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航空航天遥感技术范文1
随着现代信息技术的不断发展,全球定位系统技术(GPS)、遥感技术(RS)、地理信息系统技术(GIsl和计算机技术、网络技术在土地科学中的应用日趋广泛,为土地科学信息化提供了强有力的技术支撑,并且大大提高了土地资源管理工作的效率和水平。
一、3S技术
1.全球定位系统技术(GPS)。全球定位系统是以卫星为基础的无线电测时定位导航系统。可为航空、航天、洼地、海洋等方面的用户提供不同精度的在线或离线的空间定位数据。GPS具有快速、高精度定位、导航、测速和授时等方面的功能,已经在地球学科中得到了广泛的应用,并引起了空间定位技术革命性的变化。随着差分GPS技术的发展,用GPS测定三维坐标的技术方法将测绘定位技术从静态扩展到动态,从事后处理扩展到实时或准实时定位与导航,GPS的绝对和相对精度也发展到了米、厘米级乃至亚毫米级,GPS作为一种全新的现代定位方法。已经逐渐在越来越多的领域取代了常规仪器。GPS系统包括三大部分:空间部分一GPS卫星星座;地面控制部一地面监控系统:用户设备部分一信号接收机。GPS卫星用L波段良种频率的无线电波向用户发射导航定位信号,同时接收地面发送的导航电文以及调度命令。
2.航空航天遥感技术(Rs)。遥感技术是指从远距离、高空以及外层空间的各种平台上,利用可见光、红外线、微波等探测仪器,通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理,从而识别探测对象的性质和运动状态的现代化技术体系。它包括空间信息采集系统、地面接收和预处理系统、地面实况调查系统、信息分析应用系统。现代遥感技术是通过多光谱摄影及时获取丰富信息的。主要表现在它的多传感器、高分辨率和多时相特征。遥感信息的应用已经从单一遥感资料向多时相、多数据源的融合与分析,从静态分析向动态检测过渡,从对资源与环境的定性调查向计算机辅助的定量自动制图过渡,从对各种现象的表面描述向软件分析和计量探索过渡。
RS技术主要有卫星遥感技术与航空遥感技术。卫星遥感技术产品在小比例尺(如1:10000+地利用数据库)中应用较多。卫星遥感技术问世以来,其分辨率得到了迅速提高。卫星能够在极短的时间内对地表重复采样,获得数据。航空遥感技术产品具有高精度、直观和色彩较真等特点,常用于大比例尺(如l:2000)土地利用数据库的数据获取与更新。其优势是常规方法根本无法比拟的。
3.地理信息系统技术(GIs)。地理信息系统是在计算机硬件、软件设备支持下,实现地理空间数据输入、存储、管理、检查、处理和综合分析的技术系统。GIS是空间数据的管理系统,是空间数据和属性数据的综合体。它可以管理海量数据,供浏览、查询,进行空间分析、路径分析、包含分析、断面分析、格网分析、专业分析、生成数字模型、制图等。GIS技术目前已被应用于土地资源的调查、统计、分析、管理及决策等方面。利用GIS技术可以在短时间内更新土地资源的图件和数据等基础资料,以便政府根据土地的动态情况制定相应的政策。总之,GIS不仅可以实现资源信息的高效管理,而且能生成常规方法无法获得的信息,提高分析的准确性和灵活性,有效实现对土地资源各项因素的综合分析与动态监测、模式评价与辅助决策。具有巨大的应用潜力。
4.3S技术是全球空间定位技术(GPS)、航空航天遥感技术(RS)和地理信息系统技术(GIS)的统称。广义的3S技术包括空间信息获取、传感器和信息探测、图形图像处理、空间定位、动态监测、信息管理与存储、预测评价和决策分析等。
GPS、RS和GIS的整体集成无疑是人们所追求的目标,3S技术集成是指三种技术与其他相关技术有机地集成在起。是一种有机的结合、在线的连接、实时的处理和系统的整体性。GPS提供实时而准确的定位信息,对于空间数据的确定有特殊意义,RS技术利用某些仪器设备,在不与被研究对象直接接触的情况下。收集其数据。通过处理分析,最后提取和应用有关对象信息,是一种高效的信息采集手段,具有极高的空间时间分辨率;GIs是利用现代计算机图形和数据库技术来输入、存贮、编辑、查询、分析、决策和输出空间图形及属性数据的计算机系统。它能够把现实生活中的各种信息有机地与反映地理位置的图形信息结合在一起,可根据查询与分析将信息真实、图文并茂地展示在用户面前,也可将分析决策模型处理结果提交各级管理部门作决策参考。3S集成系统不仅具有自动、实时采集、处理和更新数据的功能,而且能够智能式地分析和运用数据。为各种应用提供科学决策咨询,并回答用户可能的各种复杂问题。在这个系统内,GIS相当于中枢神经,RS相当于传感器,GPS相当于定位器,三者的共同作用收集和处理地球能实时的变化。使其在资源环境与区域管理等众多领域中发挥巨大作用。
航空航天遥感技术范文2
遥感是利用工作在不同电磁波范围、运行在不同高度和不同类型遥感平台上的技术,连续不断、夜以继日、周而复始地获取以地球表面为主体的遥感数据,对地球表面的各种物体进行探测,把握地球表面物体、现象和过程的变化及其演变过程。
遥感开辟了人类认知地球的崭新视角,为人类提供了从多维角度和宏观尺度上去认识宇宙世界的新方法和新手段,实现了历史性的跨越。目前,我国的遥感应用已取得了令人瞩目的成就,在经济建设和社会发展中发挥着越来越重要的技术支撑和服务作用。
受国家重视应用前景广
中国遥感技术起步于20世纪70年代末,30年来,国家非常重视遥感技术的发展,连续4个五年计划都把发展遥感技术列为国家重点科技攻关项目,把遥感技术作为国民经济建设35项关键技术之一。
在应用方面,遥感已在土地资源、土地利用及其动态监测,主要农作物的遥感估产,森林资源调查包括植树造林及退耕还林评估,重要自然灾害的遥感监测与评估,城市发展和规划的遥感监测等众多领域得到全面应用。
遥感应用为国家和各级政府提供了大量科学的宏观辅助决策信息,产生了巨大的社会经济效益。越来越多的部门,已经或正在将这些技术纳入部门业务化应用中,成为主管部门执法或制定产业政策、行业规范及行业技术改造的主要技术之一。
国家中长期规划把遥感对地观测列为重点项目,将遥感应用列为相关部门的重点应用内容。我国卫星发射有长期规划,保证了遥感应用的信息源,保证了我国的遥感应用持续发展。
各领域实践处处开花
1.土地资源调查和土地动态遥感监测
随着人口的增加,耕地的减少,我国面临着如何尽快查清国土资源的数量和分布的重大问题。
我国利用遥感技术先后完成了全国土地利用调查。在20世纪80年代初期采用陆地卫星MSS数据编制了全国818幅1∶25万土地利用图等。20世纪80年代中期我国又应用航空和卫星遥感技术与野外调绘相结合,完成全国的土地利用详查,查清了我国土地权属、类型、数量、质量、分布及利用状况。从此取得了全面、翔实、准确的全国土地利用现状的第一手资料,为编制国民经济和社会发展计划,制定有关政策和科学决策等提供了重要依据。我国应用陆地卫星TM数据、中巴卫星数据等完成了20世纪80年代中期、90年代中末期和2000年代中期1∶10万和1∶25万全国土地利用调查,并建立了业务运行系统,具有每年耕地数据动态更新和每五年土地利用数据全面更新的能力。现在我国正利用遥感数据进行第二次全国土地详查工作。
2.遥感在自然灾害监测评估中的应用
遥感技术为自然灾害的监测评价提供了强有力的技术手段。经过20多年的科技攻关和建设,我国已建立了重大自然灾害遥感监测评估运行系统,已经形成了对台风、暴雨、洪涝、旱灾、森林与草原火灾、雪灾、冰凌、赤潮、地震、沙尘暴以及典型区的虫害、滑坡、泥石流等灾害的监测能力,特别是快速图像处理和评估系统的建立,已经具有了对突发性灾害的快速应急反应能力,使该系统能在几个小时内获取灾情数据,1天内做出灾情的快速评估,1周内完成详细评估报告。
系统建成后已先后在1987年的大兴安岭特大森林火灾,1998年我国长江、嫩江特大洪水,2000年易贡大滑坡地质灾害,2003年淮河大洪水以及2008年“5•12”汶川特大地震等灾害监测中投入运行,为国家各级防灾减灾部门决策提供服务,产生巨大的社会和经济效益。
例如在1998年我国特大洪水监测中,运用了六颗卫星数据,出动三套航空遥感系统对灾情进行动态监测,并核实了上报受灾面积3 亿多亩为3000多亩的事实,体现了遥感的优势。遥感在汶川大地震灾情监测中发挥了其他手段不可替代的作用,是获取灾情信息的惟一手段。在四川汶川大地震发生后,全力启用了航空、航天遥感设备和专业技术人员,为抗震救灾监测获取、处理和分析数据,并紧急向政府部门、前线指挥部提供了大量快速、有效的灾情数据和信息。
3.农作物遥感估产系统
农业生产形势,特别是各级政府、农业生产管理部门、农产品购销与加工企业以及广大公众都关注的大事。农作物长势与产量是国家社会经济基础信息,对于制定国家和区域社会经济发展规划,制定农产品进出口计划,确保国家粮食安全,指导和调控宏观的种植业结构调整,提高相关企业与农民的经营管理水平均具有重要意义。遥感技术用于农情监测具有得天独厚的优势。近30年来,农作物遥感监测一直是遥感应用的一个重要主题。
中国科学院建成了“中国农情遥感速报系统”,该系统包括作物长势监测、主要作物产量预测、粮食产量预测、时空结构监测和粮食供需平衡预警等5个子系统,可实现全国范围主要农作物的长势监测、单产预测与估算、农作物种植面积提取、种植结构变化监测、粮食总产分析计算、耕地复种指数获取、农业气象分析、农作物旱情遥感监测等农情监测业务,并能获取全球主要农业国家的作物长势和重点产粮国的总产预测等信息。自运行以来,该系统每年监测和预测的信息被国家发改委、国家粮食局、农业部等部门及一些省市应用,现在已推广到期货市场应用。
农业部组织研发并投入业务运行的“国家农业遥感监测系统(CHARMS)”,可定期监测和评价全国大宗农作物面积、长势和产量、草地产草量和草地退化、农业土地资源、土壤墒情、农业灾害等主要农业动态信息,为农业结构调整、粮食安全预警和农业宏观决策提供可靠的技术支撑。
4.遥感在数字城市建设中的应用
遥感在城市建筑监测中发挥了重要作用。城市拆迁是城市建设中的难题,利用高分辨率图像,对拆迁进程一目了然,便于城市建设管理。北京市利用“北京一号”小卫星4米分辨率的图像对较大工程(如奥运工程)的拆迁和建设进行了监测。建设部已经建立了风景名胜保护监管信息系统,实现对风景名胜区环境生态和景观的及时、有效的监管,以迅速遏制国家级风景名胜区“城市化”、“人工化”、“商业化”的趋势恶性蔓延,保护国家风景名胜区的宝贵资源。该系统已纳入建设部日常监管业务。
城市发展已经成为遥感技术应用最具活力的领域之一。利用先进的遥感等空间信息技术可以对城市自然生态中的土地、生物(如绿地)、水、景观等,对社会生态中的环境(如大气污染)和人居环境(如绿化和热岛)等进行监测,为城市建设提供生态布局和治理方案。
对我国直辖市、省会城市和特别行政区的34个城市的中心建成区30年的城市扩展监测结果表明,到21世纪初期,各个城市中心建成区不同程度地增加了中心建成区的面积,城市的建设规模显著增大。实施监测的34个城市的中心建成区面积较监测起始期扩大了2.26倍。
5. 遥感在测绘中的应用
以遥感数据为核心的国家1:5万地形数据库建设已相继完成了数字栅格地图(DRG)、数字高程模型(DEM)、矢量核心要素数据库(DLG)、地名(GN)、土地覆盖(LC)、数字正射影像(DOM)、控制点(CP)、元数据库(MD)等专题数据库,并实现对各数据库的集成管理,为广大用户提供高精度的基础地理信息服务。1∶5万基础地理信息更新工程的实施,将大幅度地提高其现势性和改善内容完整性,有力地提升基础测绘成果为国民经济建设、社会发展和国家安全的服务保障能力与水平。
我国西部约 200万平方公里的国土曾经受恶劣自然环境和当时技术水平的制约,一直没有测制过1:5万比例尺地形图。如今,航天遥感、航空摄影、航空航天合成孔径雷达、卫星导航定位、地理信息系统等最新摄影测量与遥感技术,为西部测图工程的顺利实施提供了有力的技术支撑。西部测图工程的实施,对于满足西部重大基础设施建设、资源合理开发与利用、生态建设与环境保护以及国家安全具有十分重大的意义。
做好数据保障与应用业务结合
1. 遥感应用的数据保障问题
遥感应用进入业务化,首先要保证其时效性、数据的可靠性和实用性。这就要求遥感数据能及时提供用户所需要的不同时间分辨率、空间分辨率、光谱分辨率的各种数据,特别是突发性灾害的监测评估,要能在灾害发生后最短的时间内提供遥感数据。
2. 遥感信息与应用业务的结合问题
遥感提供的信息可能只是业务应用涉及的部分信息,要解决业务应用需要与实际应用模型、其他数据与信息等的结合,其难点是遥感信息与应用模型的同化、综合信息的挖掘等。
3. 遥感应用系统集成问题
遥感信息作为业务应用的重要空间信息,其优势是可以快速提供大范围地表的空间分布信息,这是常规方法不可比拟的,但是,遥感信息必须与数据库、模型和应用系统集成在一起才能发挥其应有的作用。目前应用比较好的领域都是这样做的。
“四化”加速遥感应用
1. 遥感应用数据的详细化
由于遥感应用的巨大需求,遥感数据获取技术的飞速发展,适应遥感应用的数据将是多样化的。空间分辨率将会有几公里- 1公里-几百米-几十米-几米-几十厘米级的数据,时间分辨率会有几天-几小时- 1小时-半小时甚至更高时频的数据,光谱间隔将达纳米级。
2. 遥感信息提取的智能化
遥感应用的重要环节是信息提取和挖掘。未来的遥感数据处理和信息提取技术会向自动化、智能化方向发展,关键要解决精度和速度问题,新的算法、模式识别和工作流技术等将会引入到遥感数据处理和信息提取中,大大提高自动化处理和智能化提取的能力,可以自动处理重复、费事的任务,提高操作效率,降低生产成本。
3. 遥感应用的外包服务化
由于遥感的数据-信息-知识-应用的技术环节复杂,因此遥感应用的门槛很高。目前,国际上已出现一些大的企业,承接政府和行业的遥感应用。将复杂的技术问题交给企业解决,从得到的遥感信息和知识中做好自身与专业的结合,从而降低应用的门槛。我国“北京一号”小卫星的应用就是由北京各委办局交给企业做的,取得很好的效果。这种外包服务化是未来遥感应用发展的趋势,也会推动遥感产业化。
4. 遥感应用的大众化
航空航天遥感技术范文3
我国第一次土地普查耗时12年。
我国第二次土地普查将只需2.5年。
按照国务院的统一部署,我国于今年7月1日开展第二次全国土地普查,将历时两年半。时间长短对土地普查有什么影响?时间短有什么好处?同样都是土地普查,为什么时间差别如此之大?
社会经济现象总是随时间而改变,这决定了普查的一个主要特点―调查某一时点上的社会经济现象总体的数量。每天都有农田在消失,每天都有大楼拔地而起,因而土地调查必须是调查某一个时点的数量。
如果普查的时间过长,将导致数据失效,不利于统计分析。我国第一次土地普查从1984年开始,结束于1996年,即某地的普查时间是1984年,另一地方普查时间可能是1996年。这12年正是我国基础建设日新月异的12年,1996年的情况相对于1984年的情况已经发生了巨大变化,两个数据之间根本不具备可比性。因此,这种耗时很长的土地普查,很难真正摸清土地家底。
但是,限于人力、物力,普查几乎不可能在某一时点完成。普查的负责人总是希望投入更多的人力物力,缩短普查时间。第二次全国土地普查将把时间从12年减少到2.5年,几乎是第一次的1/5。为什么会发生如此之大的变化?
作为第二次全国土地普查技术规程主要起草人,中国土地勘测规划院副院长谢俊奇的回答是,第二次全国土地普查充分利用了现代科学技术,这是普查变短的主要原因。
第一次土地普查采用的技术体系是部分遥感和地面调查技术,操作方式是以手工操作为主,成果以纸介质为主。现代信息技术应用程度不高,影响了调查成果的应用和共享。一些参与第一次调查的人回忆起当年调查的情形时说:“当时的技术手段落后,有的地方连起码的调查、测量工具都没有,量算面积靠手工计算。即使技术人员非常认真,也不可避免产生一些误差。”
第二次全国土地普查将运用航空航天遥感技术、GPS技术和数字化、网络化技术等。专业人士指出,卫星遥感技术具有全天候、动态、重复探测、成像周期短等特点,能够实时、准确地反映地面信息的变化,为快速获取土地利用现状数据和全面更新提供重要信息源,因此在两年半的时间内就可以完成第二次全国土地普查。
航空航天遥感技术范文4
一、3S技术概述
1 全球定位系统技术(GPS)全球定位系统是以卫星为基础的无线电测时定位导航系统,可为航空、航天、洼地、海洋等方面的用户提供不同精度的在线或离线的空间定位数据。GPS具有快速、高精度定位、导航、测速和授时等方面的功能,已经在土地管理的测量控制网布设、乡村土地调查和城镇地籍测量中发挥积极作用。
2 航空航天遥感技术(Rs)遥感技术是指从远距离、高空以及外层空间的各种平台上,利用可见光、红外线、微波等探测仪器,通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理,从而识别探测对象的性质和运动状态的现代化技术体系。它包括空间信息采集系统、地面接收和预处理系统、地面实况调查系统、信息分析应用系统。
3 地理信息系统技术(GIs)地理信息系统是在计算机硬件、软件设备支持下,实现地理空问数据输入、存储、管理、检查、处理和综合分析的技术系统。GIS不仅可以实现资源信息的高效管理,而且能生成常规方法无法获得的信息,提高分析的准确性和灵活性,有效实现对土地资源各项因素的综合分析与动态监测、模式评价与辅助决策,具有巨大的应用潜力。
4 “3S”集成就是对RS、GIS、GPS取长补短,是一个自然发展趋势,也是当今信息技术发展的必然。实践表明,RS、GIS、GPS技术在其应用领域各具特色,但每一种技术单独使用时也显现出了各自的局限性。从未来发展看,利用RS、GPS技术快速准确地获取空间信息和GIS技术强大的空间数据处理功能,即“两只眼睛,一个大脑”有机结合,将实现对信息实时、整体、动态地管理。
二、“3S”测绘技术在土地科学中的应用
1 在土地资源调查中的应用。土地资源指目前或可预见到的将来,可供农、林、牧业或其他各业利用的土地,是人类生存的基本资料和劳动对象。土地资源调查是为查清某一国家、某一地区或某一单位的土地数量、质量、分布及其利用状况而进行的量测、分析和评价工作,目的是为合理调整土地利用结构和生产布局、制定农业区划和土地规划提供依据,并为进行科学的土地资源管理创造条件。土地资源调查主要包括土地利用现状调查、土地质量调查和土地评价及土地监测等。可利用“3S”技术建立土地调查系统,并应用于全国第二次土地调查。
RS、GIS和GPS等为土地调查提供了坚实的技术支撑,RS快捷、实时、高效地获取土地利用变化信息;GPS快速准确地采集土地利用变化图斑的空间位置;GIS对采集的数据进行编辑实现数据管理自动化。当前的全国第二次土地调查的技术流程如下:采用现代遥感技术获取影像资料。完成正射影像和基础图件制作;通过遥感影像和外业自动化调查进行实地调查;进行内业处理,完成信息的汇总统计和分析:实现调查数据的管理和更新机制的建设:逐步建立起土地利用动态监测体系。
2 在土地勘测定界中的应用。土地勘测定界(简称勘界),是指根据土地征收、征用、划拨、出让、农用地转用和土地整理等工作需要,实地界定土地使用范围、测定界址位置、调绘土地利用现状,计算用地面积,为用地审批和地籍管理等提供科学、准确的基础资料而进行的技术服务性工作。土地勘界主要包括权属调查、土地测绘和编写勘测定界报告。根据土地勘测定界的工作程序,勘测定界分为外业调查、外业测量、内业整理汇总及归档阶段四个主要阶段。
航空航天遥感技术范文5
关键词:航空测量;数字正射影像图;土地调查
Abstract: with the aerial survey and the rapid development of computer and sensor technology, application of aviation image production geographical spatial information data product technology is mature, aerial survey in land management, department of industry and widely used. Using air shooting method and measurement technology, and production Numbers are projective holograms, and data sources, land survey, can be solved in the past, change of land detailed investigation survey technical means backward, low precision of map data, maps, inconsistent data, field problems, meet the needs of land management and economic construction in the new period.
Key words: air survey; Numbers are projective like figure; Land survey.
中图分类号:P21文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
一.航空测量概述
1.航空测量获取影像资料的方式
航空测量是利用数码航摄仪采用不同类型的数字传感器以获得数据,主要有两种方式:一种是基于线阵(Linear Array)的传感器方式,另一种是基于面阵(Plane Array)的传感器方式。航空数码航摄仪能够同时获取立体影像和彩色多光谱影像,它采用线阵列推扫成像原理,能同时提供3个全色与4个多光谱波段数字影像。该全色波段的前视、下视和后视影像可以构成3个立体像对。彩色成像部分由R、G、B和近红外4个波段,经融合处理获得真彩色影像和彩红外、多光谱影像。
2.航空测量的特点
(1)具有较高的数据获取效率
使用全数字航摄相机,获得影像数据,无需冲洗、扫描,航摄飞行当天就能拿到数据产品,通过软件完成飞行质量检查,来决定是否需要及时朴飞。由于数字航摄仪的CCD器件的光敏度高于胶片的光敏度,并采用时间延迟曝光原理进行像移补偿(电子FMC),因此在低空高速飞行时能获得清晰的图像,这一新的系统能用较长的曝光时问来适应各种不同的照相条件,使照相时间窗口扩大了3倍以上,增加了飞行机会。
(2)大幅度提高数据应用的时效性
数字航摄仪采用机载CPS和IMU技术,随机获取每张相片的外方位元素,经等视差曲线编辑,可自动生成DEM和正射影像,无需地面控制点或只需加少量控制点,因而大大缩短作业周期,节省了外业像控测量的费用。
二.航空摄影测量系统的数字正射影像图作业过程
将航测技术应用于土地现状调查工作,并不是简单的利用航摄影片制作出像片图作为外业测绘的工作底图,而应该充分利用现代数字航测技术的特点,尽可能的优化土地调查工作的作业流程,提高土地调查成图质量。
1.航空摄影
对于需要制作数字正射影像图的区域,根据成图比例尺及精度要求,选择航摄相机,按航空摄影的技术规定进行航拍,获取影像数据。
2.外业像控
根据摄影测量技术规范,选取摄区内一定数量的明显地物点,利用GPS或全站仪等测量仪器,采集明显地物点的三维坐标作为空三加密的外业像控点。
3.空三加密
采用数字摄影测量系统中空中三角测量软件AATM,对航摄区内的航片分区域进行空三加密,利用少量外业像控点、模型连接、平差解算,获取每张航片的外业方位元素,为每张航片的纠正提供定位基础。
(1)引入空三加密成果建立测区,恢复模型。
(2)定义模型的作业区域,生成核线影像,对核线影像进行匹配,形成匹配点与等视差曲线。作业区域的确定应尽量靠近控制点连线,对于高差较大的地区,更应注意,防止像对之间出现裂隙。
(3)检查匹配结果,根据需要进行交互立体编辑处理。重点是:高层建筑区、影像模糊区、阴影区、大面积水域、建筑密集区、森林覆盖区以及山谷、山脊地形变换处等。如果局部匹配存在问题,则应回到相对定向,在出现问题的部分增加相对定向点,或在匹配预处理中增加特征点、特征线。
5.单模型正射影像生成及拼接
(1)数字微分纠正
根据单模型DEM及像片内外方位元素、影像分辨率,采用数字微分纠正方法进行纠正及影像重采样,生成单模型DOM。
(2)色调或色彩调整
影像镶嵌前,应检查相邻各片之间的色调或彩色偏差,根据需要采用图像处理方法进行调整,使之基本趋于一致。
(3)镶嵌拼接
根据图廓坐标取矩形并外扩一定范围来设定镶嵌范围,指定文件存放路径。执行影像镶嵌命令,自动拼成整幅的DOM。影像镶嵌完成后,认真检查所生成的DOM,对接边区域内部分出现影像模糊、影像遗漏的地方,应给予修补,城区内的影像镶嵌应采用人工方法进行,防止出现高层建筑因投影方向不一致而产生的影像扭曲变形。也可以采用其它拼接软件进行人机交互镶嵌。
三.航空测量在土地调查中的应用与研究
土地调查是指以现势性的航空或航天遥感资料制作的正射影像图为工作底图,参考土地详查、变更调查的图件、数据等有关资料,启用最新的国家勘界成果,采用新的土地分类体系,通过实地调查,查清当前土地利用的类型、面积、分布状况和土地权属状况,全面更新土地详查和变更调查成果,在此基础上建设或更新土地利用数据库。
1.在土地调查中的技术应用
(1)更新调查比例尺不变的,应参考土地详查和变更调查基础图件,对数字正射影像图进行解译,将未发生变化的各种界线和属性等调查内容,依据影像直接转绘到更新调查工作底图上,实地逐一核实确认。发生变化的内容在实地依据影像调绘在更新调查工作底图上。
(2)更新调查比例尺发生变化的,直接采用新的工作底图,参照土地详查和变更调查图件,实地外业调绘。
(3)对于工作底图上不存在的新增地物,根据影像和实地情况,采用判读法、目视内插法、距离交绘法、极坐标法、直角坐标法、截距法、平板仪法、GPS测量等方法将新增地物补测在工作底图上,或参照有关资料将新增地物转绘到工作底图上到实地核实确认。补测精度要求新补测的地物点对四周已知明显地物点距离误差,平地、丘陵不得大于图上±0.4mm,山区不得大于图上±0.8mm。
(4)外业调绘和补测后应及时转绘。要求各种界线、地物位置准确,各种注记正确无误,清晰易读,线划符号符合图式图例要求。
(5)与影像对比,调绘、转绘的各种明显界线移位不得大于图上±0.2mm;不明显界线移位不得大于图上±0.5mm。
2.基于数码彩色正射影像图的土地调查应用
数码彩色数字正射影像图是利用数码彩色航片,通过数字摄影测量的原理及方法,对航片进行外业控制测量、空三加密、影像纠正生成的影像图。数码彩色数字正射影像图具有精度高、信息丰富、直观真实等优点。数码彩色正射影像图与常规黑白正射影像图相比,具有分辨率高,色彩鲜艳等特点,特别适用于室内判读。通过利用已有的土地利用现状资料及历年变更资料,结合影像解译标志,以土地调查地类分类的技术要求为依据,准确判读地类类型,实现土地调查的外业调查。在外业调查中,由于交通通行条件等因素的限制,一些区域无法走到、看到,特别是山地区域,这就更需要通过航拍影像进行准确判读;以彩色影像进行判读,就更容易达到技术要求。土地调查最关注的是耕地地类的判读的准确性,耕地一般都分布在交通相对便利的地方,因此,外业核查的重点也应放在耕地地类的核查方面。数码彩色影像由于色彩丰富、色调层次多,易于划分地类界线,对提高各类界线调绘精度有很大帮助。利用数码彩色影像可以很容易引入机助制图平台,实现计算化的室内判读和图斑描绘,减少外业成果转绘工序,提高地类图斑的几何定位精度。
3.建立土地调查数据库
经过对内业判读解译,外业核查、修改,及最后专家验收过的成果数据,获得可以初步使用的土地利用现状图,然后通过编辑、入库、构建拓扑等数据处理,最后获取土地调查建库数据。在建库数据中既有图形数据又有属性数据,其中图形数据是以坐标集合的矢量形式来描述,属性数据是以文字与数字的表格形式来描述,并且这些图形数据和属性数据之间还存在着关联性。为了更好地保存和应用这些已经完成的调查成果,可以运用GIS软件来建立含有这些图形数据和属性数据的数据库。建设土地调查数据库要选择合适的软、硬件。土地调查成果数据不仅要包含调查成果矢量数据库,也应包含以数字正射影像图为背景的栅格数据库,两库合一,不仅可以检核外业调查成果,也有利于数据管理及年度变更。
四、航测技术进行土地调查作业的优点
1、图斑界线位置准确,即定位精度高
在立体模型下(不是正射影像图),大部分的图斑(地类)都能观测到其边界线的位置,利用航测成图软件采集的图斑界线,其精度可达到图上0.5mm,这相对于采用卫片资料外业手工描绘图斑界线而言,其精度可提高近1倍。这样就使得土地面积计算和汇总工作的准确度提高了一个档次。
2、外业调绘工作效率高,劳动强度低
由于在内业立体下已经测绘了大部分的图斑界线和线状地物(约80%以上),并清楚地标绘在调绘底图上,对明显的无疑义的地类还标注了地类代码,甚至对明显的线状地物还量测了宽度,这就使得外业调绘工作变得比较简单和快捷,其工作重点是查清(或核实)每个图斑的地类性质。这与采用卫片资料作为外业调绘底图的作业模式比较,无疑极大地提高了作业效率。此外,由于采用了航测成图技术,使得原来需要在野外现场完成的图斑地类界线标绘工作变成了内业工作,从而使外业调绘人员的劳动强度大大减轻,这也是工作效率提高的因素之一。
3、适用性强
随着土地管理工作的进一步数字化和规范化,对土地调查资料的现势性和准确性要求将进一步提高。这样原来一直沿用的1:1万比例尺工作底图已难以适用,需要将调绘工作底图的比例尺适当放大(全国许多地方已采用1:5000或1:2000比例尺工作底图)。目前的卫片资料因受到诸多技术因素的限制,难以制作出更大比例尺的影像图。而航空摄影测量则可以根据成图比例尺的要求,通过调整航摄比例尺(航高)来获得所需的影像资料,从而能够更好的适应土地利用现状调查工作的需要。
五.结语
新的航空航天遥感测量技术为土地资源调查及国土资源管理带来了新的数据源,给日常土地变更带来新的技术手段,国土资源管理也从传统的图件管理向计算机化的数据库管理和可视化管理发展。本文在总结实践研究结果的基础上认为,利用航空测量技术进行土地调查,可以大大减少外业调绘的工作强度,综合利用航空数码影像的多光谱性及高分辨率的特点,可以方便地获取土地利用的最新数据;也可以借助新的航空数码影像进行实时的土地变更,获得现势性更为准确的土地利用现状调查资料,准确反映各类土地的实际变化情况。
参考文献
[1]张定祥等.基于高光谱和高分辨率影像的土地利用数据库更新研究.农业工程学报,2004,20(6).
航空航天遥感技术范文6
关键词:测量技术,数 字化,信息化
中图分类号: TM930.9 文献标识码:A文章编号:
Abstract: this paper mainly introduces the traditional measuring the concept of learning and research objects, measurement of new technology global positioning technology GPS geographic information technology GIS remote sensing technology RS 3 S and digital photography in the measurement of the advantages and the new technology development in national economic construction of survey, design, construction and maintenance of the various stages of applications.
Keywords: measurement technique, number of words, information
随着科学技术的飞速发展 ,计算机 网络技术、卫星定位系统以及地理信息系统的运用使得现代测绘技术的作用领域不断扩大。目前,世界上已有多个国家实现了现代数字测绘技术代替传统的模拟测绘技术,数字化信息也正朝着网络化的方向发展,这标志着数字化时代已经来临。近年来,我国经济社会信息化水平不断提高,使得社会各个领域对数字化测绘产品的需求量也随之增加,数字化基础地理信息已经成为一种不可或缺的数字地理空间支撑条件。现在,我国正处于非常重要的发展时期,要进一步加强水利、交通、能源等基础设施的建设 以及自然资源的开发利用,这对测绘技术提出更高的要求,同时也提供了更广阔的发展空间。
1、传统测量学
传统测量学是研究如何测定地面点的平面位置及高程,如何将地球表面的地貌及其它信息测绘成图,如何确定地球形状和大小,并将设计图上的工程构造物放到实地上的科学 它的任务与作用包括测绘与测设两个方面 测绘是测定地球表面的自然地貌及人工构造物的平面位置及高程,并按一定比例尺缩放成图,供国防工程及国民经济建设规划设计管理和科学研究用,测设是将设计图上的平面位置和高程实地标设出来,作为施工的依据。
测量学按其研究的对象和应用范围可分为以下几门课程:
普通测量学,研究将地球表面局部的地貌及人工构造物测绘成大比例尺地形图的基本理论和方法的科学,这是测量学的基础。
大地测量学,研究地球表面区域的点位测定以及整个地球的形状大小和地球重力场测定的理论和方法的。
科学摄影测量学,研究利用摄影和遥感技术获取被测地表物体的信息,进行分析处理,绘制成地形图和数字模型的理论和方法的。
科学工程测量学,研究工程建设在规划设计、施工运行、管理等各阶段经行的测量工作的理论和方法的科学制图学,研究将地球表面的点、线经过投影变换后绘制成满足各种不同要求的地图。
2、 测量技术的发展
技术(GIS)遥感技术(RS)及数字摄影测量近些年来,伴随着科学的发展,测量科学也有着巨大的进步,现代数字化技术全球定位系统(GPS )地理信息技术(GIS )遥感技术(RS )及数字摄影测量等各种新技术在测量学中得以研究和应用。
2.1 GPS技术
全球定位系统(GPS )是美国军方在 1973 年开始发展的新一代卫星导航和定位军事系统,由分布在六个轨道上的21+3个卫星组成,民用限制使用。大约1983年开始用于解决大地测量问题,它的基本定位原理是依据用户和四颗卫星之间的伪距测量,根据卫星在适当参考框架中的已知坐标确定用户接收机天线的坐标信号由卫星发出,基本观测值是信号由卫星天线到接收机天线传播的时间间隔,然后用信号传播速度将信号传播时间换算成距离。按照原理,只要同步观测三颗卫星即可交会出测站的三维坐标 RTK实时动态技术是在 GPS基础上发展起来的,能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果,并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的 GPS定位测量方式,是 GPS应用的重大里程碑 RTK测量是将 l 台 GPS接收机安装在已知点上对 GPS卫星进行观测,将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上,再通过基准站电台发射出去;流动站在对 GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时,也接收由基准站电台发射的信号,经解调得到基准站的载波相位观测量;流动站的GPS接收机再利用 0TF (运动中求解整周模糊度)技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度,最后求出厘米级精度流动站的位置 RTK测量可以不布设各级控制点,仅依据一定数量的基准控制点,便可以高精度快速地测定图根控制点界址点、地形点、地物点的坐标,利用测图软件可以在野外一次生成电子地图 同时,也可以根据已有的数据成果快速的进行施工放样,因此,RTK被广泛应用于图根控制测量,地籍房地产测绘数字化测图及施工放样等各种工作中。
2.2 RS技术
遥感(RS )是不接触物体本身,用传感器采集目标物的电磁波信息,经处理分析后,识别目标物,揭示其几何物理性质和相互联系及其变化规律的科学技术一切物体,由于其种类和环境不同,因而具有反射或辐射不同波长电磁波的特性。遥感技术就是利用物体的这种电磁波特性,通过观测电磁波,从而判读和分析地表的目标及现象,达到识别物体及物体存在的环境条件的技术。
2.3 GIS技术
地理信息系统(GIS )是在计算机软件和硬件支持下,把各种地理信息按照空间分布及属性以一定的格式输入、贮存、检索、更新显示、制图和综合分析应用的技术系统,它是将计算机技术与空间地理数据分布相结合,通过一系列空间操作和分析方法,为地球科学,环境科学和工程设计,乃至政府行政职能和企业经营提供对规划,管理和决策有用的信息,并回答用户提出的问题。目前 GIS不仅发展成为一门较为成熟的技术科学,而且已经成为一门新兴的产业,在测绘 地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划土地管理区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用。采用 GIS 数据库内外一体化测图扫描矢量化及全数字摄影测量等技术,为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息,以建立各类专业信息系统,从而实现管理的科学化、标准化、信息化。
2.4 3S 技术
3S技术的集成,是 GPS, RS, GIS技术的发展,并走向集成,是当前国内外的发展趋势在3S技术的集成中,GPS主要用于实时快速提供目标物的空间位置,RS用于实时快速提供地表物体及其环境的几何物理信息,以及它们的各种变化 GIS则是对多种来源时空数据的综合处理分析和应用的的平台。
2.5 数字摄影测量技术
数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理,应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法。航空摄影测量是大面积大比例尺地形测图、地籍测量的重要手段与方法,可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图产品全数字摄影工作站的出现,加上 GPS技术在摄影测量中的应用,使得摄影测量向自动化、数字化方向迈进随着全数字摄影测量系统的应用,摄影测量产品已经从影像图等向 4D产品转化,为建立各类专业的信息系统和基础地理信息平台提供了可靠的数据保证。
2.6地图学技术
现在,地图学已经朝着多层次 、多领域、多时态以及多功能的方向发展。遥感技术 、地理信息系统 技术、自动制图技术以及多媒体技术的发展使地图学的理论、技术和工艺发生巨大变化。地图学技术发 展的关键是如何把遥感技术和其他快速更新地图信息的手段结合,研发出实用化专题地图设计专家系 统、地图自动编辑制版系统以及地图信息分析应用专家系统 。
2.7海洋测绘技术
在海洋测绘方面,海洋测绘技术向着高精度、全覆盖以及全过程自动化的方向发展。利用卫星定位技术或卡尔曼滤波等方法可提高海洋测绘定位精度 ,研发航空航天遥感测深系统或高精度条带式测深系统来达到全面覆盖测量海洋信息的目标,进一步提高海洋测绘自动化过程,通过与海洋图自动制图技术的链接建立海洋图数据库,最终建立海洋测量信息系统。
3、现代测绘技术的作用
3.1在地理信息系统建设中起主导作用
地理信息系统 ( GI S )主要分为 2种,即基础地理信息系统和应用地理信息系统。现代测绘技术 主要为基础地理信息系统建设服务,同时为应用地理信息系统建设提供地理信息平台。GIS的重要内容是地理信息数据,必须依靠现代测绘技术获得良好的地理信息数据。因此,现代测绘技术在地理信息系统建设 中起主导作用。
3.2为城市信息化管理提供帮助
测绘成果是对自然地理要素和地表人工设施的形状 、大小 、位置以及属性等测定的结果,能为城市规划和土地管理等提供重要帮助。测绘资料是一个各等级控制点坐标和各种比例尺地形图,其含有极丰富和详细的地理信息,是城市信息化管理中有关地理信息的唯一来源。由于不同管理部门的职能不同,其对地理信息了解的详细程度的要求也不一样。例如,在城市里同一块区域,城市规划建设和土地管理 等管理部门需要信息量大且准确的较大比例地形图,因为其需要了解该区域建筑物的布局以及土地使用情况,而供电供水部门需要铺设管线,则需要细化到单体房屋类型和结构的地形图。
3.3满足人们对地理位置信息的需求
在现实生活中人们都使用过交通 图等地形图,表明地理位置信息已经成为人类生活的重要组成部分,而测绘资料是绘制地形图的基础,因为构建高质量地形图的关键必须依靠准确详细的测绘资料 。随着 GI S与光盘存储技术、可视化技术和多媒体技术的融合 ,以及与 GPS和遥感技术 ( RS)的集成,将使空间信息获取和处理更新速度大大加快 ,使人们能够对空间信息进行适时处理 ,例如进行车辆定位、手机定位等 ,从而极大地满足了人们对地理位置信息的需求。