现代科技发展对摄影测量与遥感技术的影响.doc

现代科技发展对摄影测量与遥感技术的影响 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。计算机发展对摄影测量的影响1.1摄影测量的回顾航空摄影测量是传统地形图测绘的基本手段，通过量测航空像片计算地面真实坐标。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。摄影测量中的航片与地面关系公式是摄影测量中最基本公式，该公式为［1］：x=-fa1(X-Xs)+b1(Y-Ys)+c1(Z-Zs)a3(X-Xs)+b3(Y-Ys)+c3(Z-Zs) y=-fa2(X-Xs)+b2(Y-Ys)+c2(Z-Zs)a3(X-Xs)+b3(Y-Ys)+c3(Z-Zs) 式中a、b、c为方向余弦，与航向、旁向倾角和旋角有关，其关系式为：a1=cosφcosκ+sinφsinωsinκ b1=cosφsinκ-sinφsinωcosκ c1=sinφcosω a2=-cosωsinκ b2=cosωcosκ c2=sinω a3=-sinφcosκ+cosφsinωsinκ b3=-sinφsinκ-cosφsinωcosκ c3=cosφcosω f 为摄影机焦距。x、y 为像点坐标。Xs、Ys、Zs 为摄站投影中心坐标。X、Y、Z 为地面点坐标。摄影测量中的其它许多公式可由此公式推导而成，因此该公式是摄影测量的基础，从该公式中可清楚看到计算关系的复杂性。在此介绍该公式的目的是为了说明解算该公式的方法确定了摄影测量发展的三个阶段，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。在60-70年代，由于容量和计算速度的限制，计算机仅用于摄影测量的加密。到80年代，计算机的发展，使得解析测图仪问世，将计算机用于测图领域，把原来模拟仪器的机械交会求解改用计算机计算，从而简化了仪器结构，降低仪器造价。测图过程与模拟仪器相仿。到90年代，计算机有了飞跃发展，特别是1995年以后，其计算速度和存储容量有了明显提高，使数字摄影测量成为现实。1.2计算机发展对摄影测量的影响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