攝影測量與遙感新技術在工程建設中的應用初探

胡軍乾 王仕中

【摘 要】本文主要分析了攝影測量與遙感新技術的相關知識，進而分析了攝影測量與遙感新技術運用在工程建設中的情況，以及如何更好的進行應用，以期可以為攝影測量與遙感新技術的使用提供參考。

【關鍵詞】攝影測量；遙感新技術；工程建設

一、前言

隨著我國工程建設質量的提升，各項新技術也孕育而生，其中，攝影測量與遙感新技術的應用已經非常的廣泛和成熟，因此，探討攝影測量與遙感新技術在工程建設中的應用很有意義。

二、攝影測量與遙感技術的發展

1、攝影測量與遙感技術有利于推動測繪技術的進步

我國的攝影測量從上世紀70年代后期經歷一個系統的轉變。在經歷了模擬攝影測量以及解析攝影測量階段之后，攝影測量終于步入了數字攝影測量的階段，這也成為我國傳統測繪體系解體，測繪技術新體系興起的標志。

首先，從數字影像的類型來看，當前我國已經建立了數字柵格圖、數字高程模型以及數字正射影像，土地利用與地名數據庫也隨之建立起來，攝影測量與數據庫的多樣性在一定程度上為生產運用提供了可能，從而進一步推動了測繪技術的發展。

其次，由于攝影測量與遙感技術的飛速發展，也逐漸被國家所重視，并利用這兩項技術來完成了各種地理比例尺地形圖的繪制。此外，還推動了諸多具有全國界別的基礎地理信息數據庫的建立。比如：比例尺級別為1：50000，1：1000000等的國家級地理信息數據庫；除開國家級的，還有省級、縣級等的地理信息數據庫等。

最后，在20世紀八十年代中期、九十年代中期以及末期，我國先后運用中巴衛星數據、陸地衛星數據等完成了我國的土地調查，并推動了業務運行系統的建立。此外，在尋找礦石的地質工作中，我國也充分發揮遙感技術的作用，其中新疆博羅霍樂北山地區礦藏的發現就歸功于彩色紅外遙感數據的充分利用。

2、攝影測量與遙感技術有利于提升空間數據的獲取能力

我國獲取空間數據的能力在經過五十年的發展，有了較大的提升。對具有自主知識產權的處理遙感數據平臺進行了研發，從而推動了國產衛星遙感影像地面處理系統的建立，并在攝影測量方面積極進行研究和探索，為我國獨立處理信息、獲取觀測體系的建立提供了堅實的基礎。

從獲取數據的能力方面來看，傳感器在國家863以及973計劃的支持上成功被研制出來，成功發射了對地觀測的包括通信衛星、海洋衛星、氣象衛星以及資源衛星等五十多顆衛星，并推動了資源、風云、環境減災以及海洋四大民用對地觀測衛星體系的建立，實現了從太陽和地球同步軌道對地球多傳感器、多平臺的觀測以及對地球表面分辨率不同的雷達和光學圖像的獲取，并將這些獲取的數據用于對海洋現象、大氣成分、自然災害以及水循環等各個方面的監測。

三、當前數字攝影測量的應用

隨著計算機技術及其應用的發展和數字圖像處理、模式識別、人工智能、專家系統以及計算機視覺等學科的不斷發展，數字攝影測量的內涵己遠遠超過了傳統攝影測量的范圍?，F已被公認為攝影測量發展的第三個發展階段——數字攝影測量階段，這對整個攝影測量的教學、科研、生產都產生了極其深遠的影響。

1、空中三角測量

在數字攝影測量中，自動化空中三角測量被認為是最有成效的功能模塊之一。相對于原有的解析法空中三角測量而言，它具有自動化程度高、工效提高十分明顯的特點。它將選點、觀測、量測全部實現了自動化。GPS與自動化空中三角測量相結合，它不僅僅可以減少野外控制點，而且可以自動的建立區域，可以大大地減少人工輸入；可以提高自動轉點的成功率；可以自動驅動到其他的地面控制點上。

2、不依賴地面控制的定位技術

在原有已成功用于生產的全自動化GPS空中三角測量的基礎上，利用DGPS和INS慣性導航系統的組合，可形成航空航天影像傳感器的位置與姿態自動測量和穩定裝置（POS），從而可實現定點攝影成像和無地面控制的高精度對地直接定位。在航空攝影條件下精度可達到分米級，在衛星遙感條件下，精度可達到5-10m。該技術的推廣應用，將改變目前攝影測量和遙感的作業流程，從而實現實時測圖和實時數據庫更新。若與高精度激光掃描儀集成，可實現實時三維測量。

3、數字地面模型（DTM）的自動生成與匹配理論

隨著數字攝影測量時代的到來，DTM的自動生成被認為是數字攝影測量中另一個最有成效的功能模塊，其速度可達每秒幾百到一千多個點。這實現了自動化和快速生成數字高程模型DEM、數字正射影像DOM，并從DOM上自動或人機交互式提取各種專題信息，然后將這些結果直接送入GIS數據庫中，以實現GIS數據庫的自動建立和更新。所以數字攝影測量不僅僅是測繪地形圖，重要的應用是在于為各種地理信息系統建立或更新提供基礎數據。

四、攝影測量和遙感技術的具體應用

1、在水電工程中的應用

（一）測制各種比例尺的地形圖（DLG）

傳統的數字線劃矢量圖無疑是攝影測量的重要產品，是建立各種地理信息系統的基礎信息，也是進行規劃、設計、管理等的基礎。水利工程中使用的基本地形圖比例尺主要有1B500、1B1000、1B2000、1B5000和1B10000等，用全數字攝影測量方式可以制作各種比例尺的數字線劃圖，其數據信息可以直接進入GIS系統或各種CAD系統，為各種工程設計提供數據。

（二）建立影像數字地面模型（DEM）和虛擬現實

數字地面模型是由三維坐標數據加數字影像組成的地形虛擬現實，是水利水電工程應用的基礎信息之一，賴以DEM構建水利工程、流域等三維景觀和各種工程設計、應用分析的基礎信息。它能直觀地反映工程范圍的地形地貌情況，進行渲染后做成的設計方案景觀圖，不僅可以直觀地反映設計意圖，還可以在相關軟件的支持下進行三維動畫漫游，模擬水庫動態淹沒情況，計算匯水面積和庫容量，表現設計的科學性與合理性。

（三）制作正射影像地圖（DOM）

影像地圖是數字攝影測量的重要產品。其它測繪手段難于完成該產品，它是根據數字高程模型對中心投影的航攝影像進行糾正處理、消除投影差的垂直投影影像加坐標格網、等高線等各種注記的一種專題圖。由于它包含地表的各種原始信息，綜合了影像和線劃地圖的優點，不像線劃地圖那么抽象，能直觀、全面地反映地物地貌信息，且成圖速度快，更新周期短，對規劃設計、工程管理領導部門很有應用價值。

2、數字影像在工程地質中的應用

航空航天影像包含豐富的信息，一些大的斷層能一目了然，利用多光譜影像還可探明工程范圍的地質狀況。將遙感手段與鉆探、物探有機地配合，能超前地把控制工程定位的宏觀地質條件搞清，形成卓有成效的綜合勘探手段，在重點工程中起到“宏觀控制、微觀指導”的作用。

五、攝影測量和遙感技術的具體應用——以水利水電行業為例

水利遙感應用的內容涉及水利水電勘測的幾乎所有領域，包括水利水電工程壩址選擇、庫區穩定性評價與監測、區域穩定性評價、跨流域調水線路和供水路線的工程地質調查、庫區及其上游地區水土流失調查與動態監測、河道整治與規劃、水庫滲漏調查等的應用。此外，在施工地質編錄、河道演變動態監測方面也應用了遙感技術。

早在二十世紀50年代中期，水利部門就開始應用航空方法進行水電壩址比選勘測，1978年開始應用攝影測量與遙感技術，目前，已廣泛應用于水利建設的許多方面。據不完全統計，約有近百項水利水電工程項目的工程地質調查中應用了攝影測量與遙感技術。一些大中型的水利水電工程，如：長江三峽，黃河小浪底、李家峽、龍羊峽、萬家寨，珠江飛來峽，雅礱江二灘、錦屏，桑干河石匣里，漢江丹江口，清江隔河巖、水布亞、高壩洲，烏江彭水，金沙江虎跳峽，瀾滄江大朝山、漫灣、小灣，渫水皂市等項目的工程地質調查中，均應用了攝影測量與遙感技術。水利部門應用攝影測量與遙感技術進行工程地質調查填圖工作，較常規方法可節約投資和提高效率各約三分之一左右。

六、結束語

綜上所述，攝影測量和遙感新技術在工程建設中的應用還在擴大，所以，今后要進一步提升攝影測量和遙感新技術的技術水平，使之能夠更加有效的投入到運用中。

參考文獻：

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