遥感及航空摄影测量中的新技术探讨

岳迎龙

宁夏煤矿设计研究院有限责任公司 宁夏 银川 750001

1 遥感及航空摄影测量新技术的特征

第一，能够获得更高分辨率的图像。在测绘过程中使用无人机遥感技术能够达到分米级水平，因此具备极高的价值，能够有效提高地形图测绘工作的准确度。另外，由于遥感技术的高分辨率特点，能够将一个影像的像幅限制在非常小的范围内，这样就会加大摄影的数量，而且在某一个区域进行测量时，其摄影量能够达到数千张，也在一定程度上加大了测绘工作的工作量。第二，随着科学技术水平的不断发展，遥感及航空摄影测量技术的应用范围也在不断扩大，包括地形测绘、地质勘察以及自然灾害预警等。使用遥感卫星还能够从太空对地球进行物理侦查，针对一些环境比较恶劣，使用人工勘察比较困难的区域，也可以使用遥感技术，能够更加精准地展示无人机遥感的实际使用功能，获得非常精准的测量结果。第三，遥感及航空摄影测量技术应用过程中使用到的一些新技术，能够更加迅速的对相关数据信息进行处理，切实提高数据的稳定性，满足各种情况下测绘工作的实际需求[1]。

2 新技术应用现状

经过长时间的努力，我国在空间数据获取方面的能力也得到了进一步的提升，以遥感数据处理平台为基础，在国内建立了卫星遥感影像处理系统，作为我国独立地面通道以及观测数据的平台，能够为访问服务系统的形成打下良好的基础，主要包含定位卫星、气象卫星、导航以及实验卫星等等，形成了民用地球观测卫星系统，同时也为地球观测提供了具备不同分辨率的光学雷达图像，主要将其应用到监测地球空间的变化，包括大气成分、自然灾害以及植被变化等等。在应用过程中，已经获得了累计超过1500平方公里的地面数据。随着科学技术的进一步发展，很多城镇在测绘过程中，获得的实际测量数据也存在较大的差异，这也为城市规划以及土地资源利用带来了极大的难题。所以，研究出更高精度的摄影测量技术，获得更加精准的地面数据，已经成为未来城市发展的重点关注对象。虽然，目前我国航空摄影测量技术仍然处于早期发展阶段，但是已经实现了大规模的城市地图测量工作，在实际应用过程中，由于不具备丰富的实践经验，再加上航空摄影测量技术本身的缺点，也会存在一些不足之处[2]。

3 遥感及航空摄影测量中新技术的应用

3.1 低空遥感系统

低空遥感系统是一种专业性的、低成本、可移动的遥感探测技术，其应用优势在于对于起飞环境并没有较高的要求，而且能够更加准确、更加有效地获得图像信息，检测速度更快，这一技术的研发能够更好地弥补卫星遥感和航空摄影技术中的不足。低空遥感监测系统主要是由轻飞行器航测系统和无人飞行器航测系统组成。轻飞行器航测系统又包含了千万像素级别的飞机、动力滑翔伞、三角飞行器以及直升机等等，其主要用于航空拍摄，特别是针对一些平原、山地进行拍摄。无人飞行器航测系统主要就是飞行设备，包含无人驾驶固定翼飞机、飞机和直升机等等，翼飞机主要搭载千万像素级别的摄像机，这一系统主要是由综合保障系统、地面实验处理和加工系统、信息传输子系统、小型多功能地球观测传感器以及无人机驾驶平台系统所组成，在我国北部平原上应用的非常广泛，但是其质量有限，所以在城市规划以及救灾过程中应用的非常广泛。

3.2 三维激光扫描技术

通过扫描得到图像信息，可以获取扫描测量区域范围内各种环境要素控制点位等，还可以收集测量物体表面的光反射强度以及对应的颜色分布信息，生成空间三维点信息，实现对待测区域的空间环境、建筑结构以及环境情况等全面扫描。三维激光扫描设备的应用，主要包含激光测距仪设备、反光棱镜设备以及全新数码相机等组成部分。激光测距仪设备主要使用脉冲式测量工作原理，可以在工作过程中主动发射相应的激光信号，实时接收来自扫描区域范围内物体产生的反射信号信息，以此可以有效实现远距离水平角和竖直角的精确测量工作。通过所获取的测量数据信息，可以准确计算被扫描点和测量原点之间的坐标差。如果测量站点与同一个定向点的坐标为已知参数，则可以准确计算对应扫描点的空间三维坐标情况。

3.3 合成孔径雷达干涉技术

合成孔径雷达干涉技术（INSAR），以其具有全天候、全天时、高分辨率和连续空间覆盖的特征得到广泛应用，INSAR在监测形变，特别是其测量精度可达厘米级的潜能及连续空间覆盖的能力，已被人为是前所未有新的空间观测技术，通过获得SAR图像数据源后，对覆盖同一地区的2幅雷达图像对它们进行相位相干处理，从而产生干涉条纹，它反映的是相位的变化，它是因两幅图像对应的地形变化、数据获取轨道不同以及其他引起相位发生变化的因素所产生的。通过对干涉图像的解算处理，可以解算出每一点正确的相位，然后由解算出的相位，多幅雷达图像的二次差分干涉相位图可用于监测厘米级的山体滑坡。由于雷达差分干涉测量技术能获厘米级的高精度形变，所以对露天边坡稳定性监测可以达到更好的效果。结合GPS、GIS与多媒体信息技术可以实时有效地观测矿区边坡的稳定性。

3.4 定位定姿系统

这一系统是通过GPS和IMU/D组合成的高精度位置系统，充分利用飞机和地面基站的GPS接收器同步观测到GPS卫星信号。姿态测量主要就是利用惯性装置来感知飞机的加速度，获得载体的速度以及相关的信息；机载POS系统是由惯性测量装置、GPS接收机以及计算机系统所组成；IMU是由加速器、能够具备温度补偿功能的中央处理器和数字化电路所组成；GPS系统主要就是利用接收器和导航卫星来组成。利用定位技术来获得GPS天线中心的位置，计算机装置主要包含GPS接收机配合导航计算机来实时获得导航计算的结果，将数据进行处理以后，软件通过POS系统能够获得GPS原始数据以及IMU的最优导航解，使用过程中需要使用软件对每一张影像曝光瞬间的元素进行解算。

3.5 GPS在航空摄影中的应用

3.5.1 航摄飞机导航。获取地理图像的时候，使用航空飞行器必须严格按照空中拍摄方案指定的飞行高度，来获得一定比例的照片，确保飞行的方向与及侧向的重叠。现如今，全球定位系统发展的速度越来越快，其应用范围也在不断扩展，在航空摄影飞行器中已经开始应用全球定位系统。

3.5.2 辅助空中三角测量导航与定位。在空中三角测量过程中，使用全球定位系统也能够起到辅助的作用，利用全球定位系统的精密测量技术，能够瞬间捕捉到仪器目标的中心位置，在摄影加密中使用这项数据信息，能够帮助空中三角测量技术的顺利应用，最大限度地降低地面监测点的数量。使用全球定位系统可以用来确定瞬时曝光物镜的中心位置，而且具备极高的相位差，所以在飞行器摄影导航中应用的比较广泛，可以利用地面上的多个基准站所检测到的数据信息，来确定好探测器的目标位置[3]。

4 结束语

总而言之，社会发展过程中，遥感和航空摄影测量技术的应用具有非常重要的价值，可以将其应用到很多行业，包括林业、房地产行业等。在今后，也需要进一步提升对遥感和航空摄影测量技术的研究力度，确保能够真正实现国土资源的最大化利用，切实提高地形规划水平。在地形测绘过程中，使用遥感和航空摄影测量技术，也能够有效提高测量的精准度，获得比例更加精确的地形图，对于土地资源管理工作具有非常重要的意义。