航空测绘

工学领域术语

航空测绘是一种以大气层内的飞行器为测量载体的对地测绘手段，其测绘对象是地面物体的位置关系，目的是通过航空拍摄获得的数据来绘制大地坐标，其通常采用的方法是航空摄影测量。航空摄影测量是在飞机上利用航摄仪器对地面进行连续拍摄，绘制地形图的过程。

我国航空测绘的发展历程

我国的摄影测量史最早可追溯到1902 年, 当时的北洋大学就曾经用摄影经纬仪对建筑进行过测量。我国的航空测绘开始于1931 年, 同年6 月浙江省水利局航测队和德国测量公司首次合作, 摄取了钱塘江支流浦阳江的一段河道的航片。8 月, 国民党政府正式成立航测队, 在此后的几年中, 测绘了我国局部地区的重要军事地形图。1949 年中华人民共和国成立以后, 由于经济发展和国防建设的需要, 急需大量的地图数据资料, 因此, 航空测绘得到了飞速的发展。国家测绘局、农业、水利、林业等部门相继开始了航空测绘, 促进了这些行业得到了不同程度的发展。上个世纪90 年代以前, 我国利用航空摄影测量主要制作1 ∶25000 ～ 1 ∶100000比例尺范围内的地形图, 各省市制作1 ∶10000 和1 ∶5000 的地形图, 城市制作1 ∶1000 和1∶2000 的地形图, 然后用得出的数据组成地形数据库。21 世纪数码摄影仪的问世, 使得大比例航测得到了发展, 已经发展到了三位城市电子地图的制作。

我国已经成功建设了1 ∶1000000 和1 ∶250000 的空间数据库, 和地名数据库和土地利用数据库, 省市间正在建立1 ∶10000 的省市空间数据库, 很多城市建立了1∶500 ～ 1∶2000 的空间数据库。这些为构建数字国家、省市奠定了重要的基础。西部大开发战略实施后, 我国启用了西部测图计划, 使用新技术、新设备, 改写了我国西部无地形图数据的历史。中国科学院院士王之卓(1909 -2002)是我国摄影测量的奠基人, 他推算出了航空摄影测量的微分公式, 推导出了在地形复杂地区能够得到高精度航拍相对定向元素的计算公式。20 世纪60 年代, 他提出了用电子计算机解析航空测量加密的方案, 70 年代, 又提出了全数字自动化测图的想法, 推动了我国摄影测量的发展。同时, 他也是一位教育家, 在他的领导下, 我国建立了完善的测绘体系, 培养了大批的测绘人才。

航空测绘中新技术的应用

传统的航空测绘方法是利用地面控制点, 通过空间加密反求光束的外方位元素, 这种方法过于依赖地面条件, 存在很大的限制。同时, 测量工作量和成本占用比重较大。随着生产发展的需要, 各测绘部门先后组建了航测机构, 进行航空测绘业务, 大比例航测成图技术的应用, 在各测绘部门得到了广泛的推广。

数字航摄仪DMC 的应用

数字化是信息时代的标志, 人们的需求转变为以数字形式将人们需要的地域信息展现出来, 而形式多样的数字测绘产品, 正好满足了人们的这种需求。数字航摄仪(Dig ita l Mapping Camera , 简称DMC)是专门用于高精度航空测绘的数字相机系统, 和胶片相机相比, DMC 具有明显的技术突破。DMC 能够满足小比例和高分辨率大比例的需要, 地面分辨率能够达到5cm , 它能够适应不同光线条件环境, 以不同的曝光时间进行曝光, 保证了测绘影像的质量。

IMU/DGPS 的应用

GPS 全球定位系统具有高精度、高效率、自动化等特点, 被应用于地形测量、航空摄影测量、资源勘测等学科, 给测绘界带来了一场新的技术革命。惯性导航系统(INS)成为惯性测量单元(IMC), 具有独立提供高精度导航参数、抗电子干扰、隐蔽性好的特点, 但是,IMC 的误差是随时间累积的, 不适合长时间的导航。因为GPS 和INS 能够实现互补, 将两者合并, 必能提高系统的整体性能。这两个技术相结合, 可以获得移动物体的数据信息, 成为IM U/ DGPS 集成系统。它能够辅助航空测量减少图像控制点的布设, 能够获取每张相片以外的满足1 :10000的高精度图像, 提高了测绘效率, 能够大大减少地面控制工作, 不仅提高了工作效率, 而且为难以同行地区的测绘工作提供了新的技术手段。

LIDAR 激光测高扫描系统

该系统是设计安装在飞机上中越边界勘界测图等工作中的, 被广泛应用在外控难度大的地区。GPS 辅助空中三角测量技术具有成本低、效率高、周期短、减少地面控制点的优点, 对于困难地区、边境地区的测绘具有很大的好处, 在国家地形图的更新工作中具有广泛的应用前景。

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