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摘要:为满足当今社会的发展需要,新技术和新设备不断涌现,它们促进了社会各个领域的快速发展。本文写的是现今地形图测绘中被广泛应用的测量技术,航空摄影测量技术。因传统的测量方法已明显不能满足测绘过程中的要求,航空摄影测量技术的出现解决了这一方面的技术难题。航空摄影测量的技术优势及应用在本文中都有简单阐述。
关键词:航空摄影测量;地形图测绘
1引言
土地规划工作项目中非常重要的一个环节是地形测绘,为了保证测绘结果的准确性,在运用摄影测量技术进行实际工程测量之前,一般都会进行模拟测试。随着社会经济的发展和新技术的出现,摄影测量技术也注入了“新鲜血液”,如数字摄影测量。测量技术的发展节省了测量周期,使测量结果更为准确。航空摄影测量技术的出现,也因其灵活性强、测量速度快和精度高等优点,被广泛应用在不同方面、不同领域。
2传统测量方法
传统测量技术在使用过程中,以人为主设备为辅,又受人力或设备的限制,使得工程项目所需要的大量数据在获取时周期漫长。在测绘过程中若外界发生变化,又需要重新测绘,这样不断重复测量过程,不仅测试后的结果不尽如人意,且成本较高、费时费力。
3航空摄影测量在测量中的技术优势
航空摄影测量:借助航空摄影仪器对地面进行拍摄,利用摄影测量学的原理等结合地面控制点,进行测量、测绘、立体测绘等,从而得到所需要的地形图。
数字化信息技术的发展普及,給测绘行业的发展带来“福音”,尤其是新设备的产生和航空摄影测量技术的出现。
航空摄影测量时运用大量新技术,例如数字航摄仪DMC、IMUDGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等,这些技术的应用,使得测绘结果更加具体、直观。
3.1数字航摄仪DMC的应用
数字航摄仪数字航空相机[1]由两部分构成:四个多波段传感器和四个多频传感器。前四个传感器主要负责拍摄目标图像,而后四个传感器负责接收红色、蓝色、绿色和近红色的数据图像。应用于航空摄影测量中的数字航摄仪DMC,有三个优势:
①分辨率高。数字航摄仪数字航空相机的最大优点是曝光时间可调节,它具有小型化、大规模化的高分辨率。
②获取信息速度快。数字航摄仪数字航空相机所拍摄获得的图像数据信息是视觉和可读的数字,航空相机可以满足不同尺度航空摄影的需要。
③精度高。数字摄影测量时,使用超过2000万像素、5厘米的地面分辨率的小型数码相机,利用低空无人机和数字图像数据的技术,可在短时间内获得高分辨率的图像,且基本不会受到机场和天气条件的影响。
因以上优势,数字航摄仪DMC已应用在地震救援、地图测量和应急保障等方面。
3.2IMUDGPS新技术的应用
IMUDGPS系统由INS和GPS两部分组成,是一种组合导航系统。它将两者的优点有效结合为一体,用于辅助航测成图、航拍测绘,使得最终获取的数据信息更加准确。
这种技术使用时(图1),可将GPS接收机放置在飞机或地面上,借助GPS载波检测卫星发射在空间中的信号,一次得到数据信息。当进行空中三角测量时,拍摄过程中拍摄的胶片便可作为辅助元素,将摄影测量的加权值融入到区域网络的调整中,获得的外部方位元素数据更为准确。这种技术不但能节省地面控制点、减少测量任务的量,而且不需要三角测量就能够形成映射图,在一定程度上提高了测绘的效率、节省了成本。又因其使用时较为方便、实用性高的特点,特别适合对地形复杂的地区进行测绘。比如山区或人烟稀少的地区。
图1 IMUDGPS系统工作大致流程
3.3LIDAR激光测高扫描系统
GPS系统可以辅助空中三角测量技术进行空中三角测量,而LIDAR激光测高扫描系统就是利用这一优势,应用于对边远地区、边境地区和非区域的摄影测量。
在测量过程中,这种技术不需要设置大量的控制点,可以在最大限度上减少地面控制,将测绘时间缩短,降低测量成本,工作效率高且操作方便。
通过这一新技术的映射,使得地面控制点和空间四角带的精度非常高,可得到1:10000比例尺[2]地图。对于没有地图或者在地图上偏远的地区来讲,这一技术的出现有利于这些地区的开发和改进。
4航空摄影测量在地形测绘中的应用
4.1所选测量地形状况
测量地形多种多样,航空摄影测量在应用过程中的步骤大同小异,但也要根据不同地形具体分析。以测量山区地形为例,如果该地区内经常阴雨多雾,天气条件十分恶劣,在测量区域地形面积大的情况下,航空摄影测量是必不可少的。航空摄影测量系统主要利用的就是高像素数码航空摄影设备,运用航空摄影测量技术,对地形的摄影测量。对该地区的地形进行测量时,又在数字航测和GPS卫星定位、导航的自动控制操作下,完成对空中数据的采集。当然,测量过程中的要求也非常严格,必须保证地、物的拍摄精度和测量准确性,以确保测量的质量,避免不必要的资源浪费。
4.2航空摄像测量进行空中三角测量
在对地形进行测绘时,空中三角测量是重点和难点。
传统测量技术在测量时,需要人为的设置大量地面控制点,可得到的数据比较粗糙,最终的测量结果精度就不能保证。而使用航空摄影测量时,主要采用航空数码摄像设备,对地形的空中三角进行测量。航空数码摄像设备不需要人工大量操作,其早已设定好的系统模式就可以将所获得的航空摄影数字图像信息,进行自动计算和生成,速度快、结果准确。在航空摄影测量地形时,人工操作不可避免,比如必手动选择连接点的相对取向,将天线连接测量、测量模型进行连接等。然后,通过不断的调试图像控制点、航空摄影测量中的连接点,达到对地形精确测量的目的。
4.3航空摄像测量中对所拍摄的相片的控制测量 对地形进行航空摄影测量时,利用可以进行导航和定位的GPS导航系统,结合拍摄过程中拍摄时获得的数据、航拍图像和地面测量等信息,综合分析,反映出所测量地区的真实特征和地形,再进行测绘,最终获得地形图。此外,在航空摄影测量过程中,需要设置和分配好图像控制点,设置控制点时还需要格外注意定位外部的控制点,以及所要测量的图像中控制点的面积等,通过与全球定位导航系统相关的测量技术准确测量。
为了将测量的结果利用最大化,应该将图像控制点的外部控制点设置在具有明显特点和具有参考价值的地方,比如地形中引人注目的地表建筑、道路拐角处等。在测量过程中,也要做好绘制记录,以便于后期其他工作的开展。
图2 某山地等高线
4.4航空摄像测量中对内业立体的采编测量
通过上述测量操作后,对于所得到的数据要加以综合分析,并对航测[3]地形图中获得的立体空间信息进行测绘。一般情况下,使用的软件时GEOWAY和JX4,这两个软件的应用可以实现对航空摄影地形测量中数据的分析和编辑操作。
在航测地形测量中,为了提高采集信息的准确性,对采集目标的线性地形结构和线节点一定要测量准确。除此外,一些数据需要通过人工进行采集,采集的信息也要尽可能精确,比如一些地形的等高线和水平线就需要手工采集绘制(图2)。
对地形区内的建筑进行室内信息采集时,也可以采用航拍摄影。测量建筑物的地形的面积时,需要对建筑物的屋顶边缘进行切割,房屋测量的正确的结果也要在能进行自动直角指正时确定。此外,在航空摄影的地形测量过程中,为了使测绘后的结果更加具体直观,还要对地形中的其它对象进行信息收集。例如,应注意对于地形结构区域内的其它类似于电杆等物体的测量采集。当然,为了保证地形特征测量的完整性,在尽量降低航空摄影内业编辑或反复试验后故障测量所带来影响的情况下,对于航空摄影不能测量到的部分,人工补业操作测量采集信息是必须做的。
4.5航空摄像測量中外业补测操作
进行航空摄像测量时,一定会存在无法测量到的死角。这时就可以利用空气摄像测量技术,对地形区域内的死角或没有地形结构的地形进行测量,通常的作业方法时进行外业补测工作。为了达到航空摄影测量的精度,在进行外业补测操作中,通常将测量结果与测绘结果进行比较,分析得到的结果,纠正测量过程中的误差,不断重复此步骤,以此保证测量结果的准确性。
5结束语
技术在发展的过程中,会遇到很多的艰难曲折,没有哪一项的发展历程是一帆风顺的。今天的航空测量技术也是一代代科研人员努力的成果,我们为他们取得的成就自豪。随着计算机技术和网络通信技术的发展,要实现地理空间信息技术的下一目标——空间信息网络,我们还有很长的路要走。
参考文献:
[1]吴智勇.无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用探析[J].工程与建设,2016(1):36-37.
[2]赵树春.航空摄影在大比例尺地形测绘中的应用[J].黑龙江科技信息,2013(26):69.
[3]王峰.无人机航空摄影测量在地形测绘中的应用探讨[J].资源信息与工程,2016(3):121-123.
关键词:航空摄影测量;地形图测绘
1引言
土地规划工作项目中非常重要的一个环节是地形测绘,为了保证测绘结果的准确性,在运用摄影测量技术进行实际工程测量之前,一般都会进行模拟测试。随着社会经济的发展和新技术的出现,摄影测量技术也注入了“新鲜血液”,如数字摄影测量。测量技术的发展节省了测量周期,使测量结果更为准确。航空摄影测量技术的出现,也因其灵活性强、测量速度快和精度高等优点,被广泛应用在不同方面、不同领域。
2传统测量方法
传统测量技术在使用过程中,以人为主设备为辅,又受人力或设备的限制,使得工程项目所需要的大量数据在获取时周期漫长。在测绘过程中若外界发生变化,又需要重新测绘,这样不断重复测量过程,不仅测试后的结果不尽如人意,且成本较高、费时费力。
3航空摄影测量在测量中的技术优势
航空摄影测量:借助航空摄影仪器对地面进行拍摄,利用摄影测量学的原理等结合地面控制点,进行测量、测绘、立体测绘等,从而得到所需要的地形图。
数字化信息技术的发展普及,給测绘行业的发展带来“福音”,尤其是新设备的产生和航空摄影测量技术的出现。
航空摄影测量时运用大量新技术,例如数字航摄仪DMC、IMUDGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等,这些技术的应用,使得测绘结果更加具体、直观。
3.1数字航摄仪DMC的应用
数字航摄仪数字航空相机[1]由两部分构成:四个多波段传感器和四个多频传感器。前四个传感器主要负责拍摄目标图像,而后四个传感器负责接收红色、蓝色、绿色和近红色的数据图像。应用于航空摄影测量中的数字航摄仪DMC,有三个优势:
①分辨率高。数字航摄仪数字航空相机的最大优点是曝光时间可调节,它具有小型化、大规模化的高分辨率。
②获取信息速度快。数字航摄仪数字航空相机所拍摄获得的图像数据信息是视觉和可读的数字,航空相机可以满足不同尺度航空摄影的需要。
③精度高。数字摄影测量时,使用超过2000万像素、5厘米的地面分辨率的小型数码相机,利用低空无人机和数字图像数据的技术,可在短时间内获得高分辨率的图像,且基本不会受到机场和天气条件的影响。
因以上优势,数字航摄仪DMC已应用在地震救援、地图测量和应急保障等方面。
3.2IMUDGPS新技术的应用
IMUDGPS系统由INS和GPS两部分组成,是一种组合导航系统。它将两者的优点有效结合为一体,用于辅助航测成图、航拍测绘,使得最终获取的数据信息更加准确。
这种技术使用时(图1),可将GPS接收机放置在飞机或地面上,借助GPS载波检测卫星发射在空间中的信号,一次得到数据信息。当进行空中三角测量时,拍摄过程中拍摄的胶片便可作为辅助元素,将摄影测量的加权值融入到区域网络的调整中,获得的外部方位元素数据更为准确。这种技术不但能节省地面控制点、减少测量任务的量,而且不需要三角测量就能够形成映射图,在一定程度上提高了测绘的效率、节省了成本。又因其使用时较为方便、实用性高的特点,特别适合对地形复杂的地区进行测绘。比如山区或人烟稀少的地区。
图1 IMUDGPS系统工作大致流程
3.3LIDAR激光测高扫描系统
GPS系统可以辅助空中三角测量技术进行空中三角测量,而LIDAR激光测高扫描系统就是利用这一优势,应用于对边远地区、边境地区和非区域的摄影测量。
在测量过程中,这种技术不需要设置大量的控制点,可以在最大限度上减少地面控制,将测绘时间缩短,降低测量成本,工作效率高且操作方便。
通过这一新技术的映射,使得地面控制点和空间四角带的精度非常高,可得到1:10000比例尺[2]地图。对于没有地图或者在地图上偏远的地区来讲,这一技术的出现有利于这些地区的开发和改进。
4航空摄影测量在地形测绘中的应用
4.1所选测量地形状况
测量地形多种多样,航空摄影测量在应用过程中的步骤大同小异,但也要根据不同地形具体分析。以测量山区地形为例,如果该地区内经常阴雨多雾,天气条件十分恶劣,在测量区域地形面积大的情况下,航空摄影测量是必不可少的。航空摄影测量系统主要利用的就是高像素数码航空摄影设备,运用航空摄影测量技术,对地形的摄影测量。对该地区的地形进行测量时,又在数字航测和GPS卫星定位、导航的自动控制操作下,完成对空中数据的采集。当然,测量过程中的要求也非常严格,必须保证地、物的拍摄精度和测量准确性,以确保测量的质量,避免不必要的资源浪费。
4.2航空摄像测量进行空中三角测量
在对地形进行测绘时,空中三角测量是重点和难点。
传统测量技术在测量时,需要人为的设置大量地面控制点,可得到的数据比较粗糙,最终的测量结果精度就不能保证。而使用航空摄影测量时,主要采用航空数码摄像设备,对地形的空中三角进行测量。航空数码摄像设备不需要人工大量操作,其早已设定好的系统模式就可以将所获得的航空摄影数字图像信息,进行自动计算和生成,速度快、结果准确。在航空摄影测量地形时,人工操作不可避免,比如必手动选择连接点的相对取向,将天线连接测量、测量模型进行连接等。然后,通过不断的调试图像控制点、航空摄影测量中的连接点,达到对地形精确测量的目的。
4.3航空摄像测量中对所拍摄的相片的控制测量 对地形进行航空摄影测量时,利用可以进行导航和定位的GPS导航系统,结合拍摄过程中拍摄时获得的数据、航拍图像和地面测量等信息,综合分析,反映出所测量地区的真实特征和地形,再进行测绘,最终获得地形图。此外,在航空摄影测量过程中,需要设置和分配好图像控制点,设置控制点时还需要格外注意定位外部的控制点,以及所要测量的图像中控制点的面积等,通过与全球定位导航系统相关的测量技术准确测量。
为了将测量的结果利用最大化,应该将图像控制点的外部控制点设置在具有明显特点和具有参考价值的地方,比如地形中引人注目的地表建筑、道路拐角处等。在测量过程中,也要做好绘制记录,以便于后期其他工作的开展。
图2 某山地等高线
4.4航空摄像测量中对内业立体的采编测量
通过上述测量操作后,对于所得到的数据要加以综合分析,并对航测[3]地形图中获得的立体空间信息进行测绘。一般情况下,使用的软件时GEOWAY和JX4,这两个软件的应用可以实现对航空摄影地形测量中数据的分析和编辑操作。
在航测地形测量中,为了提高采集信息的准确性,对采集目标的线性地形结构和线节点一定要测量准确。除此外,一些数据需要通过人工进行采集,采集的信息也要尽可能精确,比如一些地形的等高线和水平线就需要手工采集绘制(图2)。
对地形区内的建筑进行室内信息采集时,也可以采用航拍摄影。测量建筑物的地形的面积时,需要对建筑物的屋顶边缘进行切割,房屋测量的正确的结果也要在能进行自动直角指正时确定。此外,在航空摄影的地形测量过程中,为了使测绘后的结果更加具体直观,还要对地形中的其它对象进行信息收集。例如,应注意对于地形结构区域内的其它类似于电杆等物体的测量采集。当然,为了保证地形特征测量的完整性,在尽量降低航空摄影内业编辑或反复试验后故障测量所带来影响的情况下,对于航空摄影不能测量到的部分,人工补业操作测量采集信息是必须做的。
4.5航空摄像測量中外业补测操作
进行航空摄像测量时,一定会存在无法测量到的死角。这时就可以利用空气摄像测量技术,对地形区域内的死角或没有地形结构的地形进行测量,通常的作业方法时进行外业补测工作。为了达到航空摄影测量的精度,在进行外业补测操作中,通常将测量结果与测绘结果进行比较,分析得到的结果,纠正测量过程中的误差,不断重复此步骤,以此保证测量结果的准确性。
5结束语
技术在发展的过程中,会遇到很多的艰难曲折,没有哪一项的发展历程是一帆风顺的。今天的航空测量技术也是一代代科研人员努力的成果,我们为他们取得的成就自豪。随着计算机技术和网络通信技术的发展,要实现地理空间信息技术的下一目标——空间信息网络,我们还有很长的路要走。
参考文献:
[1]吴智勇.无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用探析[J].工程与建设,2016(1):36-37.
[2]赵树春.航空摄影在大比例尺地形测绘中的应用[J].黑龙江科技信息,2013(26):69.
[3]王峰.无人机航空摄影测量在地形测绘中的应用探讨[J].资源信息与工程,2016(3):121-123.