城市航空攝影測(cè)量

　　當(dāng)前，航空攝影測(cè)量所提供的資料，已全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化包括各種圖件，影像信息并通過(guò)對(duì)航空像片的處理可建立三維可視化動(dòng)態(tài)景觀影像圖。至今，我國(guó)城市航空攝影測(cè)量的發(fā)展走過(guò)了不平凡的歷程，回顧城市航空攝影測(cè)量的發(fā)展進(jìn)程，展望未來(lái)城市航測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)謀劃，布局今后城市航測(cè)的發(fā)展，探索其發(fā)展規(guī)律具有重要的意義。

　　1、城市航空攝影的現(xiàn)狀及展望

　　1.1、城市航空攝影的現(xiàn)狀

　　當(dāng)前城市航空攝影的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，航攝項(xiàng)目的發(fā)展已從單一的為測(cè)繪大比例尺地形圖提供所需的黑白相片航空攝影發(fā)展到可為自然資源調(diào)查，環(huán)境保護(hù)，國(guó)土整治及監(jiān)測(cè)等多學(xué)科，多部門提供需要的多種產(chǎn)品，黑白全色片航空攝影，天然彩色片航空攝影，彩色紅外航空攝影，多光譜航空攝影以及輕型飛機(jī)的小像幅航空攝影。

　　1.2、城市航空攝影的展望

　　隨著城市信息、化的不斷發(fā)展，當(dāng)前在城市數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域創(chuàng)建城市逼真的三維描述顯示出強(qiáng)勁的勢(shì)頭。由于影像匹配理論和算法的發(fā)展與完善，數(shù)字攝影測(cè)量系統(tǒng)已從單純制作地形圖獲取影像，發(fā)展到區(qū)域社會(huì)獲取較為全面的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)。要建立一個(gè)城市現(xiàn)勢(shì)性好的、完整的三維空間數(shù)據(jù)框架，采用攝影測(cè)量技術(shù)已經(jīng)成為世界上越來(lái)越普遍的選擇，從二維影像自動(dòng)建立三維地面幾何模型乃至具有影像質(zhì)感的逼真模犁一直是攝影測(cè)量的主要目標(biāo)。城市三維景觀的再現(xiàn)需要地表模型和建筑物模型表面的紋理影像，而這些紋理數(shù)據(jù)可以從航攝影像信息中獲取，并方便其紋理映射操作，為三維模型的重建提供了可靠數(shù)據(jù)來(lái)源。

　　一種利用高分辨率CCD相機(jī)所攝傾斜影像，根據(jù)建筑物的幾何條件與約束條件，按照透視變換原理直接獲取等豐距的平行影像進(jìn)而獲取建筑物面影像的方法，隨后依最少的地面控制，將平行影像放大到給定比例尺的數(shù)字城市中，這種方法可大大加快車載系統(tǒng)大比例尺建筑物立面影像的獲取過(guò)程，不受建筑物高低的影響，可用于機(jī)載、固定和人工作業(yè)多種測(cè)量模式，解決了航窄攝影測(cè)量的“盲區(qū)”，將成為數(shù)字城市建設(shè)的核心技術(shù)之一。

　　2、航空攝影測(cè)量認(rèn)定建筑物合法性的特點(diǎn)

　　2.1、可真實(shí)和詳盡地記錄攝影瞬間客觀景物的形態(tài)

　　由于歷史及其他原因，城市拆遷過(guò)程中很多建筑物既無(wú)房產(chǎn)證，也無(wú)建房審批材料，因此，對(duì)這些建筑物合法性的認(rèn)定具有極大的爭(zhēng)議性。作為拆遷主體的市城市改造管理局及相關(guān)政府部門，只能以某一特定時(shí)刻作為分界線，在此之前建造的為合法，否則即為不合法。那么，如何準(zhǔn)確判定這些建筑物是在某一特定時(shí)刻之前建造的呢？這就可以通過(guò)航攝像片來(lái)判定。航攝像片是利用航攝飛機(jī)和航空攝影機(jī)，從空中對(duì)所研究的地球表面進(jìn)行有計(jì)劃的攝影后得到的像片，此像片是攝影時(shí)刻地球表面局部區(qū)域的真實(shí)記錄，因此可真實(shí)和詳盡地記錄攝影瞬間客觀景物的形態(tài)。

　　2.2、具有良好的量測(cè)精度和判讀性能

　　航空攝影測(cè)量研究的對(duì)象是地區(qū)表面的形態(tài)，以物體和構(gòu)像之間的幾何關(guān)系為基礎(chǔ)，最終根據(jù)攝影像片測(cè)繪出攝影區(qū)域的地形。從上面的定義不難看出，航空攝影測(cè)量具有良好的量測(cè)精度和判讀性能，否則，不可能根據(jù)航攝像片測(cè)繪出攝影區(qū)域的地形圖。

　　2.3、具有一定的保密性

　　由于城市拆遷工作的特殊性，在拆遷公告發(fā)布前，事先的所有工作具有一定的保密性。在完成了航空攝影、航測(cè)外業(yè)后，全數(shù)字攝影測(cè)量立體測(cè)圖可以在室內(nèi)專用的數(shù)字攝影測(cè)量工作站上進(jìn)行，完全可以滿足市城市改造管理局對(duì)拆遷工作保密性的要求。

　　3、城市航空攝影測(cè)量研究

　　3.1、大比例尺航測(cè)成圖成為城市基本地形圖成圖的主要方式

　　城市大比例尺地形圖精度要求高。長(zhǎng)期以來(lái)主要通過(guò)平板儀、經(jīng)緯儀配合小平板儀的作業(yè)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種方法勞動(dòng)強(qiáng)度大，成圖周期長(zhǎng)，成本高，因而難以適應(yīng)城市建設(shè)發(fā)展與城市規(guī)劃、管理的需要。從我國(guó)大多數(shù)城市處于地勢(shì)平坦(問(wèn)有小丘陵)的地理環(huán)境方面出發(fā)，經(jīng)過(guò)反復(fù)研究試驗(yàn)，航測(cè)綜合法成圖得到大家的認(rèn)同和普遍的應(yīng)用，航測(cè)綜合法是攝影測(cè)量與平板儀測(cè)量相結(jié)合的一種方法，它可以使內(nèi)、外業(yè)分工流水作業(yè)，人力資源得到充分的應(yīng)用。

　　3.2、比例尺航測(cè)計(jì)算機(jī)輔助成圖技術(shù)的廣泛應(yīng)用

　　航測(cè)機(jī)助成圖技術(shù)是城市航空攝影測(cè)量從模擬經(jīng)解析向數(shù)字化方向發(fā)展的重要階段。20世紀(jì)初奧地利維也納軍事地理研究所制成了“自動(dòng)立體測(cè)圖儀”，到上世紀(jì)60～70年代，這種類型的儀器發(fā)展到了頂峰。由于這些儀器均采用光學(xué)投影器、機(jī)械投影器或光學(xué)――機(jī)械投影器“模擬”攝影過(guò)程，用它們交會(huì)被攝物體的空間位置，所以稱其為“模擬攝影測(cè)量儀器”，因而這一發(fā)展時(shí)期也被稱為“模擬攝影測(cè)量時(shí)代”。在模擬攝影測(cè)量的漫長(zhǎng)發(fā)展階段中，攝影測(cè)量科技的發(fā)展可以說(shuō)基本上圍繞著十分昂貴的精密立體測(cè)圖儀進(jìn)行的，所以我國(guó)城市測(cè)繪部門擁有立體測(cè)圖儀的數(shù)量是十分有限的。20世紀(jì)80～90年代城市規(guī)劃、建設(shè)和土地管理及其各相關(guān)專業(yè)由于采用CAD技術(shù)而需要數(shù)字化地圖。由于模擬測(cè)圖儀測(cè)繪的地形圖都是線劃產(chǎn)品，用于建立地理信息基礎(chǔ)庫(kù)時(shí)，還需要將地形圖數(shù)字化，增加了工作量。在這樣的背景下如果仍用精測(cè)儀單純生產(chǎn)線劃地形圖已不符合實(shí)際發(fā)展需要了，所以在這個(gè)時(shí)期城市各測(cè)繪部門都對(duì)已有的模擬儀器進(jìn)行技術(shù)改造，增加計(jì)算機(jī)與接口設(shè)備，用計(jì)算機(jī)輔助測(cè)圖，提高測(cè)圖效率，并使產(chǎn)品具有線劃與數(shù)字兩種形式，可以直接進(jìn)入地理信息庫(kù)而形成機(jī)助成圖系統(tǒng)，成為當(dāng)時(shí)城市航空攝影測(cè)量的主要技術(shù)手段。

　　3.3、數(shù)字攝影測(cè)量――城市航測(cè)的現(xiàn)代化

　　當(dāng)前我國(guó)城市測(cè)繪部門全面地掌握了利用航空攝影測(cè)量技術(shù)，在數(shù)字攝影測(cè)量系統(tǒng)平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)從自動(dòng)空中三角測(cè)量到測(cè)繪數(shù)字線劃地形圖DLG、數(shù)字高程模型DEM、數(shù)字正射影像圖DOM等數(shù)字產(chǎn)品的全套生產(chǎn)作業(yè)流程。實(shí)現(xiàn)了GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和更新乃至為“數(shù)字城市”提供基礎(chǔ)準(zhǔn)備。國(guó)內(nèi)的數(shù)字攝影測(cè)量系統(tǒng)如基于高檔微機(jī)系統(tǒng)的VIRTUOZONT及JX一4等因其系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、精度較高，且具有較高的性價(jià)比，所以在國(guó)內(nèi)有很高的市場(chǎng)占有率。目前，城市測(cè)繪部門隨著數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)內(nèi)、外業(yè)一體化的實(shí)現(xiàn)、基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建立，數(shù)字攝影測(cè)量成為基礎(chǔ)地理信息獲取和快速更新的重要數(shù)據(jù)。數(shù)字攝影測(cè)量系統(tǒng)除了勝任解析測(cè)圖儀的一切功能外，還具有諸如圖像識(shí)別、影像的比較分析、任意方式的糾正和數(shù)據(jù)庫(kù)管理等功能，以測(cè)繪常規(guī)地形圖為主的城市航測(cè)成圖將全面轉(zhuǎn)向以實(shí)現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的自動(dòng)建立和更新。由于有了良好的經(jīng)濟(jì)支撐，當(dāng)前國(guó)內(nèi)一些大、中城市測(cè)繪部門在配置上述兩類型數(shù)字攝影測(cè)量系統(tǒng)的同時(shí)購(gòu)置高精度影像掃描儀及圖形輸出設(shè)備，從而形成了較為完善的城市大比例尺航測(cè)數(shù)字產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模和能力。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　城市航測(cè)走過(guò)了艱難曲折的歷程，我們?yōu)樗〉渺橙粯I(yè)績(jī)的今天而自豪，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，城市航測(cè)經(jīng)歷了從模擬測(cè)繪時(shí)代向數(shù)字測(cè)繪時(shí)代的跨越，正積極朝向信息化測(cè)繪時(shí)代邁進(jìn)。由于發(fā)展應(yīng)用的拓展和延伸，城市航測(cè)與RS，GIS，GPS集成技術(shù)更趨緊密，而成為地球空間信息技術(shù)的組成部分，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)通信技術(shù)的發(fā)展，地球空間信息技術(shù)的下一個(gè)發(fā)展目標(biāo)是空間信息網(wǎng)格技術(shù)，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)任重道遠(yuǎn)，城市航空攝影測(cè)量者將面臨著前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

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