張夢(mèng)花

摘 要：在過去的測圖技術(shù)中，都是一味的靠航測測圖來測繪，隨著科技的發(fā)展，高分辨率的衛(wèi)星影像問世，給測圖發(fā)展帶來前景的同時(shí)，也給航測成圖技術(shù)帶來了發(fā)展的壓力。航測成圖與衛(wèi)星成圖的比較和結(jié)合發(fā)展能夠給測圖應(yīng)用帶來更廣闊的前景。

關(guān)鍵詞：航測；衛(wèi)星影像；測圖；比較

隨著高分辨率遙感衛(wèi)星的不斷投入使用，技術(shù)發(fā)展越來越成熟，現(xiàn)在很多設(shè)備設(shè)置都具備了立體成像的能力，在測繪生產(chǎn)中得到了很好的應(yīng)用。然而，航空攝影的發(fā)展是否遇到了低谷，仍是個(gè)需要求證的問題。文章從航空攝影和衛(wèi)星測圖的各自原理和特點(diǎn)以及發(fā)展的前景方面進(jìn)行比較來分析兩種測圖的利弊。

1 航空攝影測量

航空攝影測量是指為了獲得地面的信息和測繪地形圖而使用航空飛行器拍攝關(guān)于地面的相片的技術(shù)。飛行器拍出的圖片是航測最基本的資料，這些圖片需要經(jīng)過嚴(yán)格的航空攝影要求拍得。

1.1 航空攝影測量的原理

在以前的攝像成像技術(shù)中幾何反轉(zhuǎn)是圖片成像的最重要的手段，而與以往的幾何反轉(zhuǎn)不同的是，以前的攝影中都是應(yīng)用結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的光學(xué)機(jī)械的精密儀器來轉(zhuǎn)換的，而后來的幾何反轉(zhuǎn)使用的是數(shù)學(xué)解析的方法。單張相片的測圖成像等攝影過程也是幾何反轉(zhuǎn)，這種中心投影的透視變化也屬于幾何反轉(zhuǎn)。攝影過程中的幾何反轉(zhuǎn)原理如圖1所示。

1.2 航空攝影測量的特點(diǎn)

測圖精度的高準(zhǔn)是航空測圖的第一大優(yōu)點(diǎn)。攝影比例尺指的是焦距和航高之比，我們都知道立體影像的基高比、影響分辨率以及影像上地物的實(shí)際可識(shí)辨率等都可能影響成圖比例。也就是說航空測圖的精度在攝影鏡頭分辨率一樣的情況下就取決于航空高度，所以說航空攝影的分辨率由于其地域的優(yōu)勢(shì)，分辨率必然是高的。航空攝影的第二大特點(diǎn)就是它的靈活性。首先靈活性體現(xiàn)在航高和航線的選擇上。航空攝影在適當(dāng)?shù)暮礁呦屡臄z適當(dāng)比例的影像，一般都能夠滿足測圖的要求。此外，航空攝影的測量可以自由選擇天氣、時(shí)間等外部因素從而避免水分、濕度等的影響。

1.3 航空攝影測量的發(fā)展

傳統(tǒng)的航空攝影測量的舊模式、低效率等缺點(diǎn)正隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展而在不斷的改變，全球定位系統(tǒng)和激光掃描等技術(shù)的深入應(yīng)用，也是科技的產(chǎn)物，也都相繼應(yīng)用在了航空攝影測量中。航空攝影技術(shù)也在迎接新的挑戰(zhàn)，更有效、更經(jīng)濟(jì)、更精密等航空攝影技術(shù)的要求就使得航空數(shù)碼相機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，從而也使拍攝的精度得到了進(jìn)一步提高。

在航測攝影成圖一體化的技術(shù)形成中，少不了全球定位系統(tǒng)和慣導(dǎo)技術(shù)的使用，這樣一來，通過與設(shè)在地面上的全球定位系統(tǒng)接收機(jī)同步，從而利用相關(guān)設(shè)備獲取更精準(zhǔn)的航攝儀器的位置和相關(guān)參數(shù)等。

此外，激光測距和探測技術(shù)在航測成圖中的應(yīng)用，也是科技的一大進(jìn)步。激光測距的工作是全天的，這樣一來就避免了天氣對(duì)航測成圖的限制。所以這些技術(shù)的加入，不僅彌補(bǔ)了航測成圖技術(shù)不受地域的限制，同時(shí)可以獲得更加豐富和準(zhǔn)確的信息。

2 衛(wèi)星影像測圖

在航空成圖的基礎(chǔ)上，通過大量的研究者的不斷探索，衛(wèi)星影像技術(shù)也在不斷成熟。所謂衛(wèi)星影像技術(shù)是指，利用衛(wèi)星上安裝的具有高分辨率的成像裝置，對(duì)地球表面進(jìn)行掃推成像的原理。

2.1 衛(wèi)星影像測圖的特點(diǎn)

遙感衛(wèi)星的分辨率是相當(dāng)高的，衛(wèi)星影像測圖不同于航空攝像的是，它采用的是線陣列的ccd傳感器來掃描成像，它的掃面方式是推帚式。遙感衛(wèi)星的ccd傳感器在穿軌方式上是在一定角度下左右側(cè)視獲取不同軌道的立體像對(duì)，而在沿著軌道方向上是通過前視和后視獲取相同軌道的立體像對(duì)。遙感衛(wèi)星掃描影像是推帚式的，所以在它的每一條掃描線上都有一個(gè)投影中心。所以相對(duì)來說，衛(wèi)星成像的幾何關(guān)系比航空成圖是要復(fù)雜很多的。

2.2 衛(wèi)星影像測圖的發(fā)展

衛(wèi)星影像測圖的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：衛(wèi)星影像測圖具有周期短、現(xiàn)勢(shì)性好等優(yōu)點(diǎn)與航測成圖相比就顯現(xiàn)的更加明顯。使用衛(wèi)片進(jìn)行數(shù)字測圖的方案有兩種，其主要區(qū)別在于成圖比例尺的不同，這兩種方案分別是立體像對(duì)測圖和正射影像測圖。分辨率的不同就會(huì)使兩種方案下的成像過程不同，成圖的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍也不同。還有很多類型和型號(hào)的衛(wèi)星影像正在研究當(dāng)中，如果有更多的衛(wèi)星投入到使用當(dāng)中，那么衛(wèi)星影像測圖技術(shù)將會(huì)飛速發(fā)展。我們知道，隨著科技的進(jìn)步，空間分辨率在不斷的提高，那么立體成像的能力會(huì)越來越強(qiáng)，影像獲取的價(jià)格反而會(huì)降低。與此同時(shí)，衛(wèi)星影像測圖技術(shù)的廣泛使用會(huì)使這個(gè)技術(shù)得到更多人的認(rèn)可，而不斷進(jìn)步的衛(wèi)星測圖也會(huì)為地理信息更新和地形繪制提供更加重要的更多的數(shù)據(jù)。

3 兩種測圖的比較

原理不同是航測成圖和衛(wèi)星影像的最根本的區(qū)別，這點(diǎn)在它們的實(shí)際應(yīng)用中可以清楚的表現(xiàn)出來，包括各自的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，都能經(jīng)過對(duì)比而表現(xiàn)出來。前面我們提到衛(wèi)星影像測圖和航測成圖的優(yōu)缺點(diǎn)，那么它們的區(qū)別可以歸結(jié)成以下幾個(gè)方面：（1）在覆蓋范圍方面，航測成圖相對(duì)較小，而衛(wèi)星影像測圖相對(duì)較大；（2）在測圖周期方面，航測成圖的周期相對(duì)長一些而衛(wèi)星測圖相對(duì)短一些；（3）在更新速度方面，航測成圖更新的慢而衛(wèi)星影像測圖的速度更新會(huì)快一些；（4）在分辨率的比較上，航測成圖的分辨率是厘米級(jí)的，而衛(wèi)星影像測圖是分米級(jí)的；（5）在測圖比例尺的比較中，顯然航測成圖用于大比例尺地形圖中而衛(wèi)星影像測圖用于小比例尺地形圖中；（6）在靈活性方面來說，衛(wèi)星影像測圖顯然沒有航測成圖靈活性大。

由于航測的高程比較低，所以航測成圖容易受大氣和地形的影響。所以航測前對(duì)氣候等的情況的調(diào)查是十分必要的工作。同時(shí)也暴露出航測的現(xiàn)勢(shì)性差的特點(diǎn)，所以地形圖的更新也會(huì)相對(duì)困難些。另外，由于航測的過程中航片數(shù)目多、航測覆蓋小等因素，在拍攝的相片處理的過程中會(huì)比較復(fù)雜。所以，航測還有耗時(shí)大，耗人多，耗材大等缺陷。這些都可以用分辨率高的衛(wèi)星測圖來彌補(bǔ)，高分辨率的衛(wèi)星影像測圖不僅減少了航測的工作量，縮短了周期，同時(shí)較少的財(cái)力和人力的浪費(fèi)也降低了成本。反之，航測測圖比例尺大和測圖靈活性大等，在衛(wèi)星影像測圖看來還是難以媲美的。影像空間分辨率是影像成圖比例的主要因素，無論是衛(wèi)星影像還是航測影像都需要由傳感器的物鏡鏡頭分辨率和攝影比例來決定其分辨率的大小。從這個(gè)方面來看，航空測圖的影像分辨率顯然要比衛(wèi)星影像測圖的分辨率高一些。而衛(wèi)星影像測圖的精度取決于遙感衛(wèi)星參數(shù)是否具有高分辨率，這與衛(wèi)星的軌道高度固定不變是息息相關(guān)的。就目前來說，衛(wèi)星影像測圖的分辨率只有達(dá)到分米的級(jí)別，這就從一定程度上限制了衛(wèi)星影像測圖的比例尺不能太大，只能停留在中、小比例尺的水平上。而且，衛(wèi)星的影像成像的質(zhì)量好壞也嚴(yán)重影響著衛(wèi)星影像的分辨率。兩種影像成圖各有利弊，但是也可以互相彌補(bǔ)不足，只有將兩者很好的結(jié)合和不斷對(duì)新技術(shù)的更新探索，才能不斷創(chuàng)造新的進(jìn)步。

4 結(jié)束語

文章分析比較了航測成圖和衛(wèi)星影像測圖的利弊和各自的前景，從比較中可以看出，如果衛(wèi)星影像的分辨率足夠高就可以代替航測成圖技術(shù)來進(jìn)行中、小比例尺的地形圖測繪。對(duì)于大比例尺的地形圖來說主要還是通過航測成圖來完成。另外，無論是對(duì)于航測還是衛(wèi)星影像都需進(jìn)一步的研究和提高，只有兩者結(jié)合起來并不斷發(fā)展提高，才能在測圖工作中提高效率，完成更高的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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