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【关键词】航测;遥感;装备;技术;发展
引言
随着科学技术的不断推进与发展,航空摄影测量学也历经多重变革,其中航测制图的技术分为三个发展阶段分别是模拟、解析与数字化。在不断的变革中航空摄影测量仪器、相关设备、生产形式、构造理论、使用方法都在不断革新。
1 航测装备与技术
1.1 新型航测传感器
1.1.1 面阵传感器DMC
主要产品有Z/I公司的DMC和VEXCEL公司的UCD(U1traCAM-D)。以下是二者的特点优势:
(1)Z/I Imaging与Carl Zeiss二者合作,提供镜头部分零件,其自身独特的性能是畸变小、分辨率高以及匀质响应。
(2)DMC在部分零件尺寸限制上,采用了新的技术,将八台CCD连接安置于光学光架结构内,这样能够有效的减少干扰,从而提高了影响的成像质量。
(3)DMC具有FMC功能,能够在较少的光照环境中保持高分辨率,在飞机航拍的使用中不会因为速度的变化影响到成像的质量。
(4)分辨率高达12bit、彩色模型采用四频段,在此基础上DMC能够完成一次性排设,同时能够存储影像两千张。
1.1.2 不线阵和多线阵传感器
瑞士LH公司与德国宇航中心DLR共同合作制成的、最具代表性的一款传感器为ADS40,其中结构是航天传感器材,全色波段三条、彩色波段三条以及CCD阵列传感器,具有红外线波段,在操作过程中能够获取三点影响,分别是前视、底点以及后视,其成像的特点是百分之六十的三度重叠以及连续性的立体成像。自身的储存器是MM40,存储能力非常雄厚,而且能够在航测过程中记录四个小时的数据影响信息。
1.1.3 航空三维激光扫描与成像技术(LIDAR )
LIDAR技术中综合了GPS、IMS以及激光测高计这三中技术,在操作过程中使用激光测距以及航空摄影测量的技术原理,在飞机上安置航空摄像机以及三维激光扫描仪器,这样能够保证在航测过程中尽可能多的获取地球表面的三位信息以及影像数据。
1.2 低空航测平台
1.2.1 超轻型飞机低空遥感平台
超轻型飞机中安置低空数码遥感系统时,是要满足遥感系统操作基本要求的,超轻型飞机自身必须轻便灵活、操作简单、运行稳定、可以不使用专用飞机机场,能够满足在公路、草地以及任何空旷场地降落的要求。这种遥感系统在操作过程中能够保持航测工作连续进行三个小时,而且运输性能非常好,遥感系统的投入成本与后期的检修维护费用非常低廉,在操作过程中支持无遮挡垂直摄影,同时可以忽略振动以及油烟的影响。
1.2.2 无人飞行器低空遥感系统
无人飞机设备的特点:投入成本低廉、运行安全、行动敏捷、维护简单。应用范围:以一种理想的平台模式被应用在军事与民事中。新型传感器的特点:设备体积较小、整体机具重量较轻、操作精准度较高。
1.2.3 GPS/IMU辅助航空摄影测量
GPS/IMU技术中有机融合了DGPS ( Differential GPS)以及Inertial Navigation System技术,在航测过程中能够对移动物体进行监测,并及时获取其空间位置以及三轴姿态的数据信息。于航空影像技术来说,这是一种更加快捷、方便的测量方式。
2 高分辨率遥感
表1列举了几种载有高分辨率光学传感器的遥感卫星系统
卫星类别 EROS-l ARS-1D IKONOS-2 QuickBird-2 SPOT-5 OrbVIew3 Cartosat-1 ALOS
发射时间 2000-12- OS 1997-09-30 1999-09-24 2001一10-18 2002-OS-04 2003-06 2005-OS-OS 2006-01-24
国家 以色列 印度 美国 美国 法国 美国 印度 日本
主遥感器 CCD PAN+LISS DI 全色/多光谱 CCD 全色l多 光谱
CCD HRG/ HRS 全色l多光谱 CCD 2台全色
CCD PRIS-MAVNIR-2 PAISAR
Pan波段
Ms波段Swir波段 /m 0.50-0.90 0.50-0.75
0.52-0.59
0.62-0.68 0.77-.0.86
1.55-1.75 0.44-0.90
0.450.52
0.520.60
0.60-0.69
0.760.90 0.44-.0.90
0.45-0.52
0.52-.0.60
0.600.69
0.76-0.90 0.51-0.73
0.50--0.59
0.61~ 0.68
0.79-0.89
1.581.75 0.45-0.90
0.45-0.52
0.52-0.60
0.6250.695
0.76 -0.90 0.50-0.85
0.520.77
0.42-0.5
0.52-0.69
0.61~ 0.69
0.76-0.89
量化等级/bit 11 7 11 11 8 11 10 8 8 5/3
地面 分辨率//m 1.8( Pan)
5.8 (Pan ) 23(Ms) 70( Swir ) 1.0(Pan ) 4.0(Ms) 0.61( Pan )
2.44( Ms ) 2.5/5.0( Pan )
10(HRS) 10(Ms) 20( Swir ) 1(pan) 4(Ms) (8) 20 2.5 2.5
幅宽/km 12.5 142 13 16.5 60(HRG) 120( HRS ) 8
8 30 70/35
自主定位精度水平 100 m 10 m 12 m
10 m 23 m 10-15 m
10m 小于220 m
平面/ 立体成像 前后倾摆
扫描洞轨
立体成像 左右侧摆
扫描/异轨
立体成像 左右侧摆
扫描/异轨
立体成像 左右侧摆
扫描/异轨
立体成像 左右侧摆
扫描洞轨
立体成像 左右侧摆
扫描/同轨
立体成像 同轨
立体成像 同轨
立体成像
高分辨率遥感卫星的技术主要分为以下几点:
(1)高分辨率遥感卫星中光学传感器在操作中的分辨率升至一米之内,测绘选用比例尺可以是1:10000。
(2)在遥感技术中被广泛使用得是传感器类型是线阵列扫描式的,这种设备自身能够发挥较强的指向功能。
(3)技术中立体成像能力被强化,同归立体能够凭借单一传感器进行获取。
(4)操作过程中影像的精准度被提高。
3 微波遥感与高光谱遥感
微波遥感技术在操作过程中可以分为主动与被动两种形式。高光谱的形式是由电磁光谱范围内多窄波段传感器获取的图像而构成的。在监测过程中,这种技术带来的信息不仅仅是信息量与光谱空间信息的增加,同时对于地面环境的监测提供了更多的数据信息,也就是实现了遥感监测目标质量上的升华。
4 结论
综上所述,是集中对新型航测遥感技术与装备的分析,不断发展这种检测技术、完善设备质量与功能,用以获取我国社会经济可持续发展所需要的时空信息,从而为航测与遥感工作人员提供更缜密的工作环境,使之有效发挥科学技术能力。
参考文献:
1 无人机遥感技术的工作原理
无人机是利用无线电遥控设备以及其自身携带的程序控制系统组成。无人机遥感控制系统是具有高分辨率以及具有高精度遥感影像的获取和处理的一种全新的技术样式。它通过无人机机为其载体,上面安装有数码摄像机,和数码录像机等设备,并通过遥感卫星处理技术在进行数据的同步传输,来实现对地理位置信息的掌握。无人机通过自身的遥感系统来获得较高分辨率的数据信息,其中通过3S技术在遥感系统中的应用,从而达到对土地或者其他地理环境的快速处理。而对于遥感传感器来说,其控制系统要要能够根据事先设置好的拍摄点、摄影比例尺以及飞行速度和高度等参数进行自动计算以及对遥感传感器工作进行有效控制,从而使获得的技术数据等达到准确详细的目的。
2 无人机遥感技术的工作流程
无人机遥感技术对农村土地承办经营权确权登记项目采用的是真彩色摄像,影像的分辨率达到了03米。
获取影响资料进行土地承包经营权确权登记的作业流程(如图1)。
图1 土地经营确权登记发证作业流程
3 无人机遥控技术在土地承包经营权确权登记中的应用的优点以及存在的一些问题
3.1 无人机遥控技术的优点
无人机遥控技术作为现在比较流行的技术在世界上受到了广泛应用。无人机航测作为一项空间数据采集的一种重要方法,其具有较长的续航时间以及成本低廉,能够将影像适时的进行传输,并且可以对那些高危地区进行有效探测,还有就是它和其它遥感技术相比就有激动灵活的优势。而正是无人机航测的自身优势可以对那些卫星遥感以及有人机遥感形成一个很好的补充。
3.2 无人机遥感技术所存在的问题
(1)起降技术和抗风性较差。从无人机的工作方式和方法不同,其在自身的设计上也存在着较大的差别。对于那些需要滑降的飞机来说,在有些地方难以找到适合降落的区域,而在一些不满足起降的地方实施飞机的起降工作,对机的自身来说就会造成很大的伤害,而且还有可能造成飞机的严重事故的发生。如果在航测的过程中使用那些体型较小的无人机的话,则由机自身重量较轻以及航程不足等原因,则不能达到航测的应用要求,使用较小型的无人机还会因为飞行高度低,而在低空作业时受到风速以及风向等因素的影响较大,因此在一定程度上也不能较好的完成航测任务。因此,对于那些比较大型的无人机来说,如何将其起降技术进行改进,对于那些小型无人机来说如何能够有效的提高它们的抗风性将会是现在所要解决的迫切问题,也是无人机能否较好使用的关键。
(2)传感器的有效控制以及在具体姿态上的控制技术,遥感设备所传输的大量数据的储存技术以及遥感设备在后台的一些处理技术等都是在现阶段乃至以后实际应用所要迫切解决的问题。
4 无人机遥感技术的实际应用及前景
我国的无人机遥感技术在应用的范围上也比较广泛,比如:土地承包经营权确权登记工作、城镇的具体规划、新农村建设、矿山测量以及国家的国土资源调查等。无人机遥感技术在实践中得到了较好的检验,通过实践证明无人机遥感技术的可行性即应用广泛性。实践证明,利用无人机航测技术拍摄技术拍摄的图片,无论是在清晰度上还是在分辨率是哪个都能够较好的满足以上的工作任务。在今年五月份我国运用多旋翼无人机来获取视频资料,而这项技术还处在探索和实践环节,并通过与央视的合作,通过多旋翼无人机技术来对新业务进行扩展,而这也是利用多个多旋翼无人机在较高海拔和气候状况复杂多变的环境下进行业务的测试,这样不仅使我国无人机技术水平得到较好的提升,而且也为无人机技术的服务领域和范围提供了技术支撑。在以后的应用中,可以将无人机技术运用到电力线路的检测上,从而达到简便、安全和效率的提升。无人机技术还可以运用到森林的防火侦查以及在危险区域的地质勘查等环节,从而降低人为操作所造成的危险的发生。无人机应用还可以在空中的指挥救援、环境的遥感监测、地理国情的勘测以及数字城市的建设等。因此,无人机技术在现在的实际应用以及今后的应用前景上都是非常广阔的,而无人机技术现在还处在快速发展阶段,如何在今后将无人机技术进行创新及完善,并探索出一条适合无人机发展需要的作业流程也是现在人们所要迫切考虑的问题。
关键词:无人机航测;应用;探讨
中图分类号: X703 文献标识码: A
引言
无人机航测遥感技术是继卫星遥感、大飞机遥感之后发展起来的一项新型航空遥感技术,在应急测绘保障、国土资源监测、重大工程建设等方面得到广泛应用。它是一种不失机动灵活、可以实现快速响应又低成本、精度高的一种航测技术。但也存在影像航向重叠度和旁向重叠度不规则、像幅小像片数量多、影像的倾角过大且倾斜方向没有规律、航摄区域地形起伏大、高程变化显著,影像间的比例尺差异大、旋偏角大,影像有明显畸变等,这些情况都对现有航测技术提出了挑战。目前国内无人飞行器航测遥感技术在测绘行业有了很大的推广应用,但大都是生产制作DOM及DEM,对于大比例尺DLG的生产只是进行过小面积实验,很少进行实际的生产应用。从生产案例出发,以目前最先进的航测技术为主线,对生产过程中无人机航测与大飞机航测的不同、无人机航测的一些特殊问题进行了分析探讨和解决。
1、无人机低空摄影测量的发展现状
随着无人机低空摄影测量技术的成熟和经济建设的需要,无人机测绘已经逐渐渗透到多个领域。美国航空航天局也将多种无人机应用于森林火灾监测、精确农业、海洋遥感等研究项目。澳大利亚也利用全球鹰搭载成像SAR进行海洋监测研究。在可见光遥感方面,国外的无人机低空摄影测量通常加载高精度的POS,自动化程度高,大大减少了地面控制的数量,但是造价昂贵,国内的无人机航测尚无加载高精度POS的先例。在国内,多家单位在无人机低空摄影测量方面进行了大量有益的技术探索,积累了一定的经验。西安大地测绘有限公司自主设计了多套无人机遥感系统,该系统由无人机摄影硬件系统和无人机摄影软件系统组成,实现了城市地区高分辨率彩色影像的获取。青岛天骄无人机遥感技术有限公司研制了我国首个50kg级“TJ型无人机遥感快速监测系统”,是我国首套用于民用遥感监测的专业级小型无人机系统,可为海洋遥感服务。中国测绘科学研究院于2003年完成了“UAVRS-II型低空无人机遥感监测系统的研制”项目,实现了无人机遥控半自主和自主两种控制方式,利用获取的影像制作了数字正射影像和线划图,开创了国内无人机应用于测绘领域的先河。当前国内无人机低空摄影测量技术逐渐成熟,自2009年起,国家测绘地理信息局陆续为国家测绘局航测遥感院和多个省市测绘局配发UAVRS-10B等型号的无人机,该型无人机任务载荷5kg,续航时间1.5h,航摄相机多为佳能5DMARKⅡ相机,已基本具备实现大比例尺基础测绘和应急保障的能力,为实施区域测绘、目标定位和应急保障提供了全新手段。随着智慧城市建设任务的进一步推进,无人机低空摄影测量必将为城市建设发展提供更加有力的测绘保障。
2、无人机航测技术应用分析
2.1、无人机航测技术在地质环境治理中的应用
2.1.1、像控点布设
像控点的布设采用两种方法,一是在四等GPS控制点上布设地标,二是利用航片进行刺点。
2.1.2、像控点测量
采用单基站RTK方法进行,在已知点上设站,采用原有四等控制点求取整测区七参数,求取七参数时,对选用的已知点的可靠性进行了检核和优选。平面的转换残差均小于3cm,高程拟合残差均小于5cm。移动站采样间隔为2秒,直接测出像控点的三维坐标,取两次测量的平面坐标中数和三次高程中数为最后成果。
2.1.3、内业数据处理
利用无人机航空摄影资料和像控成果,在全数字摄影测量工作站PixelGrid软件中进行空中三角测量计算;将空三成果导入Virtuozo摄影测量工作站,恢复立体模型,对影像进行判读,按照相关规范及要求,对地物、地貌要素进行了采集,输出符号化的分幅采集数据;参照已有成果及正射影像,依据项目设计、相关图式、规范等技术要求,在基于AutoCAD平台的图形编辑软件CASS上对立测采集数据进行图形初编、图廓整饰,形成DWG格式的DLG数据成果。
2.1.4、数字高程模型(DEM)制作
此次DEM的制作是用采集数据(先对采集数据进行编辑,删除无用数据)直接反生出来,保证精度和DLG数据一致。作业流程是先收集DLG的三维数据,转换成DXF格式,利用专业软件进行内插生成DTM,最后生成DEM。
2.1.5、数字正射影像图(DOM)制作
利用Orthomosaic正射影像制做软件。
2.2、无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用
目前,专业的测绘型无人机低空航摄系统具有长航时、宽视角、高分辨率等技术特点以及低成本、自动化水平高、操控方便、机动灵活等优势,能够承担高分辨率的低空近景摄影测量,能够承担高危区域和重点区域的遥控航摄,是承担百平方千米量级测区1∶500~1∶10000大比例尺测图任务最经济化的技术手段,也是唯一能够满足用户提出的准实时、高分辨率、高效率测绘应急保障任务需求的航摄方式。无人机低空摄影测量具有高清晰、大比例尺、小面积、高现势性的优点,是卫星遥感与普通航空摄影不可缺少的补充。可为城市中心和规划区域的大比例尺影像地图生产、正射影像制作、数字高程模型的生产和DLG产品提供高分辨率清晰影像数据源,可对重点区域和设施实施应急保障和三维数字建模,同时,可对重点关注区域进行动态变化监测,满足城市信息化建设对各类型尤其是大比例尺高分辨率基础地理空间数据的需求。以下将从高分辨率测绘产品支持、应急测绘保障、三维数字建模和重点区域动态检测等方面对无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用前景进行详细论述和展望。1)为城市规划区域提供高分辨率的测绘产品随着城市信息化建设的进一步深入,目前新规划以及实施改造的城区非常缺乏所在区域及影响范围内的现势性强的大比例尺、高分辨率、高精度格网的数字测绘产品。目前,已经发射的高分辨率卫星影像分辨率已经达到了约0.5m,尽管如此仍然难以满足1∶500~1∶2000这种大比例尺的成图要求。无人机低空摄影测量可为重点区域提供高分辨率航摄相片、正射影像DOM、高精度数字高程模型DEM、数字栅格图DRG和数字线划图DLG等测绘产品。
2.3、测量区域控制网建立方式
在无人机飞行的过程中,必须要在测量区域中建立好控制网,控制网的大小依据测量区域的大小建立,同时,还要设置好相应的GPS控制点,并保证点位分布的均匀性,根据相应的要求设置好坐标系,以便保证各个控制点均可以获取到最为准确的位置,这样也便于后续的图像处理。测量区外控点现场调控方式将无人机航空摄影测量技术应用在电力工程中时,必须要保证其测量数据与影响的准确性与可靠性,为此,一般使用野外布置像控点方式,在选择控制点时,需要将影像清晰作为首要原则,这样也能够帮助工作人员更好的判断测量的方位,此外,在布置外控制时,要保证控制点设置的均匀性,这样拍摄到的影像才不会存在瑕疵。
3、结语
建议利用无人机航空摄影测量技术进行地形图生产,尽可能在载人机不便或无法完成的情况下,由无人机来完成。如多块小面积、危险场所、远离机场或没有可供其起降场地的区域。总之,目前无人机航测技术应该体现在载人飞机航测技术的补充方面。
参考文献
[1]杨永平,段学云,段德磊,徐春,陈鸿兴.无人机航测技术在输电线路中的应用实践[J].城市勘测,2013,01:29-32.
[2]薛阿亮.无人机航测技术的应用与实践[J].陕西煤炭,2013,06:70-72.
关键词:现代科技发展、摄影测量、遥感
二十世纪发展起来的摄影测量学,特别是航空摄影测量是我国传统测绘重要组成部分,在大地、航测和制图三大组成部分中,航测是测制地形图的最基本手段。由于高科技的发展,摄影测量正受到史无前例的影响,正在经历一场深刻的变革,本文主要介绍现代科技发展对摄影测量与遥感技术的影响,目前发展方向,以及发展中存在的问题。
1计算机发展对摄影测量的影响
1.1摄影测量的回顾
摄影测量经历了发展的三个阶段,即模拟、解析和全数字测图。在计算机水平发展还不高时,测图无法用计算机来实现,只能用机械模拟的办法,例如多倍仪和各种精密全能测图仪,还有为了降低造价,利用简化公式设计的模拟仪器。这些仪器由于精度要求极高,因此制造困难,价格昂贵。这些仪器在测绘事业中起到了一定的历史作用。
1.2计算机发展对摄影测量的影响
航空摄影测量是传统地形图的基本手段,通过测量航空像片计算地面真实坐标。航空摄影测量工作者早就关注计算机在该领域中的应用,但是由于这种计算极为复杂,因此随着计算机的发展,计算机在摄影测量中的应用才逐步深入。
随着计算机的不断发展,摄影测量中最困难的测图部分用计算机来解决,从而使摄影测量步入计算机处理的新时代,使得摄影测量产生了巨大的变化,该变化可从下列四个方面得到反映。
(1)测量仪器的彻底改变
传统摄影测量仪器主要分二大类,一类用于测量像片的坐标,用于加密,提供测图时控制点坐标。第二类是用于测图,通常为机械模拟方式。这些仪器由于精度高,制造比较困难,过去大部分从德国、瑞士进口,价格自然昂贵。而现在只要有高精度像片数字化仪和基于计算机的处理系统,便可实现航测生产的全过程。这些仪器与原来仪器相比,具有结构简单、体积小、重量轻、价格低、效率高等特点。如果将来航空摄影采用数码像机,直接得到数字影像,到那时像片数字化仪都不要,利用基于计算机的一些处理系统便可实现地形图等测绘产品的生产。由此可看出,计算机的发展对航测仪器带来了彻底变革。
(2)产品形式的改变
由于计算机的发展,测绘生产的产品模式发生了根本变化,由过去的模拟表达方式改为全数字形式,即4D产品。在数字测绘产品生产中,首先应重视数据的格式,即制订数据生产标准。目前各国的标准不一致,因此在用数据前,必须先了解数据格式,否则无法应用。在数字测绘产品中,另一重要转变是产品的管理,在模拟图时代,利用仓库储存,用户亲自领取的方式。在数字时代,利用计算机管理,公用数据可以上网,用户从网上直接下载数据。在管理上更为科学,使用更为方便。
(3)生产工艺的改变
由于处理方法和产品形式的改变,使得生产工艺流程也产生重大变化,朝着简单、高效方向发展。模拟产品生产中一个重要缺陷是绘图结果不能有效利用,从生产原图到出版须重复标描多次,而在数字产品生产中该问题就不存在。由此也导致航测与制图无明确分界。现在的生产工艺流程主要包括下列部分:航片数字化,把模拟图像变为数字影像;影像处理和信息提取,包括影像几何纠正及产品信息的提取与编辑;建立数据库,实现数据的有效管理和应用。
(4)理论方法上的改变
在过去,摄影测量主要着重模型的研究,目的是为了提高测量精度,而现在计算机的水平,对摄影测量计算而言,已根本解决,可以用最严密的公式计算,解算精度能得到完全保证。摄影测量几何模型已不再是研究的重点,而转向影像匹配与信息自动提取方面。影像匹配是数字摄影测量的核心,数字摄影测量的效能能否得到充分发挥在某种程度上取决于影像自动匹配的水平。影像匹配不仅在数字摄影测量中占有重要地位,同时也是计算机视觉目标自动识别的核心,为此影像匹配引起许多学者的关注。经过多年研究,结合计算机发展水平,影像匹配已从理论研究走向实际应用,这是摄影测量取得的重大进展。由于地面影像极其复杂,影像匹配尚不能做到完全成功,目前当匹配失败时尚需人工干预。在信息提取方面,已进行了大量研究,有些进展,但距实际应用尚有较大距离,这方面是今后应努力研究的方向。
2 空间技术发展的影响
20多年来,航天遥感得到了较大发展,获得了大量卫星影像,并在许多领域已有成功的应用。
随着科学技术的发展,航天遥感不仅走向成熟,同时又提出了新的要求,其中有二个特点,其一是地面分辨率愈来愈高,美国在南斯拉夫所用军事侦察卫星地面分辨率为0.1m。在卫星发射计划中,许多国家或公司将要发射地面分辨率为1m的卫星。美国在“数字地球”计划中,分辨率为1×1m的全球影像是其中重要内容之一,这些高分辨率影像将来主要靠航天遥感来获得。
其二是面向全球变化监测,我们赖以生存的地球由于人类活动的影响正在发生不断变化,许多自然现象及变化规律尚不清楚,为了进行研究,必须获得大气圈、水圈和生物圈的各种数据,须对地球表面的陆地、海洋及大气层进行全面监测,为此美国提出了地球观测系统(EOS)计划,卫星上传感器共有19种。
雷达卫星也是以后发展的重要方向,信息获取不受气候影响的特点吸引着人们的普遍关注,雷达卫星的特有特性为应用开辟了广阔前景。我们在这方面研究尚不够,有待进一步加强。
为了应用需要,必须对航天遥感影像进行处理和分析,鉴于航天遥感影像具有数据量大、分析复杂等特点,因此对处理设备和方法提出了新的要求,对许多相关领域引起重要影响。
利用卫星遥感获取各种信息是目前最有效的方法。在实现数字地球的今天,卫星遥感更显示出它的重要性。数字地球可以看成是一个虚拟地球,把地球上的各种信息以数字形式表达,实现多分辨率、三维形式的地球的描述。要把整个地球上的信息数字化,进入计算机管理,其工作量极大,在开始阶段,可以从已成图的资料提取部分信息,但是从长远观点、从信息更新角度,卫星遥感是提供信息源的最有效手段和保证。
【关键词】第二次土地调查;3S技术;航测法
一、前言
随着我国市场经济的逐渐推进,市场对土地的需求也越来越迫切,而我国的土地面积较为固定,且进一步开发利用土地的可能性成本较大,因此,对土地做好保护和有效率利用工作是极为必要的,其中,对土地进行调查时保证我们有效利用土地、推进社会可持续发展的重要内容,能够为我国市场经济的发展、城市社会的进步提供强大的后备资源支撑。
二、3S技术的应用
1、遥感技术在土地详查中的应用
获取工作底图是土地调查的基础工作,而遥感图像是土地调查的基本信息源,因此,RS技术在第二次全国土地调查中得到充分应用是一个必然。第二次土地调查的技术路线就是以纠正好的航片为工作底图,参考其它相关资料进行室内解译,再以影像为基础对图上的各种要素进行全野外调查核实,全面查清土地利用状况,掌握真实的土地基础数据,实现图、数、地三者的一致性,并按照《第二次土地调查数据库建设技术规范》和《土地利用数据库标准》(TD/T 1016-2007)对已经形成的外业调查成果进行集影像、图形、地类、面积和权属于一体的土地调查数据库建设及管理,最终形成土地调查的正式成果。
RS技术的应用,大大改变以手工操作为主的第一次土地详查速度慢、周期长、精度低、成本高、效益低的状况。多年来国家已经开展的土地资源概查、全国土地利用现状调查、耕地后备资源调查、土地利用动态遥感监测、土地利用更新调查等一系列土地调查工作,对RS技术的应用取得了一系列成果,为新一轮土地调查积累了极为丰富的宝贵经验。
2、全球定位技术在土地详查中的应用
随着实时动态测绘技术的发展,快速获取地面数据模型得到了广泛的应用,在二次土地调查中,GPS、RTK(包括网络RTK、CORS)技术应用主要体现在城镇地籍测量、农村地类补充调查或变更调查、城乡土地利用专题调查等方面。
利用GPS建立调查区的平面控制基准。一般地,城镇地籍测量通过静态GPS测量方式,建立调查区的三、四等平面控制网,作为控制测量的骨架;当调查区域不大时,采用RTK技术可以快速建立区域内的一、二级控制点及图根控制点。也可利用GPS测量方式,求取多个基准之间的平面坐标的转换参数,从而将某一基准下的测量数据转换到调查区要求的基准上。
在地类调查方面,利用遥感影像进行土地利用现状调查。室内解译不可避免的存在着误差,并且有些图斑在图上难以判断是否变化及变化前后的面积,或其位置无法在图上直接标出,必须进行实地的野外测量,利用RTK的快速动态定位原理,对区域内全部或部分线状地物、零星地物、地类、权属进行数据采集,获取补测点的三维坐标,作业效率提高,准确地将新增地物标绘在DOM底图上。
3、地理信息系统技术在土地详查中的应用
GIS是以分析处理具有地理坐标的空间信息为主要目标的计算机系统,用于处理调查成果数据分析与数据管理,如室内解译、土地面积量算(含线状地物和零星地类面积扣除)、田坎系数测定、坡度图制作与耕地坡度分级、成果图件制作与表格数据统计输出等。
(1)土地调查遥感解译:利用DOM影像显现的土地利用信息,将原1:1万土地利用现状图与1:1万DOM影像图叠加套合,全面审查DOM与土地利用现状数据库信息的一致性,将不一致的土地信息直接在DOM上进行勾绘。
(2)土地调查面积量算:在GIS中进行面状图斑的量算,只要建立多边形拓朴,即可获得含有每个图斑面积的多边形属性表。利用GIS量算面积,无需用地形图图幅进行控制,量算结果也无需进行平差,可一次性获得图斑的最终面积和调查区域的总面积。克服了常规方法繁杂的手工操作,消除了各种误差,极大地节省了人力和物力,提高了工作效率和精度。
(3)城镇地籍数据库:首先进行地籍变更调查区域的宗地历史库建设,检查地形空间数据,完成后通过程序转换至MAPGIS平台下,建立相应的拓扑关系。再把初始地籍数据转换至MAPGIS平台下(属性含地籍号、地类号),建立面拓扑关系。然后把已录入的宗地属性数据库通过地籍号与地籍空间数据进行关联,同时重新生成、编辑宗地图,形成地籍历史数据库。对于补充调查区域而言,通过数据转换,导入外业采集的界址线数据,在MAPGIS平台下通过建立拓扑关系、属性数据录入、宗地图生成及其它报表输出形成。对于变更地籍调查宗地,首先将变更后的宗地数据导入MAPGIS平台,建立拓扑关系,录入属性数据。再在MAPGIS地籍管理信息系统下通过“外业数据更新地籍数据”功能进行地籍图的更新,同时生成宗地图及其它报表。系统自动记录宗地变更动作。以后即可无限制的追溯单宗地的历史,包括最原始的状况及每次历史的图形信息。
三、航测法在第二次土地调查中的作业流程
航测法是充分利用全数字摄影测量技术的特点,进行先内业后外业,优化土地调查工作的作业流程、降低外业工作的强度和对自然环境的依赖性,从而提高了工作效率和进程, 保证了二调工作按时完成和数据质量、精度要求。
1、数据准备
目前数码航摄技术已得到比较普遍的应用,它是利用数码航摄仪直接获取高清晰, 全数字真彩色的数码影像信息,影像的地面分辨率可达 4.3 cm。
2、制作工作底图
工作底图的制作方法是新技术方案应用于土地调查业务的一个关键环节,也是本文强调的重点。首先,从土地详查作业的需要入手,将在立体模型下能够准确分辨和定位的各种地类的边界线以及能够分辨清楚的各种线状地物,如沟、渠、路、林带等测绘出来,形成地类图斑界线图,为外业的地类调绘和标注提供良好的条件。 然后,将测绘的图斑界线划图与制作好的正射影像图叠加,形成带有图斑地类界线的影像图,通过绘图仪绘制输出在图纸上,作为外业调绘的工作底图。外业调绘时,一是要核对内业所测图斑界线的正确性,同时调查各图斑的地类类别,将地类代码标注在相应的图斑内; 二是对内业没有测绘完全的地类图斑界线进行现场调查标注, 将图斑界线直接描绘在工作底图上,此外还需进行线状地物宽度丈量、零星地类调绘等。
四、结束语
综上所述,随着二调工作的深入, 利用航测法制作调查底图得到了实践的检验,具有突出的先进性和科学性。
参考文献:
[1]夏先丽,韩明,文广,赵俊华1∶5000 地形图的试验[J]测绘通报2010年01期.