数字摄影测量现状及发展趋势分析

龙源期刊网数字摄影测量现状及发展趋势分析作者：杜志勇来源：《中国科技博览》2015年第26期[摘要]摄影测量发展到今天，已经进入了它的第三个阶段——数字摄影测量阶段，数字摄影测量的许多概念，以及它在整个地理信息产业的影响，都远远超过模拟摄影测量到解析摄影测量的变革。本文介绍了数字摄影测量的现状，同时分析了它的发展趋势。[关键词]数字摄影测量；现状；发展趋势中图分类号：TP299文献标识码：A文章编号：1009-914X（2015）26-0363-01前言近年来，我国数字摄影测量飞速发展，数字摄影测量工作站在中国的摄影测量生产中得到了普及与推广，同时航空摄影机也在加速引进。与此同时，高分辨率的遥感影像、以及其定位参数文件的也获得了应用发展。只要极少量的外业控制点，就能迅速生成正射影像图，它已在城市、土地的变迁、规划中得到愈来愈广泛的应用。下面我们就针对摄影测量的发展讨论一下。1.数字摄影测量概述随着数字图像处理、模式识别、人工智能、人工神经元网络、专家系统和计算机视觉等学科的不断发展，以及计算机性能的快速提高，数字摄影测量被公认为摄影测量的第三个阶段。数字摄影测量就是以数字影像为基础，用电子计算机进行分析和处理，确定被摄物体的形状、大小、空间位置及其性质的技术。数字摄影测量与模拟、解析摄影测量的最大区别在于：它处理的原始信息不仅可以是像片，更主要的是数字摄影（如CCD影像）或数字化影像，它最终是以计算机视觉代替人眼的主体观测，因而它所使用的仪器最终将只是通用计算机及其相应外部设备。2.摄影测量的数据处理目前，在国内应用较多的全数字摄影测量软件，有武汉适普公司的VirtuoZo和中国测绘研究所的JX4，两套软件各有所长，在国内国际享有盛誉。JX-4CDPS是中国测绘科学院下属的中国四维测绘技术北京公司开发的一套自动化微机数字摄影测量系统，该系统可生产高精度、高密度数字高程模型（DEM）、数字正射影像图（DOM）和矢量图，是一套实用性强、人机交互功能好、有很强的产品质量控制的数字摄影测量系统。在整个作业流程中，自动空中三角测量是重要的一个环节，直接影响到最终成图的质量。该系统是集自动采集、平差为一体的空中三角测量软件，其采用了数字影像相关技术，功能齐全、操作简单、自动化程度高、观测精度高等特点。龙源期刊网是全数字摄影测量系统，能完成从自动空中三角测量（AAT）到测绘各种比例尺数字线划地图（DLG），数字高程模型（DEM），数字正射影像图（DOM）的生产，该系统采用国际最先进的快速影像匹配算法，可处理航空影像、SPOT影像、IKONOS立体影像和近景影像。不仅大大地丰富了4D测绘产品，也是3S技术集成、三维景观、城市建模和GIS空间数据集的理想操作平台。数字测量工作站（DPW）也是一台计算机+各种功能的摄影测量软件。DPW处理的原始数据就是数字影像，它利用数字图像处理、模式识别等技术，开始实现摄影量的自动化。如利用“框标”模板对数字影像进行“模板识别”，实现摄影测量内定向自动化；利用影像兴趣算子在一张影像上提取特点，然后以它为模板，在另一张影像上确定同名点，实现摄影测量相对定向的自动化、数字高程模型生成的自动化，正射影像生成的自动化等。数字摄影测量时代的到来，实现了自动化和快速生成DEM、DOM，并从DOM上自动或人机交互式提取各种专题信息，然后将这些结果直接送入GIS数据库中，以实现GIS数据库的自动建立和更新。所以数字摄影测量不仅仅是测绘地形图重要的应用，而且是为各种地理信息系统建立或更新提供基础数据。数字摄影测量为GIS数据的获取注入了很多活力。利用数字摄影测量，GIS可以高效率的获得现势性好的数字线划地图、DEM和数字影像等形式多样的数据，就目前数字摄影测量的发展情况来看，我们还不能完全依靠数字摄影测量来获得我们需要的所有的GIS数据。典型的就是数字摄影测量还无法为GIS提供属性数据。近几年来，模式识别、人工智能的快速发展，使我们找到了解决这个问题的方向。自动获取航空影像的地物信息将成为能否进一步融合数字摄影测量与GIS的关键。3.摄影测量的发展现状1）轻小型低空遥感平台。轻小型的低空遥感平台有着方便、灵活、经济的特点，将其应用于摄影测量和遥感中得到了人们的广泛关注。低空遥感平台对低空数码的影像资料比较容易获取，而且可以放大比例尺测图，高精度城市三维建模，因而满足了各类工程技术项目中的应用需要。而且由于其经济实惠、机动灵活，受云层的影响较小，所以对现有的航空遥感手段形式起到了很好的补充作用。2）高分辨率的卫星遥感影像技术。随着科技水平的发展，国内外已有多颗高分辨率的遥感卫星得以成功发射。卫星遥感影像的分辨率不断提高，而且其成像的方式多样，有原先的单线阵推扫式逐渐发展成为多线阵推扫成像方式，另外，其立体模型的构建方式也呈现多元化倾向，立体成图随着基高比和多像交会方式的提高而更为精准。目前，高分辨率的卫星遥感影像技术多用于我国测图困难区，比如西部在1：50000地形图空白区域获取地理信息的数据。3）航空数码相机的使用。随着影像技术的发展，传统的胶片式航测相机逐渐被航空数码相机所替代，成为大比例尺地理空间数据信息的主要获取手段。2008年，自Vexcel、Leica等多家厂商推出新型航空数码相机以来，多种型号的航空数码相机相继问世，相机的硬件性能在原来基础上有了很大的提高。我国以往仍需国外进口大幅面的航空数码相机，而在2007年，龙源期刊网系列航空数码相机的问世，该相机的系统技术指标达到了国际先进水平，在选用50mm的镜头时，相机的精度高达1/10000，而且价格低，使我国的影响技术有了一个新的突破。4）新一代数字摄影测量处理平台。由武汉大学研究开发的新一代航空航天数字摄影测量网格（DPGrid）解决了我国摄影测量数据处理中单机模式的传统数据处理方法，大大提高了数据处理速度。DPGrid系统硬件组成了一个高速网络模式下的并行分布式、智能化和自动化的对地观测数据处理平台，极大地提高了数字摄影测量作业的效率。5）机载激光雷达技术的应用。机载激光雷达通过发射激光，接收目标对激光光束的反射和散射回波来对测量目标进行定位，并且分析其距离和表面特性。相比其他的航空摄影测量方法，它可以部分穿透树林的遮挡，直接获取地面点的高精度三维坐标数据。机载激光雷达技术的硬件技术相对来说比较成熟，但是其处理软件却比较滞后，因而在数据处理中很多算法并不完善。4.摄影测量的发展趋势1）传感器平台多样化。传感器平台的选择在进一步丰富，在实际的生产作业中，我们可以根据生产需要，选择适合的传感器和传感平台。2）新型传感器入市。多种新型传感器流入至市场，并增加其市场份额。航空数码相机会逐渐取代胶片型的航测相机，而机械激光雷达系统对于获取点云数据发挥着重要的作用。3）摄影测量软件平台的并行化。随着新型数字航摄仪的出现和遥感传感器的分辨率大大提高，获得的数据量也相应增加。此外，测图周期缩短，数据必须在短时期内处理完成，因而给摄影测量平台的数据处理能力提高了要求，推动器向并行化方向发展。结束语数字摄影测量利用计算机替代“人眼”，它将在三维可视化、地理信息数据更新、数字近景摄影测量等方面得到广泛的应用与发展。我们应该清醒地认识到它对我们的学科、生产、应用领域、以及它与其他学科的关系，都产生了深刻的影响并起了巨大的变化。参考文献[1]翁其中等，摄影测量的发展现状及趋势.测绘技术装备，2000年04期.[2]余勇华.摄影测量与遥感技术发展分析[J].江西建材，2014（1）：217.