攝影測(cè)量與遙感在工程測(cè)量中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

摘 要：攝影測(cè)量與遙感是一門記錄、測(cè)量、分析與應(yīng)用表達(dá)地球及其環(huán)境可靠信息的科學(xué)和技術(shù)。隨著數(shù)字化技術(shù)及信息社會(huì)的飛速發(fā)展，已發(fā)展成為一門新型的地球空間信息科學(xué)，并被廣泛應(yīng)用于工程測(cè)量中。本文通過闡述攝影測(cè)量與遙感的相關(guān)理論，分析了攝影測(cè)量與遙感技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用現(xiàn)狀，最后對(duì)該技術(shù)未來的發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：攝影測(cè)量 遙感 工程測(cè)量 發(fā)展趨勢(shì)

前言

攝影測(cè)量是利用航攝像片測(cè)繪地形圖的一種方法，具有成圖速度快、不受氣候季節(jié)限制、精度均勻等優(yōu)點(diǎn)。遙感技術(shù)是以航空攝影技術(shù)為基礎(chǔ)，將影像遙感和數(shù)字遙感相結(jié)合的先進(jìn)、實(shí)用的綜合性探測(cè)手段，可以在不接觸研究對(duì)象的情況下，獲取其特征信息。已被廣泛應(yīng)用于水文、測(cè)繪、地質(zhì)、資源勘探等領(lǐng)域。目前遙感技術(shù)已經(jīng)與攝影測(cè)量緊密結(jié)合，如：地形測(cè)量數(shù)據(jù)庫和地理信息系統(tǒng)的建立，遙感圖像的粗、精處理等，有力的推動(dòng)了工程測(cè)繪的發(fā)展。

1.攝影測(cè)量與遙感概述

1.1攝影測(cè)量與遙感的結(jié)合

一方面，遙感技術(shù)打破了攝影測(cè)量長(zhǎng)期以來局限于影像數(shù)據(jù)的幾何處理，尤其是航空攝影測(cè)量只偏重于測(cè)制地形圖的局面。遙感延伸了人類的感知能力，尤其是宏觀感知能力和波譜感知能力。遙感與攝影測(cè)量?jī)烧呋ハ嘌a(bǔ)充，使人類具備了不同尺度上的對(duì)地觀測(cè)能力。另一方面，攝影測(cè)量對(duì)遙感技術(shù)的發(fā)展也起著推動(dòng)作用。眾所周知，遙感圖像的高精度幾何定位和幾何糾正就是攝影測(cè)量現(xiàn)代理論的重要應(yīng)用。自動(dòng)定位理論和方法可用來快速、及時(shí)地提供具有“地學(xué)編碼”的遙感影像。攝影測(cè)量的主要成果，如DEM，地形數(shù)據(jù)庫和專題圖數(shù)據(jù)庫，乃是支持和改善遙感圖像分類效果的有效信息。

1.2攝影測(cè)量與遙感的主要任務(wù)

攝影測(cè)量與遙感的主要任務(wù)是用于測(cè)制各種比例尺地形圖，建立地形數(shù)據(jù)庫，并為各種地理信息系統(tǒng)和土地信息系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。因此，攝影測(cè)量與遙感在理論、方法和儀器設(shè)備方面的發(fā)展都受到地形測(cè)量、地圖制圖、數(shù)字測(cè)圖、測(cè)量數(shù)據(jù)庫和地理信息系統(tǒng)的影響。

2.攝影測(cè)量在工程測(cè)量中的應(yīng)用

攝影測(cè)量在工程測(cè)量中主要用于測(cè)定地物，如：物體幾何形狀、地面模擬測(cè)量等。近景攝影測(cè)量主要適用于建筑物形狀控制，數(shù)字測(cè)量則主要用于工程規(guī)劃。隨著信息化社會(huì)的發(fā)展，測(cè)量方式的局限性被逐步削弱，在工程測(cè)量中的優(yōu)勢(shì)也更加明顯。

2.1解析測(cè)圖儀在工程測(cè)量中的應(yīng)用

解析測(cè)圖儀可認(rèn)為是由硬件和軟件兩大部分組成的，硬件是實(shí)現(xiàn)解析測(cè)圖儀功能的基礎(chǔ)，軟件是具體地實(shí)現(xiàn)各種功能，它在很大程度上決定著解析測(cè)圖儀的性能。相比較其它模擬測(cè)圖儀，解析測(cè)圖儀在工程測(cè)量中的優(yōu)勢(shì)在于精度高、功能強(qiáng)、效率高、便于實(shí)現(xiàn)測(cè)圖自動(dòng)化、便于建立地圖數(shù)據(jù)庫等。

解析測(cè)圖儀在工程測(cè)量中的應(yīng)用過程可概括為：人工布標(biāo)、航空攝影、像控點(diǎn)測(cè)量、解析空中三角測(cè)量加密、外業(yè)相片調(diào)繪、解析測(cè)圖儀測(cè)圖、自動(dòng)繪制測(cè)量圖并存儲(chǔ)坐標(biāo)數(shù)據(jù)。作業(yè)前應(yīng)使解析測(cè)圖儀主機(jī)、計(jì)算機(jī)和數(shù)控繪圖儀等處于良好狀態(tài)。資料準(zhǔn)備包括透明正片、調(diào)繪片、控制片和電算數(shù)據(jù)等。

使用這種方法進(jìn)行工程測(cè)量需要注意以下幾個(gè)方面：

（1）解析測(cè)圖儀主機(jī)、電子計(jì)算機(jī)和數(shù)控繪圖桌等均應(yīng)處于良好的作業(yè)狀態(tài)下，方可進(jìn)行作業(yè)。

（2）內(nèi)定向時(shí)測(cè)標(biāo)應(yīng)嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)框標(biāo)，框標(biāo)坐標(biāo)量測(cè)誤差不得大于0.02mm。

（3）相對(duì)定向各點(diǎn)的殘余上下視差不得大于0.008mm。

（4）觀測(cè)測(cè)繪地物、地貌時(shí)，代碼與特征點(diǎn)應(yīng)選取與其形狀、特征和性質(zhì)相適應(yīng)的符號(hào)代碼，觀測(cè)時(shí)應(yīng)正確選取并切準(zhǔn)地物、地貌的特征點(diǎn)，如墻角、雙線符號(hào)的一側(cè)或中心、獨(dú)立地物的中心或邊緣、直線。對(duì)于錯(cuò)誤和遺漏的地物、地貌應(yīng)重新上機(jī)觀測(cè)。

2.2工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)

工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)是指利用測(cè)繪儀器和方法并結(jié)合計(jì)量?jī)x器，構(gòu)成精密三維坐標(biāo)測(cè)量與分析系統(tǒng)，對(duì)工業(yè)部件進(jìn)行精密安裝、定位、檢測(cè)和變形測(cè)量。工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)與以三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為代表的正交坐標(biāo)系測(cè)量系統(tǒng)相比，有四個(gè)突出的特點(diǎn)，即非接觸，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，測(cè)量范圍大，可在工件現(xiàn)場(chǎng)使用等。工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)（如工業(yè)用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等）相比較的另外一個(gè)特點(diǎn)是具有強(qiáng)大的軟件分析和應(yīng)用功能。

工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)在工程測(cè)量的應(yīng)用主要是對(duì)地標(biāo)建筑的旋工測(cè)量和安裝測(cè)量，通過綜合運(yùn)用了全站儀測(cè)量系統(tǒng)、激光掃描測(cè)量系統(tǒng)、經(jīng)緯儀測(cè)量系統(tǒng)等精密測(cè)量系統(tǒng)來完成。隨著現(xiàn)代工程建筑水平的不斷提高，對(duì)工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)也提出了新的要求：測(cè)量目標(biāo)的尺寸越來越大；測(cè)量精度要求越來越高；測(cè)量目標(biāo)及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境越來越復(fù)雜；動(dòng)態(tài)測(cè)量越來越多。由此可見，這些新需求對(duì)工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，單一測(cè)量技術(shù)已經(jīng)越來越不能滿足新的測(cè)量需求，工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)正在朝著多技術(shù)集成和多傳感器融合的方向發(fā)展，如跟蹤系統(tǒng)和掃描系統(tǒng)、攝影系統(tǒng)的集成等。

3.遙感技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

3.1 3S的綜合應(yīng)用

3S是遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，在自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)、災(zāi)情評(píng)估、城市開發(fā)等方面有著廣闊的應(yīng)用。

遙感與地理信息系統(tǒng)內(nèi)在的緊密關(guān)系，決定了兩者發(fā)展的必然結(jié)合。這種結(jié)合現(xiàn)在主要應(yīng)用在地形測(cè)繪、提高空間分辨率、城市與區(qū)域規(guī)劃、DEM數(shù)據(jù)自動(dòng)提取等方面。遙感與全球定位系統(tǒng)的結(jié)合，極大的減少遙感圖像處理所需要的地面控制點(diǎn)，并可對(duì)實(shí)時(shí)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，從而使遙感圖像的應(yīng)用信息直接進(jìn)入GIS系統(tǒng)，為GIS數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性提供新的數(shù)據(jù)接口，帶動(dòng)了新一代遙感技術(shù)在測(cè)繪中的應(yīng)用和相關(guān)技術(shù)的變革。三者的緊密結(jié)合可以相互利用各自優(yōu)勢(shì)，精確的為人們提供工程建設(shè)所需要的有關(guān)信息，同時(shí)也是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)的新技術(shù)。其基本思想是利用RS提供最新的圖像信息，利用GPS為工程測(cè)量提供圖像信息中的“骨架”位置信息，然后利用GIS進(jìn)行圖像處理和分析，從而為用戶提供精確的測(cè)量資料。

3.2正射影像地圖

在精度要求不高的情況下，這種影像地圖糾正點(diǎn)的選取應(yīng)盡可能選用固定的地形地物。在地形圖上量取點(diǎn)位坐標(biāo)時(shí)起始讀數(shù)應(yīng)從最近的公里格網(wǎng)開始，并按地圖投影的要求進(jìn)行投影換算。線劃要素的注繪和取舍應(yīng)根據(jù)影像地圖的用途而定。如：對(duì)于能夠輕易識(shí)別的地理要素，不需要使用符號(hào)表示；對(duì)于能夠識(shí)別但圖像不清晰的，橋梁、交通干線等，可以用符號(hào)標(biāo)記。