航测成图

来源:北京市测绘设计研究院 时间:2018-01-20 10:16:00

  航测成图是摄影测量的一种。从飞机等航空飞行器上拍摄地面像片,以获取各种信息资料和测绘地形图。若选用适当的航摄比例尺和测图方法,可测制各类比例尺地形图。按照地区类别、测图比例尺、测图要求、航测内业测图技术与装备条件等,采用不同方法进行测图。所得成果是线划地形图或影像地形图以及数字地面模型。

    航测成图的工作按获取航片先后顺序可分为:航区划分、像控点布设、摄区规划、航摄飞行;资料验收、航片扫描等。按航测内外业可分为:外业获取航片资料及外业调绘,内业的解析空中三角测量、内业测图、图形编辑和成果整理、质检及上交等。

    航测技术发展:

    1)无人飞行器的应用

    无人飞行器(UAV)是近几年新兴的的面向低空遥感的飞行器,主要包括无人飞机和无人飞艇。无人飞机的飞行高度为100~400KM,飞行速度为每小时90~160KM,主要用于实时获取空中信息,确定快速反映方案。如地质灾害、矿山灾害检测、森林火险、农业病虫害、大气监测、输油气管道及高压电路检测、放射区域监测、城市及高速公路监控以及军事侦察防御和警务侦破工作等。无人飞艇的飞行高度为50~4000KM,飞行速度为0~50KM,主要用于及时获取低空高分辨率航摄数据,用于城市局部大比例尺地形图更新、小城镇规划设计测绘等方面。无人飞行器主要优点为:低空云下摄影、无需机场可起降、低空高分辨率摄影、程控复杂姿态摄影、低空安全性,所以,无人飞行器低空遥感是卫星遥感和航空遥感的重要补充。

    2)数码航摄仪

    由于数码航摄仪具有普通航摄仪所不具备的种种优点,所以当前国内外很多测绘部门已经采用数码航摄仪拍摄的航片来进行4D产品的生产。在国内,天津测绘院率先展开了DMC航摄数据的应用研究,并随之购买了两台DMC航摄仪,随之不少省市的测绘部门都对DMC航摄数据展开了应用研究。今年上半年,我院对DMC数据在航测生产中的应用展开了实验研究,取得了令人满意的成果;随后,对另一种数码航摄仪UltraCamD的航拍数据空三成果测图导入进行了实验研究。

    国内的数码航摄仪研制工作也在深入展开,并取得了一定成果。四维远见公司研制成功了商业化数码航摄仪SWDC系列产品。它基于哈苏高档民用相机,经过加固、精密单机检校、平台拼接、精密平台检校,并配备测量型GPS接收机、数字罗盘、航空摄影管理计算机、地面的后处理计算机和大量的空中软件、地面软件,最后整合而成。SWDC是一种集航空摄影与航空摄影测量为一体的整体解决方案,开创了国产数码航摄仪的先河。

    3)像素工厂

    2006年初,法国的Infoterra公司发布了其新的摄影测量产品—像素工厂(Pixel Factory或称IA- Image Assembly影像流水线),它是海量遥感数据自动处理系统,被称为“下一代工业化地理数据生产的解决方案”。

    由于高性能台式机的出现,摄影测量工作站有可能在硬件上使用基于多核64位CPU的“刀片”计算机,在软件上使用64位操作系统和64位高级语言C++,以及能将串行计算并行化的平台(工作室)。这为摄影测量工作站从全数字化过渡到全自动化提供了基础,“像素工厂”目前主要用于多片相关,多光线交会,自动生产DSM和真正射影像。

    4)数字摄影测量网格

    由中国工程院院士、武汉大学教授张祖勋领衔研制的具有完全自主知识产权、国际首创的新一代航空航天数字摄影测量处理平台——数字摄影测量网格(DPGrid)产品使地形图测图速度达到目前数字摄影测量工作站处理速度的8倍以上,可以实时处理大面积高精度、多光谱遥感影像。

    目前,以单人单机模式运行的数字摄影测量工作站的工作效率已经无法满足大规模基础测绘数据生产的需要,张祖勋院士主持的研究项目将计算机网络技术、并行处理技术、高性能计算技术与数字摄影测量处理技术有机结合,在国际上首次提出数字摄影测量网格的思想,并成功研制了新一代数字摄影测量系统——DPGrid。DPGrid包括集群并行运行系统和空三测量(AT)、光束法平差(BA)、正射影像(OP)、网络无缝测图(SLM)4个软件模块,能够处理航空数码相机SWDC、DMC、UCD影像数据以及各种低空摄影测量影像数据,实现了高精度全自动空中三角测量和基于网络的无缝测图。

    5)LIDAR

    随着空间数据应用领域的不断扩大,对获取准确可靠空间数据的要求也越来越高。机载激光雷达(Light Detection and Ranging,简称LIDAR)作为一种经济可靠的技术正逐步引入摄影测量与遥感领域。LIDAR是一个集现代三种尖端技术:激光、全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)于一身的空间测量系统。LIDAR统通过扫描装置,沿航线采集地面点三维数据,通过特定方程解算处理成适当的影像值,生成LIDAR点云数据和DSM,并可直接与其它类型要素或影像数据合并,生产内容更为丰富的各类专题地图。LIDAR能部分穿透树林的遮挡,直接获取真实地表的高精度三维信息。激光脉冲不易受阴影和太阳角度影响,从而大大提高了数据采集的质量。其高程数据精度不受航高限制,比常规摄影测量更具优越性。LIDAR系统应用多光束返回采集高程,数据密度可达到常规摄影测量的三倍,大大提高了正射影像纠正精度。在不同的实地条件下,平面精度可以达到0.15至1米,高程精度可达到分米级,间隔可达到几十厘米。

    6)SAR数据处理

    SAR成像具有全天时、全天候的工作能力,它与可见光红外相比具有独特的优势。随着我国SAR传感器研制技术的进一步发展,先后研制了不同波段、不同极化方式、空间分辨率达到0.3m的传感器,并在SAR立体测绘方面设计了不同轨道和相同轨道的重复观测,为我国开展SAR技术的相关研究奠定了数据基础。围绕SAR数据的重点研究以及突破主要包括:根据不同应用目的的SAR图像与可见光图像的融合。利用SAR和可见光反映地物不同特性的特点,在提取不同土壤性质以及洪水监测和灾害评估方面采用不同的融合方法,取得了一定的理论成果。

    SAR图像噪声去除方法。由于SAR的成像特点,造成了SAR图像的信噪比低,噪声严重。提出了自适应滤波四项,基于图斑的去噪声方法以及噪声去除方法评价等。

    机载和星载重复轨道的SAR立体测图技术以及星载的InSAR技术和D-InSAR的突破。完成了星载InSAR生成DEM及D-InSAR形变检测的相关软件开发,计划利用SAR数据提取地物目标,开展计划干涉测量的研究。   


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