遙感及航空攝影測量中的新技術探討

岳迎龍

寧夏煤礦設計研究院有限責任公司 寧夏 銀川 750001

1 遙感及航空攝影測量新技術的特征

第一，能夠獲得更高分辨率的圖像。在測繪過程中使用無人機遙感技術能夠達到分米級水平，因此具備極高的價值，能夠有效提高地形圖測繪工作的準確度。另外，由于遙感技術的高分辨率特點，能夠將一個影像的像幅限制在非常小的范圍內，這樣就會加大攝影的數量，而且在某一個區域進行測量時，其攝影量能夠達到數千張，也在一定程度上加大了測繪工作的工作量。第二，隨著科學技術水平的不斷發展，遙感及航空攝影測量技術的應用范圍也在不斷擴大，包括地形測繪、地質勘察以及自然災害預警等。使用遙感衛星還能夠從太空對地球進行物理偵查，針對一些環境比較惡劣，使用人工勘察比較困難的區域，也可以使用遙感技術，能夠更加精準地展示無人機遙感的實際使用功能，獲得非常精準的測量結果。第三，遙感及航空攝影測量技術應用過程中使用到的一些新技術，能夠更加迅速的對相關數據信息進行處理，切實提高數據的穩定性，滿足各種情況下測繪工作的實際需求[1]。

2 新技術應用現狀

經過長時間的努力，我國在空間數據獲取方面的能力也得到了進一步的提升，以遙感數據處理平臺為基礎，在國內建立了衛星遙感影像處理系統，作為我國獨立地面通道以及觀測數據的平臺，能夠為訪問服務系統的形成打下良好的基礎，主要包含定位衛星、氣象衛星、導航以及實驗衛星等等，形成了民用地球觀測衛星系統，同時也為地球觀測提供了具備不同分辨率的光學雷達圖像，主要將其應用到監測地球空間的變化，包括大氣成分、自然災害以及植被變化等等。在應用過程中，已經獲得了累計超過1500平方公里的地面數據。隨著科學技術的進一步發展，很多城鎮在測繪過程中，獲得的實際測量數據也存在較大的差異，這也為城市規劃以及土地資源利用帶來了極大的難題。所以，研究出更高精度的攝影測量技術，獲得更加精準的地面數據，已經成為未來城市發展的重點關注對象。雖然，目前我國航空攝影測量技術仍然處于早期發展階段，但是已經實現了大規模的城市地圖測量工作，在實際應用過程中，由于不具備豐富的實踐經驗，再加上航空攝影測量技術本身的缺點，也會存在一些不足之處[2]。

3 遙感及航空攝影測量中新技術的應用

3.1 低空遙感系統

低空遙感系統是一種專業性的、低成本、可移動的遙感探測技術，其應用優勢在于對于起飛環境并沒有較高的要求，而且能夠更加準確、更加有效地獲得圖像信息，檢測速度更快，這一技術的研發能夠更好地彌補衛星遙感和航空攝影技術中的不足。低空遙感監測系統主要是由輕飛行器航測系統和無人飛行器航測系統組成。輕飛行器航測系統又包含了千萬像素級別的飛機、動力滑翔傘、三角飛行器以及直升機等等，其主要用于航空拍攝，特別是針對一些平原、山地進行拍攝。無人飛行器航測系統主要就是飛行設備，包含無人駕駛固定翼飛機、飛機和直升機等等，翼飛機主要搭載千萬像素級別的攝像機，這一系統主要是由綜合保障系統、地面實驗處理和加工系統、信息傳輸子系統、小型多功能地球觀測傳感器以及無人機駕駛平臺系統所組成，在我國北部平原上應用的非常廣泛，但是其質量有限，所以在城市規劃以及救災過程中應用的非常廣泛。

3.2 三維激光掃描技術

通過掃描得到圖像信息，可以獲取掃描測量區域范圍內各種環境要素控制點位等，還可以收集測量物體表面的光反射強度以及對應的顏色分布信息，生成空間三維點信息，實現對待測區域的空間環境、建筑結構以及環境情況等全面掃描。三維激光掃描設備的應用，主要包含激光測距儀設備、反光棱鏡設備以及全新數碼相機等組成部分。激光測距儀設備主要使用脈沖式測量工作原理，可以在工作過程中主動發射相應的激光信號，實時接收來自掃描區域范圍內物體產生的反射信號信息，以此可以有效實現遠距離水平角和豎直角的精確測量工作。通過所獲取的測量數據信息，可以準確計算被掃描點和測量原點之間的坐標差。如果測量站點與同一個定向點的坐標為已知參數，則可以準確計算對應掃描點的空間三維坐標情況。

3.3 合成孔徑雷達干涉技術

合成孔徑雷達干涉技術（INSAR），以其具有全天候、全天時、高分辨率和連續空間覆蓋的特征得到廣泛應用，INSAR在監測形變，特別是其測量精度可達厘米級的潛能及連續空間覆蓋的能力，已被人為是前所未有新的空間觀測技術，通過獲得SAR圖像數據源后，對覆蓋同一地區的2幅雷達圖像對它們進行相位相干處理，從而產生干涉條紋，它反映的是相位的變化，它是因兩幅圖像對應的地形變化、數據獲取軌道不同以及其他引起相位發生變化的因素所產生的。通過對干涉圖像的解算處理，可以解算出每一點正確的相位，然后由解算出的相位，多幅雷達圖像的二次差分干涉相位圖可用于監測厘米級的山體滑坡。由于雷達差分干涉測量技術能獲厘米級的高精度形變，所以對露天邊坡穩定性監測可以達到更好的效果。結合GPS、GIS與多媒體信息技術可以實時有效地觀測礦區邊坡的穩定性。

3.4 定位定姿系統

這一系統是通過GPS和IMU/D組合成的高精度位置系統，充分利用飛機和地面基站的GPS接收器同步觀測到GPS衛星信號。姿態測量主要就是利用慣性裝置來感知飛機的加速度，獲得載體的速度以及相關的信息；機載POS系統是由慣性測量裝置、GPS接收機以及計算機系統所組成；IMU是由加速器、能夠具備溫度補償功能的中央處理器和數字化電路所組成；GPS系統主要就是利用接收器和導航衛星來組成。利用定位技術來獲得GPS天線中心的位置，計算機裝置主要包含GPS接收機配合導航計算機來實時獲得導航計算的結果，將數據進行處理以后，軟件通過POS系統能夠獲得GPS原始數據以及IMU的最優導航解，使用過程中需要使用軟件對每一張影像曝光瞬間的元素進行解算。

3.5 GPS在航空攝影中的應用

3.5.1 航攝飛機導航。獲取地理圖像的時候，使用航空飛行器必須嚴格按照空中拍攝方案指定的飛行高度，來獲得一定比例的照片，確保飛行的方向與及側向的重疊。現如今，全球定位系統發展的速度越來越快，其應用范圍也在不斷擴展，在航空攝影飛行器中已經開始應用全球定位系統。

3.5.2 輔助空中三角測量導航與定位。在空中三角測量過程中，使用全球定位系統也能夠起到輔助的作用，利用全球定位系統的精密測量技術，能夠瞬間捕捉到儀器目標的中心位置，在攝影加密中使用這項數據信息，能夠幫助空中三角測量技術的順利應用，最大限度地降低地面監測點的數量。使用全球定位系統可以用來確定瞬時曝光物鏡的中心位置，而且具備極高的相位差，所以在飛行器攝影導航中應用的比較廣泛，可以利用地面上的多個基準站所檢測到的數據信息，來確定好探測器的目標位置[3]。

4 結束語

總而言之，社會發展過程中，遙感和航空攝影測量技術的應用具有非常重要的價值，可以將其應用到很多行業，包括林業、房地產行業等。在今后，也需要進一步提升對遙感和航空攝影測量技術的研究力度，確保能夠真正實現國土資源的最大化利用，切實提高地形規劃水平。在地形測繪過程中，使用遙感和航空攝影測量技術，也能夠有效提高測量的精準度，獲得比例更加精確的地形圖，對于土地資源管理工作具有非常重要的意義。