江苏省测绘工程院 江苏南京 210013
摘要:随着地球信息空间科学的不断发展,摄影测量与遥感技术与各行各业的联系会更加密切,对国家发展将具有巨大的推动作用,必将具有巨大的潜力和广阔的市场。文章对摄影测量与遥感技术的应用现状做了总结,并尝试分析其发展趋势。
关键词:摄影测量;遥感技术;应用现状;发展趋势
1摄影测量与遥感技术概述
摄影测量与遥感是对非接触传感器系统获得的影像及其数字表达进行记录、量测和解译,从而获得自然物体和环境可靠信息的一门工艺、科学和技术。
摄影测量的特点之一是在像片上进行量测和解译,无需接触被测目标物体本身,因而很少受自然和环境条件的限制,而且像片及其各种类型影像均是客观目标物体的真实反映,影像信息丰富、逼真,人们可以从中获取被研究目标物体的大量几何信息和物理信息,从而为实际的工程建设起到了重要的参考作用。
遥感技术从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息,进而判读地球环境和资源。通过高分辨率遥感数据,可以更加清楚地表达目标的空间结构和表层纹理特征,分辩地物内部更为精细的组成,地物边缘信息也更加清晰。
2摄影测量与遥感技术应用现状
在工程建设中,初期工作主要是采集大量地形数据,以供工程设计和施工使用。传统方法大多为对原有地图进行数字化，或对实地进行数据采集这类效率低、精度差、易受外界干扰的手段,给工程建设带来很大限制，而摄影测量与遥感技术为此提供了解决方案:借助航空像片或卫星遥感图像,可以快速、有效地获取一定精度的工程所需的大面积原始数据,其有以下几方面优势:(1)精准度高,信息容量大,信息利用价值高;(2)减少户外作业难度,节约人力和物力;(3)测量周期短,可以较好地实现区域动态观察;(4)相比其他手段更经济。因此,现阶段摄影测量与遥感技术已经大量应用到工程测量中,例如：铁路选线、区域动态环境监测、编制工程地质图、隧道勘测等。
在国家大型测绘项目中,摄影测量与遥感技术应用比重亦大幅度提升。根据不同地物所反射的各个波段电磁辐射不同,在卫星遥感图像中可以很直观地对区域各类地物范围进行体现,由此可以利用卫星遥感数据制作土地利用专题图，利用小型无人机航空摄影技术还可以进行农村集体土地使用权确权登记工作，此外,摄影测量与遥感技术在农林业、环境保护、气象等领域得到了有效应用。
摄影测量与遥感技术把繁重的外业测量工作变为室内作业,降低了工作难度,提高了效率，特别是对人烟稀少、地形复杂、气候恶劣的地区,功效尤为显著，但是摄影测量技术本身也存在一些缺点，例如：野外航空摄影测量工作对天气要求高,必须在天气晴朗、阳光照射角度合适、风速偏低的情况下进行航摄作业。卫星遥感图像的获取也在很大程度上受到云层厚度、雾霾天气等的影响，同时,在面对突发事件,如，重大自然灾害时,已有的摄影测量与遥感手段尚不能及时采集受灾地区数据,给救灾工作带来影响。
我国十分重视摄影测量与遥感技术的发展,国家给予大量的政策和资金支持,在大量专业人员的研究下,新的技术不断涌现。近年来,摄影测量逐渐朝向数字摄影领域发展，数字摄影测量是对数字影像自动进行相对定向、像片内定向、自动空中三角测量、数字影像匹配,以及绝对定向、建立数字高程模型、制作数字正射影像、提取相应地物要素，以此来实现软拷贝的全数字摄影测量的理论、算法、软件的应用。相比于传统摄影测量,其最终形成的是数字影像,具有较高的分辨率和准确度。同时,迅猛发展的LIDAR技术、InSAR技术、小型无人机遥感平台、不断升空的高分辨率和高光谱遥感卫星以及商业小卫星也使得遥感技术的应用前景更为广泛。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3摄影测量与遥感技术应用趋势
3.1应对自然灾害中的应用
无人机遥感平台是一种具有体积小巧,作业方式便携灵活,低空飞行获取影像精度高、质量好,具有高度重叠性,后续处理更加可靠等优势的新型遥感平台。其小巧快速的特点,在重大自然灾害救援中作用突出,可以轻易到达人类所不能进入的区域进行测量,节约救援时间。
合成孔径雷达干涉技术(Interferometry Synthetic Aperture Radar,InSAR)是利用重复轨道的方式,获取不同时间对同一地区的SAR影像,以SAR影像中所存储的复数数据(ComplexData)中的相位(Phase)值来获取出地表的三维信息,并且利用空载及卫星的SAR传感器在侧视的几何条件下,以干涉技术(Interferometry),通过求取两幅SAR图像的相位差,获取干涉图像,然后经过相位解缠,从干涉条纹中获取地形高程数据的空间对地观测新技术,它具有全天时、全天候的优势,所使用的微波波段的电磁波具有穿透云雾的能力,因此,非常适合特殊地区及条件下的测图工作。该项技术可以用于大规模数字高程模型的建立,从而可以对大范围地表形态进行监测,在研究地震、火山运动、地表沉降、山体滑坡等方面能够取得很好的效果。以往的传统手段,航空立体像对可获得检测区高程资料,但时效性低,GPS只能得到单个点的变形数据,对大区域监测难以形成有效助力,相比较而言,InSAR技术可以快速获得大区域全面信息,获得地面微小形变,再结合LIDAR技术,通过同一地区不同时间数据对比得到其平面及高程位移量,进而得到高精度的变形量,由此判断滑坡、泥石流发生的可能性,可以起到良好的预防效果。
3.2在工程建设中的应用
现有的摄影测量工序较为复杂,内业工作量大使得其在工程建设中的应用不尽人意，利用LIDAR技术可以有效地解决这一问题。
LIDAR(Light Detection And Ranging)--机载激光雷达技术,是一种安装在飞机上的机载激光探测和测距系统,通过量测地面物体的三维坐标,生成LIDAR数据影像。该系统自身可发射激光以扫描地面目标,是一个全天时、全天候获取地面三维数据的系统，它发射的激光脉冲信号能部分穿透植被,同时获得地面和非地面层数据,实现对植被覆盖地区的地形测量，它获取
数据速度快、精度高,具有作业周期快、时效性强、易更新的特点。
在铁路工程建设中,以高密度、高精度的LIDAR激光点云数据,可完成1∶2000数字地图、线路纵横断面、工点图内业测量等工作。马来西亚就曾用该技术对680km倾斜电气化铁路进行改造和扩建为复线,大大节省了时间和经费。在水下地形测量中,多用途的海道测量LIDAR系统(SHOALS)已经开始应用,它采用两种不同波长的激光束对水底进行测量得到水的深度信息,从而提供绝对精度在0.1～0.5m之间的高精度水下DEM,同时,由于其发射激光脉冲信号可以部分传统植被,因此,在植被茂盛的山区进行工程建设过程中可以起到很大的作用。
3.3农林业中的应用
高分辨率卫星遥感图像即可提供高几何分辨率的全色波段,又提供多光谱数据,通过一定的数据融合方法,就可以提供分辨率更高的多光谱数据。它将为农作物播种面积、生长监测、虫病预防、产量预测等提供实时、丰富、准确、可靠的信息,中科院已经成立了农业遥感监测系统,能对全面大宗农作物进行监测,对国家粮食市场的宏观调控十分有帮助,此外,卫星遥感技术可以监测森林火灾情况,降低国家森林资源损失。
4结语
摄影测量与遥感已经逐渐发展成一门结合了信息技术与地理技术综合复杂的地球空间信息学科,在自然灾害处理、工程建设、农作物遥感等方面都广泛应用。随着地球信息空间科学的不断发展,摄影测量与遥感技术与各行各业的联系会更加密切,对国家发展将具有巨大的推动作用,必将具有巨大的潜力和广阔的市场。
参考文献：
[1]林卉,王仁礼.数字摄影测量学[M].中国矿业大学出版社，2013.
[2]贾友,陈利,胡俊勇.摄影测量与遥感在新技术工程建设中的应用初探[J].测绘与空间地理信息,2007,30(3):169-173.
[3]周云.高分辨率卫星影像数据与LIDAR数据在铁路勘测设计中的深度应用[J].铁道勘察,2012,38(1):5-8.
[4]Fernando Bellotti,Marco Bianchi,Davide Colombo.Alessandro Ferrettiand Andrea Tamburini.Advanced In SAR Techniquesto Support Landslide Monitoring[M].Springer Berlin Heidelberg,2014:287-290.
[5]王晓飞,高伟静,陈果.浅谈摄影测量与遥感技术的发展应用[J].测绘工程与技术,2016(5).
论文作者:蒋楠
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/16
标签：遥感论文; 测量论文; 技术论文; 数据论文; 地物论文; 信息论文; 高程论文; 《防护工程》2018年第31期论文;