摘 要: 本文作者集合实际工作经验，深入分析介绍了未来城市航空摄影测量的发展趋势，供同行参考。
关键词: 城市,航空摄影测量,发展趋势
回顾过去, 城市航测走过了艰难曲折的历程, 我们为所取得斐然业绩的今天而自豪, 随着科学技术的快速发展, 城市航测经历了从模拟测绘时代向数字测绘时代的跨越, 正积极朝向信息化测绘时代迈进。由于发展应用的拓展和延伸, 城市航测与RS ,GIS,GPS 集成技术更趋紧密,而成为地球空间信息技术的组成部分, 随着计算机技术和互联通信技术的发展, 地球空间信息技术的下一个发展目标是空间信息网格技术, 实现这一目标任重道远, 城市航空摄影测量者将面临着前所未有的机遇和挑战。
自 20 世纪 80 年代初起,北京、上海、沈阳、武汉等十几个城市陆续开展了航空摄影测量技术测制城市大比例尺地形图的生产应用, 随着生产发展的需要, 各城市测绘单位先后组建了航测机构开展航空摄影测量业务,自 CJJ8-85《城市测量规范》颁布实施后, 大比例尺航测成图技术的应用在国内各城市测绘单位快速的得到推广应用。上世纪 6 0 年代末摄影测量技术在国际上开始由“模拟到解析”的过渡, 我国城市测绘系统的航空摄影测量也在上世纪 80 年代初到 9 0 年代基本实现了这一过渡, 在城市建设和城市规划管理及城市重大设施的设计与建设中起到了积极作用。自 1983 年 5 月在江苏省镇江召开了由国家城市勘测主管部门主持的“城市航空摄影测量经验交流会”至今, 我国城市航空摄影测量的发展走过了不平凡的历程,回顾城市航空摄影测量的发展进程, 展望未来城市航测的发展趋势, 对谋划、布局今后城市航测的发展, 探索其发展规律, 以新的思路和对策迎接新时代的挑战具有重要的意义。
1.大比例尺航测成图成为城市基本地形图成图的主要方式
城市大比例尺地形图精度要求高, 长期以来主要通过平板仪、经纬仪配合小平板仪的作业方法来实现的。这种方法劳动强度大, 成图周期长, 成本高, 因而难以适应城市建设发展与城市规划、管理的需要。采用航测法实施大范围的大比例尺的成图需要一、二级精密立体测图仪方能保证精度, 在上世纪 8 0 年代初这类仪器往往需要进口, 而且价格昂贵, 有的甚至需要申请国家外汇额度进行配置。而当时我国城市测绘经费的来源是在城市维护费和规划业务费中安排一定数量的城市勘测基础业务费用, 高昂的仪器购置费用一般城市难以解决, 大多数城市航测成图设备仅有1818 立体坐标量测仪、国产 HJ - 24 或 Hi- 3 纠正仪、PC - 1500 计算机、单投影仪等, 如何使这些设备在城市大比例尺航测成图的生产中形成良好的效益是当时鱼待解决的问题。从我国大多数城市处于地势平坦(间有小丘陵) 的地理环境方面出发, 经过反复研究试验, 航测综合法成图得到大家的认同和普遍的应用, 航测综合法是摄影测量与平板仪测量相结合的一种方法,它可以使内、外业分工流水作业, 人力资源得到充分的应用。
城乡建设环境保护部在杭州市就城市大比例尺航测成图及其设备配套问题, 邀请部分省、市、自治区的有关专家和工程技术人员参加的技术论证会。参会人员从理论与实践、质量与速度、经济与效益等不同角度将城市大比例尺航测成图法与常规平板仪、经纬仪配合小平板仪作业方法进行了比较一致认为: 城市大比例尺航测成图是城市基本地形图测绘的
主要手段。为了加快城市大比例尺地形图的成图和更新, 与会专家认为根据航测综合法的基本原理而形成的“解析综合法”、“数字解析法”、“桩点透刻法”等 3 种方法符合当时国情和城市测绘部门的现实条件, 是一种行之有效的方法。
2.大比例尺航测计算机辅助成图技术的广泛应用
航测机助成图技术是城市航空摄影测量从模拟经解析向数字化方向发展的重要阶段。2 0 世纪初奥地利维也纳军事地理研究所制成了“自动立体测图仪”, 到上世纪60 至 7 0 年代, 这种类型的仪器发展到了顶峰。由于这些仪器均采用光学投影器、机械投影器或光学——机械投影器“模拟”摄影过程, 用它们交会被摄物体的空间位置, 所以称其为“模拟摄影测量仪器”, 因而这一发展时期也被称为“模拟摄影测量时代”。在模拟摄影测量的漫长发展阶段中,摄影测量科技的发展可以说基本上围绕着十分昂贵的精密立体测图仪进行的, 所以我国城市测绘部门拥有立体测图仪的数量是十分有限的。20 世纪 80 年代至 90 年代城市规划、建设和土地管理及其各相关专业由于采用 CAD 技术而需要数字化地图。由于模拟测图仪测绘的地形图都是线划产品, 用于建立地理信息基础库时, 还需要将地形图数字化, 增加了工作量。在这样的背景下如果仍用精测仪单纯生产线划地形图已不符合实际发展需要了, 所以在这个时期城市各测绘部门都对已有的模拟仪器进行技术改造, 增加计算机与接口设备, 用计算机辅助测图, 提高测图效率, 并使产品具有线划与数字两种形式, 可以直接进入地理信息库而形成机助成图系统, 成为当时城市航空摄影测量的主要技术手段。
3.数字摄影测量——城市航测的现代化
城市测绘部门随着数字化测图技术内、外业一体化的实现、基础地理信息系统的建立, 数字摄影测量成为基础地理信息获取和快速更新的重要数据。数字摄影测量系统除了胜任解析测图仪的一切功能外, 还具有诸如图像识别、影像的比较分析、任意方式的纠正和数据库管理等功能,以测绘常规地形图为主的城市航测成图将全面转向以实现 GIS 数据库的自动建立和更新。由于有了良好的经济支撑, 当前国内一些大、中城市测绘部门在配置上述两类型数字摄影测量系统的同时购置高精度影像扫描仪及图形输出设备, 从而形成了较为完善的城市大比例尺航测数字产品的生产规模和能力。
4.城市航空摄影测量的展望
利用高分辨率 CCD 相机所摄倾斜影像, 根据建筑物的几何条件与约束条件, 按照透视变换原理直接获取等主距的平行影像进而获取建筑物立面影像的方法, 随后依最少的地面控制, 将平行影像放大到给定比例尺的数字城市中, 这种方法可大大加快车载系统大比例尺建筑物立面影像的获取过程, 不受建筑物高低的影响, 可用于机载、固定和人工作业多种测量模式, 解决了航空摄影测量的“盲区”, 将成为数字城市建设的核心技术之一。
近期国内外已将数码航空摄影技术推向实用化阶段, 在我国一些城市也已进行了数码航空摄影的实践, 该技术彻底抛开了常规航摄作业中对底片冲洗等十分繁冗的工作, 省去了胶片冲洗、影像扫描等专用设备及相应工序, 可将影像数据直接在计算机中进行后处理, 使航测作业从摄影、测量到最终成图全过程的数字化, 随着研究、实践进程的不断深化, 该技术会不断成熟、完善,应引起城市航测界的高度关注。
当前商业化的高分辨率遥感影像诸如IKONOS, EROS, QuickBird 等已出现好几年, 由于它们具有强大的几何量测能力,已在中、小比例尺地形图中得到充分应用。我国也自主研发了较高分辨率的遥感卫星, 并获取了大量的对地观测影像。未来还有发射更高分辨率卫星计划, 所获取的高分辨率卫星影像将拥有巨大的应用市场, 为此, 城市测绘部门应予以密切的关注, 使其完全依赖航空摄影生产地形图的手段得到根本性的改变。
5.结语
数字航空摄影测量技术正在逐步取代传统方法,在此重大革新的关口,笔者基于多年工作经验,结合大量相关文献,对城市航空摄影测量的发展趋势进行了详细的分析和探讨,对未来的发展提出了一定的展望。
参考文献：
[1] 徐绍铨，张华海，杨志强，王泽民.GPS 卫星测量原理与应用[J].武汉测绘科技大学出版社，2008.
[2] 周建郑.GPS测量定位技术[M].北京：化学工业出版社，2O10.
