐步完善，有效地提升了其工作水平。

1 航空摄影测量及GIS数据采集内容概述

航空摄影测量是一项借助于飞机或飞行器搭载专业摄影装备，对地面连续摄取照片，通过地面控制点测量、调绘和立体测绘等程序，绘制出1：1000到1：100000比例尺地形图的作业过程。这种测量方式能够从空中展开测绘，突破外界环境对于工程测量的限制，检测尺度比较大，监测效率高，无需重复测量，即可获取完整、真实的地标物信息，且含片能够客观、永久记录各种地面特征及动态现象，后续进行数据分析，绘制地形图，制作三维立体模型，较为方便。

GIS（地理信息系统）的核心为数据库技术、计算机图形技术，在数据处理上功能强大，可实现空间信息到三维立体图形的转换，直观展示空间、属性信，这项技术的应用，能够深化测绘工程成果在土地管理及利用中的效果。地理信息系统的构建，依赖于各类高精度、高质量的测绘手段，其中，就包括航空摄影测量。借助于航空摄影测量技术，能够全面、迅速获取各个区域的高精度图像，提取出地标物三维坐标等数据信息，而且还能够获取地标物的侧视图，用以判断房屋建筑、电线杆等物体的结构层次，让图像、属性紧密结合。航空摄影测量在GIS数据采集中的应用，让其摆脱了以往实地架设的测绘方式，且测绘过程自动化程度高，人力成本消耗低，能够迅速准确获取目标区域的三维数据信息，以城中村项目开发为例，短短数月即可获得每一栋房屋的准确信息，和每一个时间点的土地利用总体分布图，完成属性数据库、立体数据库的建设工作，为建筑施工，拆迁补偿提供了准确的信息支持。

2 航空摄影测量在GIS数据采集中的应用流程分析

以城中村建设项目中，GIS系统的构建及数据采集为例，探讨航空摄影测量的应用流程，具体如下：

2.1 获取航空摄影测量数据

项目开发时间有限，在前期准备阶段，应该合理设计航空摄影测量方案，在限定时间内完成城中村情况的拍摄工作，输出 1/1000 正射影像图。在工作过程中，应该适当降低飞机航行速度，保证摄影的清晰度，为1/4500 比例尺地形图绘制提供精确数据。完成航空摄影工作后，将摄影装备上的平面图像、数据导入GIS系统中，系统中自带数据库模板，可自动构建数据库，展开数据回放，计算出城市总面积和城中村面积。

2.2 数据及图像处理

获取数据信息和航测图像后，技术人员应该对信息进行处理，对于建筑长度、高度、面积等航空摄影测量定位内容，进行精确测绘。按照城中村建设项目的具体情况及影像双向查询要求，合理绘制城区城中村的一般资料，基于平面数据采集标准，提取出超过相关标准的全部数据。

2.3 制作三维模型

基于城中村规划建设要求，进行三维矢量提取，并在此基础上，选择超大幅面立体像，制作三维模型。在立体采集环境中，调节系统参数，航空摄影测量区域面积设置为50km2，相对航高设置为2550m，影像分辨率设置為 6.2至 9.6cm，航向重叠度设置为55%，旁向重叠度设置为诶85%，随后，放大视场角度，全面采集城中村建筑物侧面几何信息，制作实景纹理，构建好高精度倾斜影像空间体框模型后，在空间几何投影技术、数字三维技术支持下，设定航空摄影测量模型面，获得角点三维物的X 轴、Y 轴、Z 轴坐标，最后，根据航空摄影测量倾斜影像预期对应模型面的相交成都，对全部影像展开筛选[1]。在 GIS 共线模板中，计算出每一张航空摄影测量影像中所选定模型面的坐标，应用筛选算法，综合考虑影像质量、影像投影面质量等，对影像排序。同时，截取出选定影像的纹理部分，计算纹理坐标，映射至GIS系统中。

3 航空摄影测量在GIS数据采集中的应用要点分析

在航空摄影测量中，数据精确度较高，但这并不是说测量数据与真实数据完全一致，而受到空间数据数量与质量的影响，GIS系统的应用价值也会不同。为了确保GIS数据的全面性和准确性，在航空摄影测量过程中，应该采取全过程监测与最终结果检查的方式，严格管控空间数据质量。GIS系统存在于计算机系统内，因此，可以利用计算机自带的数据检测功能，对航空摄影测量所获取的数据进行检测，检测内容包括数据完整性、高程标注、汉字标注、输入参数等，而且，可以在工作底图上选择合适位置，蒙上回放图，执行计算机回放检查程序，全面检查数字完整性、对线性质量、对角线精度、图像尺寸等，确保GIS系统中数据的准确性与可靠性。航空摄影测量阶段，是数据质量把控的关键性阶段，在则这一过程中，技术人员应该遵守“数据质量高于数据采集速度”原则，严格按照数据采集、制图流程及标准作业，以防产生劣质数据，影响到数据精度。

在GIS系统，数据结构较为特殊，每一组数据都处于经纬度构成的坐标系中，有对应的地理参照，技术人员应根据测量目标物的特征，设置合适的坐标系，确保坐标系内数据之间保持稳定关系。

4 结语

综上所述，GIS数据采集是一项应用专业化的航空摄影设备，采集地球局部或整体表层空间信息，并对数据进行整理分析的工作，在这项工作中，航空摄影测量发挥着重要作用，为了确保数据的完整性、准确性、即时性，工作人员应该全面把握航空摄影测量的实施要点，严格按照其技术流程作业，切实提升技术应用水平，从而保障GIS数据采集工作质量，为城市规划建设、自然资源监管等工作提供信息支持。

参考文献

[1] 赵建鹏，朱行辉，李国洪.基于Android终端的GIS林业数据采集系统设计[J].测绘与空间地理信息，2020，43（02）：30-32.

[2] 艾金元.航空摄影测量技术在樊家圪坮地形测量项目中的应用[J].华北自然资源，2020（05）：99-101.

[3] 王胜.无人机航空摄影测量在工程地形图测绘中的应用探析[J].住宅与房地产，2020（24）：214.