測繪新技術在測繪與地理空間信息獲取中的應用

張小偉

天津市規劃和自然資源局武清分局 天津 301700

1 測繪新技術獲取地理空間信息的方法

1.1 衛星導航定位技術

隨著GLONASS、BDS、Galileo系統逐漸完善并提供服務，GPS應用已轉換為多系統融合的GNSS應用。多系統多頻組合定位可以縮短模糊度的初始化時間，提高可靠性及定位精度，已成為高精度衛星定位的發展方向。現階段GNSS定位技術的研究主要在精密單點定位技術和網絡RTK技術（NetworkRTK）兩個方面。精密單點定位需要精密的衛星軌道和衛星鐘差參數，對單臺雙頻GPS接收機數據進行改正，進行實時動態定位或2-4cm級的精度進行較快速的靜態定位。目前國內外多個連續運行衛星定位服務綜合系統已經投入工程化應用，現階段基于雙差模式的網絡RTK已經比較成熟，非差模式的網絡RTK技術研究已經取得階段性成果[1]。我國已經建立覆蓋全國的CORS網。目前GNSS定位技術可以提供全天候、三維、高精度定位信息，在基礎地理信息數據生產中發揮著非常重要的作用。

由于4大GNSS系統的融合以及快速獲取整周模糊度和實時差分技術的日漸完善，基于GNSS快速獲取高精度的地理空間信息位置信息提供了可能。

1.2 無人機航攝系統

無人機航攝系統作為傳統航空攝影測量手段的有力補充，其推廣應用是國家測繪地理信息局提升我國測繪技術裝備水平的重要內容之一。無人機航攝系統的應用在提升測繪應急保障服務能力、構建數字中國、監測地理國情、提升社會管理效能等方面具有明顯優勢，并且對氣象條件要求低，受空中管制影響小。無人機航攝系統作為傳統航攝系統的有益補充，以其高效率、低成本、易機動、適用場景廣泛等優勢在航攝領域迅速得到廣泛應用。近年來無人機航攝系統集成了GPS定位模塊，通過實時差分或者事后差分結算，精確記錄曝光瞬間的攝影中心點坐標，通過飛行架構航線可以減少外業所需像控點，現階段新型飛控系統已經集成了雙頻GPS、IMU測姿單元，通過GPS、IMU開展測姿參數聯合計算，可以在復雜地形地區開展稀少（無）控制測圖，同時能夠極大的減少外業工作量[2]。

隨著無人機航攝系統的完善，有效負載的增大，續航時間的增長，飛行質量的提高，其可以滿足大比例尺測圖、高精度的城市三維建模以及各種工程應用的需要，無人機航攝遙感系統在獲取地理空間信息數據上有較強的優勢。

1.3 機載激光掃描系統

LiDAR（激光測距技術）是一種集激光、全球定位系統（GPS）、慣性導航系統（INS）三種新技術于一體的系統，將傳統的人工單點數據獲取轉變為自動連續數據獲取。快速獲取目標點的激光點云數據，通過特定的方程結算可以獲得高密度、高精度的目標點三維坐標數據，并構建目標物的三維立體模型。目前用于獲得地面數字高程模型（DEM）的LIDAR系統已經日臻成熟，已成為快速、精確獲取地理空間信息的重要手段，現階段激光點云數據和影像的采集可以聯合進行，光學影像和激光點云數據兩者之間優勢互補，可以自動實現大比例尺測圖、數字高程模型及三維建模。

1.4 地面激光掃描系統

地面激光掃描是通過空間點陣掃描技術和激光快速測距技術融合而產生的一項新型測繪技術。地面激光掃描系統是通過非接觸目標的方式，通過激光掃描系統獲取目標區域表面點云的三維數據，獲取的數據真實可靠，測量前無需對目標物體進行預處理，對采集的數據經過專業軟件處理分析，得到目標物體的三維模型，它不同于單純的測繪技術，又被稱為“實景復制技術”，采集目標點的速度及效率遠遠高于傳統測量手段，脈沖式激光掃描方法的采樣點數可達到數千點每秒，而相位式的激光測量更可高達數十萬點每秒，可以高效率的獲取目標物表面點的三維坐標從而達到高分辨率的目的，隨著相關理論及相關軟硬件的發展和成熟，地面激光掃描系統在采樣密度、采樣精度、工作效率等方便有了飛速發展，在采集地理信息空間數據方面具有傳統測繪無法比擬的優勢[3]。

1.5 地面移動測量系統

地面移動測量系統是指在地面移動平臺上集成全球定位系統（GPS）、攝影測量系統（CCD）、慣性導航系統（INS）等設備和先進傳感器，沿著行進方向采集周圍地物的坐標信息及影像數據，后期經過專業軟件編輯處理，形成地理信息數據及三維模型成果。地面移動測量系統是一種動態測量技術，通過非接觸的手段在一瞬間獲取目標區域中大量物體的屬性信息和幾何信息的測量手段，用于快速、高精度的更新測區多個目標信息，是對傳統測繪技術的一種革新，易于被大眾所接受與使用，滿足地理空間信息現勢性的要求，獲取的可量測實景影像數據處理靈活多樣，豐富了地理空間信息數據的內容并拓展了其應用領域，可以極大提高地理空間信息的采集速度和更新效率，提升測繪保障服務的能力。

2 結語

現代社會隨著信息時代的到來，所有空間實體進行了數字化，通過現代化的技術手段快速高效率的獲取、更新地理空間信息數據變的十分必要，現代化測繪指的就是獲取4W信息（何時-When、何地-Where、何目標-WhatObject、何種變化-WhatChange）并實時準確的服務給每個人、每件事。現代測繪新技術利用陸海空天一體化的導航定位和遙測遙感等空間數據獲取手段來為測繪及地理信息的獲取提供快捷，實時，精確的數據來源，最終服務于經濟社會的發展。