十 23, 2012 - file 技术及应用   comment No Comments

摄影测量和遥感技术在西部测图中的应用

西部测图工程总体技术路线

西部测图工程充分采用现代测绘新技术,通过科技创新、管理创新、安全创新、产品创新和质量创优,构建高新技术平台和技术体系,把西部测图工程建设为创新工程、安全工程和优质工程,并以此为契机,推动测绘整体技术水平的提高、产业进步与升级,通过面向国家需求提供保障服务。

其总体技术路线:

  • 一 是采用现代地理空间信息集成技术。针对西部艰苦的自然条件和交通条件,利用航天遥感、数字航空摄影、航空航天合成孔径雷达、全球定位系统和地理信息系统等 现代地理空间信息技术的集成,综合利用多种已经发展成熟的和新型的遥感影像测图技术,重点解决因测区自然地理环境艰难而带来的外业测图工作较为困难的问 题,并根据测图区域的地理特征,有针对性地优化使用现代技术,保证安全、高质量、按期完成工作任务。
  • 二是分区制定科学合理的技术方法。 根据自然地理状况,西部测图工程空白区域分为青藏高原、塔里木盆地、横断山脉、阿尔泰山地、喀喇昆仑山5个作业区域。各区域针对不同的地理位置、范围面积 以及交通、气候等条件对测图控制和影像使用的不同要求,从测图控制和影像使用原则等方面,分别制定符合各自特点的技术方法。

西部测图应用了哪些摄影测量和遥感技术

西 部测图工程包含200万平方公里的辽阔地域。在交通、气候、地理环境等条件受限的情况下,单单依靠传统的航空摄影测量,可想而知,是难以完成这项我国有史 以来最大的测绘任务的。随着数字摄影测量时代的到来,摄影测量与遥感技术的广泛应用,航空航天影像生成产品的多样化,西部测图工程变得不再那么困难。

1、 西部测图工程首次在国内大规模采用高分辨率卫星影像数据进行1:5万比例尺地形图测绘。IMU/DGPS辅助的航空影像测图技术、基于RFM的稀少控制高 分辨率卫星影像测图技术、机载干涉合成孔径雷达测图技术和内外业影像综合判调技术等摄影测量与遥感技术的使用,给作业带来了极大方便。在2006年和 2007年间,我们顺利完成了三江源区域、青藏高原东部和塔里木东部区域约1200幅图,面积约50万平方公里,相当于30多个北京市范围的测图任务,完 成的任务量约占西部测图工程任务总量的25%。

2、IMU/DGPS辅助的航空影像测图技术。该技术采用基于DGPS/IMU组合系统的传 感器自主定位技术和超高分辨率、高分辨率航空影像,利用稀少地面控制或无地面控制的航空影像测图和基于多基线多影像处理技术的新型航空数码影像测图关键技 术,是空白区1:5万比例尺地形图生产的一种可靠、有效的新技术手段。测图实践表明,只需要每1000公里的范围内建立一个航摄基站,IMU/DGPS辅 助的1:5万比例尺航测成图无需地面控制和空三加密即可满足成图的精度要求。该技术方法直接利用IMU/DGPS组合系统所获得的外方位元素设置立体像 对,以立体模型、区域或图幅为基本单元,进行数字高程模型、数字正射影像图和数字线画图的生产。提出并成功开发基于多基线处理的新型大幅面框幅式航空数字 影像测图关键技术及算法,在使用新型大幅面框幅式航空数字影像时,形成了新的以区域或图幅为基本作业单元的数据处理方法及软件系统,保证了影像匹配的精度 和可靠性,使匹配粗差大大减少,有效解决了复杂地形条件(大面积干旱半干旱破碎地貌,深切割山地、大面积荒漠/沙漠、城市中心区域等)下DEM/DSM的 全自动提取和等高线的半自动提取。

3、基于RFM的稀少控制高分辨率卫星影像测图技术。针对西部测图工程自然地理概况和已经获得的高分辨率 卫星影像资料的情况,地形地物测绘主要采用基于稀少地面控制的高分辨率卫星遥感影像测图技术,以及大范围、快速、高精度的卫星遥感影像地形测绘技术和多源 遥感影像地物要素判绘、解译、量测技术等卫星影像测图新技术,重点解决因测区自然地理环境恶劣而带来的外业测图较为困难的问题。

  • 采 用统一的有理多项式成像(RFM)模型。卫星成像系统一般采用CCD线阵成像技术,根据高分辨率线阵CCD传感器飞行高度高、成像光束窄、接近平行投影的 特点,可以计算和采用统一的几何成像模型,即有理多项式成像模型。RFM模型适用于各类传感器,包括最新的航空和航天传感器。RFM模型的使用将大大简化 高分辨率卫星影像的处理流程,有利于多源、异构传感器平台,不同分辨率卫星影像的联合区域网平差定向。
  • 研发大范围区域稀少或无地面控制 区域网平差技术。卫星成像系统一般在高空飞行,影像覆盖范围广大,地面少量控制点便可控制较大区域且可以满足成图要求;另外,提出并研发了将标准景卫星影 像(例如快鸟、IRS-P5等)自动拼接成长条带卫星影像的预处理技术,进一步减少了对控制点的需求。
  • 采用在边境地区进行无控制条件下自由网平差或单侧进行控制的方案,有效解决边境地区控制及测图困难的问题,也使得大范围边境区域和境外地形图测绘成为可能。
  • 提 出并研发了基于多基线、多重匹配特征(特征点、格网点及特征线)的自动匹配技术,形成全新的、稳健的可以同时处理多幅影像的基于物方几何约束的多影像多基 线相关匹配算法,同时保证了影像匹配的精度和可靠性,使匹配粗差大大减少,有效解决了复杂地形条件下DEM/DSM的全自动提取,减少对自动提取的地表三 维信息的人工编辑工作量,提高作业效率。

4、机载干涉合成孔径雷达测图技术。自主研发和引进、消化、吸收相结合,在突破基于 POS系统的SAR高精度定位技术、顾及SAR成像质量的基于实时差分GPS的高精度智能导航技术、无稳定平台的双收双发长基线干涉SAR技术、多波段多 极化SAR智能信息提取技术、稀少控制航空SAR多航带大面积测图技术等一系列关键技术的基础上,实现了航空SAR遥感应用系统的高效集成,以此完成多云 雨、高海拔、大起伏、高植被覆盖地区的高精度、宽测绘带、稀少控制、大面积SAR测图任务。

5、内外业影像综合判调技术。内外业影像综合判 调技术的主要思路为地物和部分地貌要素的采集采用室内预判绘、外业核查、补绘调绘的方法实施。即地形要素采用遥感影像融合,结合相关资料,首先在内业利用 无控制自由网平差和数字高程模型自动生成方法,生成可用于外业调绘的影像资料,并在室内充分利用立体影像和多光谱影像,结合判读样片,使用基于地理知识的 方法进行地貌要素和地表覆盖的预判,然后在外业进行实地调绘、核查和解译,形成单片调绘底图,最后转入内业进行数字纠正、拼接、图幅裁剪、编辑至成图。

6、对于卫星影像,调绘片采用全色和多光谱影像为数据源,经无控制粗纠正、融合制作地形和地表覆盖调绘底图;地形调绘片用全色粗纠正影像,可叠加核心要素;地表覆盖调绘片用高分辨率的全色影像与多光谱影像的融合影像,可叠加水系、道路等核心要素和自动生成的等高线数据。

7、外业核查和补绘是先实地进行调查,再把补绘内容在调绘底图上进行修改,图幅内外接边后形成最后的调绘原图。由于测区自然地理条件和气候条件的特殊性,因此需要充分利用基于PDA的影像调绘系统等软硬件系统,影像调绘判译采用全野外、野外和室内相结合调判译方法进行。

摄 影测量与遥感能全天候、高精度、高密集度、快速和低成本地获取地面影像数据,具有广泛的应用前景。10多年前,GPS曾对大地测量产生革命性影响;今天, 摄影测量与遥感新技术的应用正在对普通测量产生革命性的影响。这些新技术必将在西部测图工程建设中发挥不可估量的作用,把我国的工程建设提高到一个新的水 平。

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