文档介绍：原型黄河航测遥感观测体系关键技术研究
高庆方
(黄河勘测规划设计有限公司测绘信息工程院河南郑州 450045)
【摘要】介绍了摄影测量与遥感的技术原理和主要任务,论述了航测遥感技术的最新发展和关键技术。航测遥感技术的应用,实现了黄河空间信息的快速、准确获取,从而构建了原型黄河航测遥感观测体系。论述了原型黄河航测遥感观测体系在黄河下游防洪、小北干流放淤、水土保持、河势监测等业务工作中的应用。
【关键词】摄影测量遥感原型黄河
摄影测量与遥感技术的发展
摄影测量与遥感是通过空间对地观测获取地表影像,利用影像研究和确定目标物的空间位置、几何特征、形状、大小、性质和相互关系的一门科学与技术。摄影测量与遥感的区别在于影像获取方式不同,摄影测量是利用飞机上的航摄仪对地面摄影成像,遥感通常是指利用卫星上的传感器对地面观测成像。
摄影测量与遥感的主要任务是测制各种比例尺地形图、建立地形数据库、资源调查、环境监测,其特点是在影像上进行测量与解译,无需接触目标物本身,因而很少受自然和地理条件限制。航空影像、遥感影像是客观物体或目标的真实反映,信息丰富,可以从中获取大量几何信息和属性信息。在水利工程规划、设计、建设、管理等工作中,摄影测量与遥感是进行空间定位、获取地理信息和属性信息的主要技术手段,发挥着不可替代的作用。
摄影测量经历了模拟摄影测量、解析摄影测量到目前的数字摄影测量三个发展阶段。测绘产品从单一的纸质线划地图转变多种数字产品,如数字线划地图、数字高程模型、数字正射影像地图等。随着空间科学、信息科学和计算机技术的飞速发展,摄影测量与遥感技术也进入了一个新时代:
数字摄影测量采用的航空传感器由光学传感器到数字传感器,影像类型由光学影像转变为多光谱数字影像,基于航空导航定位测量系统和差分卫星定位系统(IMU/DGPS)的新型数字航空摄影技术的应用,提高了数字摄影测量的作业效率和成果质量,缩短了地理数据采集与更新的周期。利用GPS辅助航空摄影,实现无地面控制点或少地面控制点的测量,摆脱繁重的野外控制测量工作。机载激光雷达(LIDAR)空间测量技术的研究和应用,使得实时、动态、快速获取地形信息成为可能。数字摄影测量与地理信息系统的结合,促进了测绘生产过程的数字化和自动化,提高了地理数据采集的效率和精度,缩短了地理数据库的更新周期,能够保证地理数据库的现势性。
遥感技术正朝向多种传感器、多级分辨率、多频谱、多时相的信息获取和快速实时的智能化信息处理的方向发展,高分辨率卫星摄影系统、高分辨率成象光谱仪、合成孔径雷达等新型传感器及其影像信息处理系统日益受到重视。遥感影像解译实现自动化或半自动化,利用高分辨率卫星影像获取大比例尺地理数据,基本保障地理信息的快速获取和更新。一个多种分辨率、多种传感器的遥感对地观测系统业已形成
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原型黄河航测遥感观测体系的建立
黄河治理开发的终极目标是维持黄河健康生命,原型黄河、数字黄河、模型黄河“三条黄河”建设是实现这一目标的主要技术手段。作为数字黄河、模型黄河基础平台的海量黄河地理数据,主要通过摄影测量与遥感技术获取。因此,原型黄河航测遥感体系的建立,对于“三条黄河”建设具有非常重要的意义。
黄河勘测规划设计有限公司测绘信息工程院始建于1933年,是黄河流域专业测绘机构,肩负黄河流域基础测绘、水利水电工程测绘以及黄河基础地理信息系统建设任务。人民治黄以来,经过一代又一代黄河测绘人的不懈努力,通过对原型黄河的不断观测,建立了黄河流域平面和高程定位基准,采用航测技术测绘了黄河流域多种比例尺地形图,完成了水利水电工程测绘,为三门峡、小浪底等水利枢纽工程建设提供了准确可靠的地理信息支持。
随着改革开放和经济建设的蓬勃发展、信息化技术的发展应用,面对黄河治理开发新的形势和任务,各应用部门对测绘产品的需求结构发生了很大变化,不仅需要提供传统的测绘产品,而且需要提供多样化的测绘信息产品和高新技术服务。根据技术发展和应用需求,测绘信息工程院先后开展了数字化制图、解析摄影测量、数字摄影测量、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)等方面的研究和应用。以GPS、GIS、RS “3S”高新技术为依托的原型黄河观测体系逐步建立和完善,主要体现在以下几个方面:
(1)经过模拟摄影测量、解析摄影测量到数字摄影测量的发展,测绘信息工程院建立了完整的数字摄影测量与遥感作业体系,包括全数字摄影测量工作站、高精度航片扫描仪、遥感影像处理系统、数字产品编辑与建库系统等仪器设备和软件,为原型黄河观测提供了前提。
(2)通过对全数字摄影测量系统技术原理、作业方法、精度指标等技术性能的应用研究,编制了全数字摄影测量系统作业技术规程,对各工序作业方法、精度指标、产品形式等做出详细规范,确保了作业精度和产品质量。通