文档介绍：“遥感”摄影测量综合综述
孙鹏
(西安科技大学高新学院工程测量与监理)
【摘要】:
前言
人们探索未知事物时,总是经历着这样一个过程:这个未知事物是什么,为什么要探索这个未知事物,采用什么方法探索这个未知事。最好要总结归纳这个事物的规律性和研究方法,从而用来指导实践或者用相似的方法,或将其扩展来探索另一个未知事物。人们总是周而复始地经历着这样的一个过程,不断地充实,形成自己的一套研究问题的思想体系。
下面这段话摘自《案例研究》,“从增进人类社会知识意义上来说,在自身的工作和学习中,掌握科学方法、习得科学研究能力是必须的。从善于感想感悟转化到理性思考,这似乎是成长的不同阶段的跃迁。对于个体来说,科学研究能力更像是一种隐性知识,这种能力和知识是难以拷贝复制地进行传播,从这个角度,科学研究能力培养需要在一定的学术研究共同体内通过隐性知识与显性知识的转化来进行”。
一. 什么是摄影测量
首先回顾一下测绘的定义,从不同角度看测绘有多种不同的定义,其中之一是:“测绘学研究测定和推算地面点的几何位置、地球形状及地球重力场,据此测量地球表面自然形状和人工设施的几何分布,并结合某些社会信息和自然信息的地理分布,编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图的理论和技术学科。”从中我们知道它包括测量和制图两项主要内容。其中制图属地图制图学科,虽然我们专业名称是测绘工程,但到目前为止,我们只学习了测量,很少接触到制图。
本科生测量专业课我们学过测量平差、普通测量学(包括数字测图)、大地测量学,现在学习的摄影测量学,还有以后要学的GPS测量、地籍测量、工程测量、矿山测量、遥感原理与应用等,其中一门理论课是平差,四门技术课是普通测量学(包括数字测图)、GPS测量、摄影测量学、遥感原理与应用,其他的课程根据研究的范围和服务的对象划分是这四门技术课的具体应用。
从普通测量学中我们学习到了常规的测量手段,GPS、RS技术的出现又给测量增添了全新的测量思想和测量模式并且出现了更多的测绘产品。摄影测量属于RS范畴,只不过其传感器的搭建平台不同,其传感器可以设置于航空器(飞机)、航天器(航天飞机),甚至三角架上。
遥感是一个大的概念,即遥远的感知。遥感的知识有助于更好地理解摄影测量,可以将其传感器比作人的眼睛,测区比作人眼观察到的物体,物体反射光波在视网膜上成像就是航摄仪成像(航测的外业),而经过大脑处理感知的物体信息就是像片处理(航测内业)。摄影测量侧重提取几何信息,而遥感侧重提取物理信息,二者的初级产物都是像片,因此可以把数字摄影测量中对像片处理的一些思想应用到遥感中去,这对后续的遥感课程学习有很大的帮助。
到目前为止,我们针对地表形态(更通俗地说是点坐标的最佳估值)的测量大致可以归纳出4种方法,下面分别从以下几个方面予以比较
技术
分类依据
常规测量
GPS
RS
摄影测量(航测)
卫星遥感
仪器
水准仪、经纬仪、全站仪、超站仪等。
GPS系统
带有航摄仪的飞机
卫星遥感系统
观测量
角度、距离
伪距、载波相位
像点坐标
像点坐标
测量基本原理(单点)
极坐标法
空间后方交会
共线方程和交会原理
简单的几何关系
测量方法(多点)
平面布设附和、闭合、支导线三种导线,三角、三边、边角三种网;高程可以是水准路线,或水准网
GPS网分为点连、边连、网连、边点混合连、三角连、导线网和星形布设
组建空中自由网
同轨立体成像或临轨道立体成像
测点原则
两点通视,考虑地形条件,考虑气象条件
无需通视,考虑地形条件,无需考虑气象条件
无需通视,无需考虑地形条件,但要考虑气象条件
无需通视,无需考虑地形条件,无需考虑气象条件
存在理由
小区域大比例尺快速补测和修测,以及一些工程和地下工程测量等
范围伸缩性强,精度高,效率高、成本小、经济效益高,可动态监测
适用于较大区域的快速加密,成本低(“面”测量),可测得最大比例尺至1:500地形图,可达到厘米级精度,服务广泛,产品种类多,标志性的
全球范围、全天候、全天时成本小、经济效益高,一般用于小比例尺成图,可动态监测
4D产品
局限
大区域测量,成本高,效率低
受到地形条件的限制(多路径和卫星的截止高度角)
受云、雾、风、气流等气象条件的影响
很少受到气象条件的影响(与前者相比它接收到得波段较多)
图一
从中可以看出这4中技术各有优缺点,将这4种技术按照不同方式集成,或者与其他技术,如计算机技术、通讯技术等融合将是未来测绘发展的方向,摄影测量也是如此,与计算机技术的结合,要求工作高效,甚至实时,尽量减少人工干预,并且积极探索额外的有价值的信息