光學遙感立體測繪技術綜述及發展趨勢

李　洋（扎賚諾爾煤業有限責任公司　勘測公司,內蒙古　滿洲里　021410　）

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光學遙感立體測繪技術綜述及發展趨勢

李洋
（扎賚諾爾煤業有限責任公司勘測公司,內蒙古滿洲里021410）

摘 要:本文闡述了光學遙感立體測繪技術的概況，并對其未來發展的趨勢展開了進一步的探討。

關鍵詞：光學遙感；衛星測繪技術；發展趨勢

0　引言

測繪衛星就是具備立體測圖能力的衛星，主要任務是通過立體觀測得到地面目標的物理、幾何屬性。其中采用光學傳感器的高分辨率測繪衛星應用最為廣泛，文章就此對光學遙感立體測繪技術的概況和發展趨勢加以分析。

1　光學遙感立體測繪技術綜述

光學遙感立體測繪技術主要包括測繪相機與時間同步技術、衛星定軌定姿技術、影像壓縮及質量評價技術、幾何定標及立體測圖技術。

1.1測繪相機與時間同步技術

具有特定交會角的正視、前視和后視三臺獨立的CCD掃描相機的組合體就是三線陣測繪相機[1]。衛星在飛行中，任意推掃就會形成三個不同視角且相互重疊的圖像。測繪相機的鏡頭相質優異、內方位元素穩定才能使立體測圖保持在較高的精度范圍。

測繪衛星進行CCD線陣推掃攝影的時候，幾毫秒的差異就可能會導致定位出現幾米的誤差，測繪影像的定位精度大大降低。所以，測繪衛星應該增加具有高效載荷時間、高精度的系統，保證衛星在CCD推掃攝影上保持時間的一致，以達到測繪任務的有關要求。

1.2衛星定軌定姿技術

為了保證衛星軌道的測量精度和姿態的確定精度，借助航天遙感影像精確定位地面目標的時候，通常需要地面控制點的輔助。如果在部分地區工作人員無法設立控制點，無控制點攝影測量的作用就凸顯出來。三線陣測繪衛星需要在無控制點攝影測量時滿足三個條件，進而才能完成立體測圖以及定位目標任務。首先，借助設備定位測量衛星軌道，并提供三個外方位位置元素；其次，借助三線陣相機推掃攝影地面空間，構成三幅重疊的航帶圖像；最后，測量衛星姿態，提供三個外方位角元素。GPS接受機是測量衛星軌道的常用設備，星敏感器、紅外姿態測量儀等是測量衛星姿態的常用設備。

1.3影像壓縮質量評價技術

測繪衛星成像能力的提高，促進遙感影像數據數量的膨脹，受限于傳輸信道的容量，只能進行數據壓縮[2]。遙感影像壓縮的評價對象是壓縮后的影像，評價包括幾何質量、構象質量以及主觀感知等方面，影像壓縮質量的評價結果給測繪衛星星上壓縮算法及壓縮比指標的編制，提供重要的理論支持。影像壓縮質量評價主要是幾何質量評價和構象質量評價。立體測圖以及定位的關注點在于影像壓縮后對幾何精度造成的影響，因此幾何質量評價的重要性相對較高。攝影測量點定位精度的評價、影像匹配精度的評價等，是幾何質量評價的主要內容。構象質量評價可以分為主觀和客觀評價，其中客觀評價應用相對廣泛，并且已經形成了系統的、高效的算法體系。

1.4幾何定標及立體測圖技術

只有對測繪相機的幾何參數進行高精度的標定，才能保證衛星定位的高精度，進而達到立體測圖對衛星影像數據中幾何定位的要求，這時可以借助地面的高精度二維轉臺以及平行光管，來完成三線陣相機的幾何標定。衛星在軌飛行期間，相機的幾何參數會隨著空間環境的變化而發生變化，導致一些系統誤差出現，直接降低了衛星的幾何定位精度，所以應該做好在軌幾何標定的工作，校正誤差。此時需要從誤差產生的根源對衛星定位的影響出發，依照誤差變化的規律制定標定方案，包括對相機光軸夾角和星敏感器標定，對相機的主點位置和焦距等內方位因素標定。

2　光學遙感立體測繪技術發展趨勢

光學遙感立體測繪技術未來的發展趨勢應該包括立體測繪影像壓縮、多源遙感影像復合式立體測圖和定位、高分辨率的衛星測繪影像等方面。

到目前為止，針對立體測繪影像壓縮的研究還停留在初始階段，展望其未來發展應該是結合測繪影像的特性，對估計和補償不同視角的影像中視差的方法進行探索，編制出高效且測繪影像專用的壓縮算法。站在立體匹配的角度上，探索可以更有效的保證碼率分配及匹配精度的壓縮算法。站在實用的角度考慮，探索保真度高、實時性好的壓縮算法。

發展多源遙感影像復合式立體測圖及定位也是光學遙感立體測繪技術的一大趨勢。摒棄舊有的單型傳感器立體定位技術，借助多種傳感器獲取影像，將這些影像構成一種復合式的立體圖像來進行定位，具有很重要的現實意義。

目前國內外對高分辨率衛星測繪影像時，在少控制點的情況下以及無控制點的情況下，進行高精度的變化監測、立體測圖以及目標定位的研究充滿興趣。可以從以下幾個方面來探討其發展趨勢：第一、對高精度測繪相機的設計思路、制造方法以及技術測試進行探索；第二、發展重訪周期短、精度以及空間分辨率都比較高的測繪衛星，從而獲取穩定、持續的觀測數據；第三、探索實時以及事后高精度的幾何標定技術；第四、探索智能化的技術來處理實時星載數據；第五、研究應用測繪衛星數據；第六、發展精密的技術來測定衛星軌道和姿態，實現在無地面控制點的情況下，依舊可以進行高精度的攝影測量，完成立體測繪工作。

3　結束語

總之，光學遙感立體測繪技術的發展潛力巨大，前景廣闊。與國際先進技術相比，目前我國的測繪技術還存在很多差距，因此，就要加大研究力度，發展出獨立自主的遙感立體測繪技術。

參考文獻：

[1]朱紅,劉維佳,張愛兵等.光學遙感立體測繪技術綜述及發展趨勢[J].現代雷達,2014,36(06):6-12.

[2]李茂.測繪衛星技術總體發展和現狀[J].科技創新導報,2013(20):22,24.

作者簡介：李洋（1988-）,男，河北人，本科，測繪工程助理工程師，主要從事：測繪技術管理工作。

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.083