數字攝影(yǐng)測量在數字城(chéng)市建設中的(de)應用(yòng)

發布日期：2018-05-28 00:00 浏覽量：10219

　　随著(zhe)“數字城(chéng)市”的(de)發展，作爲“數字城(chéng)市”數據框架的(de)城(chéng)市地理(lǐ)信息數據庫的(de)快(kuài)速更新顯得(de)尤爲重要。采用(yòng)科學的(de)數據更新手段，可(kě)爲“數字城(chéng)市”維護、應用(yòng)與發展提供可(kě)靠的(de)數據支持，爲決策層的(de)正确決策提供科學的(de)依據。“數字城(chéng)市”的(de)數據更新體現在空間數據和(hé)屬性數據的(de)更新上，而空間數據體現在現勢性、準确性、邏輯一緻性等要求，包括基礎測繪、數據整理(lǐ)、檢查、拓撲重建、數據入庫等。數據庫包括了(le)二維、三維等多(duō)維、多(duō)時(shí)相空間實體數據及屬性信息數據等，建庫遵循以下(xià)幾大(dà)特點：易于拓展、更新快(kuài)捷、數據源的(de)統一性和(hé)延續性等。因此選擇科學的(de)數據更新方法是十分(fēn)必要的(de)。數字攝影(yǐng)測量作爲一種重要的(de)方法在建設“數字城(chéng)市”中得(de)到了(le)廣泛的(de)應用(yòng)。

　　1、數字攝影(yǐng)測量技術的(de)發展

　　1.1原始數據獲取手段的(de)發展。航空攝影(yǐng)測量最重要的(de)原始數據就是航片了(le)。傳統的(de)航空攝影(yǐng)主要是以框幅式相機如RC10或RC30爲代表，攝影(yǐng)後需要進行沖洗、負片壓正、掃面等。

　　過程，獲取膠片，工序比較多(duō)。同時(shí)由于中心投影(yǐng)經常引起較大(dà)的(de)航片畸變差，這(zhè)都會對(duì)精度産生較大(dà)影(yǐng)響。近幾年來(lái)，面陣式數碼相機（如DMC、UCD等）以及三線陣推掃式數碼相機（如ADS40、80）、機載激光(guāng)雷達等先進傳感器相繼的(de)采用(yòng)可(kě)直接獲取高(gāo)分(fēn)辨率數字影(yǐng)像、多(duō)光(guāng)譜、彩紅外等影(yǐng)像數據以及高(gāo)程數據。随著(zhe)GPS輔助空三系統、POS直接定向系統、差分(fēn)GPS+慣性導航系統（DGPS+IMU）等定向系統應用(yòng)于航攝過程，在航飛(fēi)的(de)同時(shí)以少量的(de)地面控制點甚至是在無地面控制的(de)情況下(xià)可(kě)直接獲取不同精度的(de)航片外方位元素，改變了(le)傳統航空攝影(yǐng)測量的(de)作業模式，大(dà)大(dà)減少了(le)航測外業像控點的(de)布測工作，縮短了(le)數據更新的(de)周期。

　　1.2.數字攝影(yǐng)測量系統的(de)發展。數字攝影(yǐng)測量的(de)硬件系統由工作站版、微機版、集成網絡版等一系列的(de)發展過程。随著(zhe)計算(suàn)機技術的(de)快(kuài)速發展，數字攝影(yǐng)測量系統的(de)處理(lǐ)速度也(yě)在不斷地提高(gāo)。計算(suàn)機處理(lǐ)器性能、顯卡性能、顯示器性能、光(guāng)電傳感靈敏度等都直接影(yǐng)響數字攝影(yǐng)測量系統的(de)應用(yòng)潛力，反過來(lái)數字攝影(yǐng)測量系統可(kě)與計算(suàn)機視覺、計算(suàn)機仿真、模拟、計算(suàn)機動畫(huà)、計算(suàn)機網絡聯系起來(lái)又極大(dà)地擴展了(le)數字攝影(yǐng)測量系統的(de)應用(yòng)領域。

　　2、數字攝影(yǐng)測量産品

　　攝影(yǐng)測量從産生到現在,已經經曆了(le)模拟攝影(yǐng)測量、解析攝影(yǐng)測量和(hé)數字攝影(yǐng)測量三個(gè)階段。過去,傳統的(de)攝影(yǐng)測量(模拟攝影(yǐng)測量與解析攝影(yǐng)測量)主要是用(yòng)來(lái)測圖,到了(le)數字攝影(yǐng)測量時(shí)代,攝影(yǐng)測量産品的(de)概念大(dà)大(dà)地拓寬了(le)。

　　2.1附有内、外方位元素的(de)原始影(yǐng)像數據。對(duì)于單張航空影(yǐng)像來(lái)說,如果已知該地區(qū)的(de)數字地面模型DEM ,就可(kě)以直接利用(yòng)該數字影(yǐng)像的(de)内、外方位元素、影(yǐng)像數據與DEM直接生成該地區(qū)的(de)正射影(yǐng)像圖,不需作任何處理(lǐ)。如果該像片是個(gè)平坦的(de)地區(qū)或城(chéng)區(qū),還(hái)可(kě)能直接糾正成平面圖。

　　2.2數字地面模型DEM是重要産品。DEM産品可(kě)爲地表建模、土石方計算(suàn)提供基礎信息數據。

　　2.3線劃圖是攝影(yǐng)測量的(de)重要産品。其數據可(kě)以直接進入GIS系統或各種CAD系統,爲各種工程設計提供數據。除此之外,正射影(yǐng)像圖已經受到人(rén)們的(de)重視,被視爲快(kuài)速成圖與更新的(de)重要手段。較之于數字線劃畫(huà)圖,正射影(yǐng)像則更爲直觀,細節也(yě)更爲豐富。

　　2.4由正射影(yǐng)像、DEM、建築物(wù)的(de)量測數據、影(yǐng)像紋理(lǐ)數據所生産的(de)城(chéng)市環境的(de)三維景觀爲計算(suàn)機可(kě)視化(huà)、仿真、虛拟現實、土地與城(chéng)市規劃提供了(le)數據。

　　3、數字攝影(yǐng)測量在城(chéng)市地理(lǐ)信息數據更新中的(de)優勢

　　在城(chéng)市建設過程中，我們利用(yòng)航空攝影(yǐng)測量技術已經更新了(le)大(dà)量的(de)城(chéng)市地理(lǐ)信息數據，在數據制作的(de)過程中，完善了(le)現代航空攝影(yǐng)測量的(de)技術體系，特别是完善了(le)當今最先進的(de)數字攝影(yǐng)測量技術。數字攝影(yǐng)測量技術由于有計算(suàn)機視覺技術、圖形圖像技術、全自動影(yǐng)像匹配技術、影(yǐng)像邊緣提取技術等融合，能夠快(kuài)速而精确的(de)更新DLG、DOM、DEM以及上述産品的(de)疊加産品，信息量更爲豐富。盡管目前獲取GIS數據的(de)手段很多(duō),但是數字攝影(yǐng)測量卻以自身的(de)魅力吸引著(zhe)衆多(duō)的(de)GIS工作者。下(xià)面,對(duì)數字攝影(yǐng)測量與其他(tā)方式進行一下(xià)比較：

　　同野外數據采集相比。野外數據采集的(de)手段主要有平闆測量、全站儀測量和(hé)GPS測量。這(zhè)些數據采集手段的(de)共同的(de)特點就是點獲取數據,這(zhè)決定了(le)其在效率方面的(de)局限性。同野外數據采集比較起來(lái),數字攝影(yǐng)測量具有成圖周期短,效率高(gāo)的(de)特點。另外,高(gāo)成本、大(dà)工作量也(yě)是野外數據測量的(de)弊端。當然,這(zhè)裏不能抹殺野外數據采集的(de)高(gāo)精度的(de)優點。但是,從目前數字攝影(yǐng)測量所能達到的(de)精度來(lái)看,它完全可(kě)以滿足實用(yòng)化(huà)的(de)需要。

　　同地圖數字化(huà)相比。地圖數字化(huà)具有很高(gāo)的(de)效率,并且成本低廉。但是,滞後性卻是地圖數字化(huà)的(de)一個(gè)弱點。同地圖數字化(huà)比較起來(lái),數字攝影(yǐng)測量的(de)現勢型就凸現出來(lái)。

　　同遙感相比。盡管目前遙感已經達到了(le)很高(gāo)的(de)幾何分(fēn)辨率,但是這(zhè)并不代表著(zhe)高(gāo)的(de)幾何精度。從國内的(de)情況來(lái)看,遙感的(de)幾何精度還(hái)不能達到大(dà)比例尺成圖的(de)精度要求。

　　經過對(duì)比，總結其在城(chéng)市地理(lǐ)信息數據更新中的(de)優勢主要有以下(xià)幾點。

　　3.1降低成本縮短周期。與傳統測繪手段比較，數字攝影(yǐng)測量大(dà)大(dà)降低外業工作的(de)強度，将外業大(dà)部分(fēn)的(de)工作轉入内業。應用(yòng)數字航空攝影(yǐng)測量數據可(kě)以迅速确定需要大(dà)面積更新的(de)區(qū)域，甚至在突發自然災害後可(kě)以快(kuài)速更新影(yǐng)像學資料，爲專家和(hé)決策層提供科學的(de)技術支持。

　　3.2信息量豐富。原始航攝資料經過專業數字攝影(yǐng)測量軟件的(de)處理(lǐ)後可(kě)以更新包括地表景觀、地面高(gāo)程模型，尤其是基于上述地形數據結合人(rén)工合成模型、數碼影(yǐng)像等數據建立起來(lái)的(de)三維浏覽景觀。

　　4、結束語

　　21世紀以來(lái),攝影(yǐng)測量已進入全數字攝影(yǐng)測量時(shí)代,數字攝影(yǐng)測量爲GIS數據的(de)獲取注入了(le)很多(duō)活力。利用(yòng)數字攝影(yǐng)測量, GIS可(kě)以獲得(de)數字線劃圖、數字高(gāo)程模型和(hé)數字影(yǐng)像等形式多(duō)樣的(de)數據,并且這(zhè)種數據的(de)獲取又是以高(gāo)效率、現勢性爲前提。目前,數字攝影(yǐng)測量在數字城(chéng)市應用(yòng)方面取得(de)了(le)可(kě)喜的(de)成就,期待更多(duō)的(de)數字攝影(yǐng)測量成果在各行業、各領域被推廣應用(yòng)。