遙感在攝影測(cè)量中的地位、作用及前景

　　1  前言
　　遙感是指應(yīng)用探測(cè)儀器，不與探測(cè)目標(biāo)相接觸，通過(guò)電磁波的能量變化來(lái)識(shí)別目標(biāo)物，揭示目標(biāo)物的幾何、物理特征性質(zhì)和相互關(guān)系以及變化規(guī)律的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。它自問(wèn)世以來(lái)，就和“攝影”或“影像”有著密不可分的關(guān)系，1858年，法國(guó)人圖納利恩用系在氣球上的照相機(jī)拍攝了巴黎附近的一個(gè)小村莊成為了世界第一張航空相片，隨這張相片出現(xiàn)的航片判讀技術(shù)可以說(shuō)是遙感技術(shù)的雛形。
　　作為測(cè)繪的重要手段之一，攝影測(cè)量是運(yùn)用攝影機(jī)和膠片組合測(cè)量目標(biāo)物的形狀、大小和空間位置的技術(shù)，它利用被攝物體影像來(lái)重建物體空間位置和三維形狀，從而獲得地面或其它物體的空間信息。當(dāng)前蘇聯(lián)第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射之后，攝影測(cè)量由航空攝影測(cè)量邁向了航天攝影測(cè)量的新階段，奠定了遙感技術(shù)在攝影測(cè)量中的地位基礎(chǔ)。遙感技術(shù)與攝影測(cè)量的不斷結(jié)合，形成了今天又一門(mén)學(xué)科——攝影測(cè)量與遙感，這足以說(shuō)明遙感技術(shù)與攝影測(cè)量之間的關(guān)系，遙感也更應(yīng)該在與其密切相關(guān)的攝影測(cè)量領(lǐng)域深入發(fā)展。
　　2  遙感在攝影測(cè)量中的地位
　　攝影測(cè)量測(cè)繪的一項(xiàng)重要手段，它在測(cè)繪中應(yīng)用主要包括兩個(gè)方面：一是物體的空間三維特性與成像系統(tǒng)的投影關(guān)系，即二維圖像與對(duì)應(yīng)的三維空間物體之間的關(guān)系；二是從單幅和多幅圖像中高精度自動(dòng)提取、匹配圖像目標(biāo)。攝影測(cè)量發(fā)展到現(xiàn)在，高精度、非接觸成是其首要特征。非接觸可以不對(duì)對(duì)目標(biāo)的結(jié)構(gòu)特性和運(yùn)動(dòng)特性帶來(lái)任何干擾，數(shù)字圖像分析中的各種亞像素方法使目標(biāo)圖像的定位精度達(dá)到了十分之一甚至百分之一的圖像量級(jí)，有效的保證了測(cè)量結(jié)果的精度。而目前，攝影測(cè)量除了能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)意義上地物目標(biāo)三維信息的獲得，對(duì)物體對(duì)象在時(shí)間維上的運(yùn)動(dòng)和變形信息的獲取，成為了攝影測(cè)量新的優(yōu)勢(shì)。
　　然而，攝影測(cè)量自身的特點(diǎn)：比如航天飛機(jī)需要在設(shè)計(jì)好的航帶上飛行以拍攝照片，并且對(duì)航向重疊度、旁向重疊度、傾角都有要求；又如在一些云覆蓋、森林覆蓋、水下、雪原等特殊的區(qū)域不能夠有效測(cè)量出物體的三維信息，這使得攝影測(cè)量手段在測(cè)繪中存在一定的局限性。
　　而遙感技術(shù)，通過(guò)電磁波來(lái)獲得物體信息，它主要建立在物體反射和發(fā)射電磁波的基礎(chǔ)上。由于各種物體對(duì)電磁波的反射特性不同，并且一種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的電磁波反射也存在差異，遙感技術(shù)利用了這些物質(zhì)與電磁波相互作用及關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)遙感對(duì)于傳統(tǒng)攝影測(cè)量的特殊效用。上面所提及的特殊區(qū)域如果能運(yùn)用遙感技術(shù)，將會(huì)取得較好效果。比如對(duì)南極冰面地形地貌的測(cè)繪，由于在南極大陸，大片冰蓋，白茫茫一片，造成無(wú)論是航空照片還是衛(wèi)星照片，雪面的高強(qiáng)度反射使影像一片白，很難觀測(cè)立體。但用遙感技術(shù)在熱紅外區(qū)，影像的亮度值與地面溫度和發(fā)射率有關(guān)，雪面反射在這個(gè)波區(qū)很弱，因此利用熱圖像來(lái)提取南極冰蓋表面高程信息成為可能。所以說(shuō)，遙感技術(shù)在攝影測(cè)量中的應(yīng)用，補(bǔ)充了攝影測(cè)量技術(shù)，使之應(yīng)用范圍更廣，變得更強(qiáng)大，同時(shí)擴(kuò)大了攝影測(cè)量的視野。

　　3  遙感在攝影測(cè)量中作用
　　3.1遙感的特點(diǎn)
　　遙感能夠運(yùn)用攝影測(cè)量除了它們有共同的起源外，遙感相對(duì)攝影有如下獨(dú)特性：

（1）宏觀性。遙感探測(cè)的范圍廣闊，尤其是衛(wèi)星遙感，探測(cè)范圍可以不受政治區(qū)域和地理?xiàng)l件的限制，遙感平臺(tái)位置越高，探測(cè)的范圍也就越大。比如，一副尺寸為23cm×23cm、比例尺為1:35000的航空像片覆蓋面積為65km2，而一景陸地衛(wèi)星影像覆蓋的區(qū)域?yàn)?4225 km2。

（2）多波段性。傳感器可以從紫外、可見(jiàn)光、近紅外到微波各個(gè)不同波段進(jìn)行探測(cè)和記錄信息，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了攝影測(cè)量運(yùn)用的可見(jiàn)光范圍。

（3）周期性。遙感衛(wèi)星具有周期性、重復(fù)獲取圖像的特點(diǎn)，可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)同一地區(qū)進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)，從而能進(jìn)行預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)。這比攝影測(cè)量從設(shè)計(jì)到完成圖片采集所需的時(shí)間要短很多。

（4）經(jīng)濟(jì)性。基于遙感以上特性，歸納出在大范圍內(nèi)，若想得到和與航片生產(chǎn)出的同樣精度的三維數(shù)據(jù)，遙感圖像獲取比航片獲取更經(jīng)濟(jì)，它不需要花費(fèi)太多人力物力。
　　3.2 遙感在攝影測(cè)量中的運(yùn)用
　　遙感技術(shù)的發(fā)展和不斷加強(qiáng)，打破了攝影測(cè)量長(zhǎng)期以來(lái)過(guò)分局限于測(cè)繪物體形狀與大小等數(shù)據(jù)的幾何處理，尤其是航空攝影測(cè)量長(zhǎng)期以來(lái)只偏重測(cè)制地形圖的局面。遙感使得圖像數(shù)據(jù)大量涌現(xiàn)，通過(guò)圖片分析手段得到了為地圖越來(lái)越豐富。
　　遙感技術(shù)改變了攝影測(cè)量由大比例尺縮改小比例尺地圖的制圖模式，而可以直接編制小比例尺的專題地圖或地理圖，實(shí)現(xiàn)了先宏觀后微觀逐步深入的邏輯順序。它利用不同分辨率的衛(wèi)星影像進(jìn)行地圖更新，加快了地圖更新的速度。還實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)同步動(dòng)態(tài)制圖，擺脫了攝影測(cè)量中時(shí)間差存在的困境。與此同時(shí)，遙感與攝影測(cè)量相結(jié)合，獲得其它星球的地理三維信息成為了可能。
　　3.3 遙感在攝影測(cè)量中的應(yīng)用舉例
　　3.3.1 遙感與攝影測(cè)量結(jié)合制圖
　　遙感可測(cè)制小比例尺地圖，也可測(cè)制大比例尺地圖。采用攝影測(cè)量與遙感技術(shù)測(cè)繪大比例尺地形圖具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1） 采用了國(guó)家統(tǒng)一的平面坐標(biāo)系和高程系，與國(guó)家基本圖或其他部門(mén)的地形圖可以溝通使用 。

（2） 航測(cè)圖片和遙感衛(wèi)星圖片覆蓋面積大、表達(dá)現(xiàn)場(chǎng)逼真、內(nèi)容豐富 。在地物測(cè)量中，它不存在人工野外逐點(diǎn)跑尺，可以較快地在室內(nèi)描繪出所需要的鐵路設(shè)備、周圍的建筑物等。

（3） 航測(cè)可獲得精度較高的大比例尺地形圖。

（4） 航測(cè)成圖可取消中線測(cè)量 。
　　3.3.2 無(wú)人飛機(jī)低空遙感監(jiān)測(cè)災(zāi)區(qū)
　　傳統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)主要采用航天衛(wèi)星影像和高空航空影像，以目視解譯為主，將災(zāi)害重點(diǎn)區(qū)域遙感解譯成果與現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證想相結(jié)合，輔助其它資料綜合分析，進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害的災(zāi)情評(píng)估、救援計(jì)劃和災(zāi)后重建規(guī)劃等。我國(guó)幅員遼闊，各地地形地貌和氣候條件千差萬(wàn)別，而滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害往往發(fā)生在地貌和氣象條件非常復(fù)雜的區(qū)域，這樣的地區(qū)獲得遙感影像數(shù)據(jù)非常困難，阻礙了普通遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用。同時(shí)，受衛(wèi)星運(yùn)行周期和災(zāi)害突發(fā)性的影響，災(zāi)害發(fā)生后實(shí)時(shí)獲得遙感數(shù)據(jù)更是困難，應(yīng)用傳統(tǒng)的航空攝影，又受飛機(jī)起飛場(chǎng)地和氣象條件限制，成本高還無(wú)法保證數(shù)據(jù)的采集。

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