城市航空摄影测量研究

牛海琳 武丽兵

山东建勘集团有限公司 山东省济南市 250031

摘要：城市航拍是指在飞机上安装相机，根据规定的技术要求，城市地面摄影是航空遥感的主要手段，航空摄影是获取城市物理地理信息最常用、最有效的遥感手段，其成果是空中测量制作中广泛使用的原始数据和基础数据，用于测绘城市基本比例尺地形图、工程建设专用地图、资源调查和解释等。本文分析了城市航拍的现状，阐述了城市建筑物的空中测量识别，总结了大比例尺航测制图合法性的特点，介绍了目前航测中广泛使用的计算机辅助制图技术的主要方法和比例尺。

关键词：城市航空；摄影测量；研究

20世纪80年代初以来，北京、上海、沈阳等10多个城市，如沈阳、武汉等，陆续开展了摄影测量技术在城市生产应用大比例尺地形图中的成功应用航拍，随着生产发展的需要，城市工作单位自 cj8-85城市测绘九代颁布实施以来，建立了航空测量机构进行航空摄影测量，未来国内城市测绘单位应尽快推广大比例尺航空测绘技术的应用。1960年摄影测量学的发展从上个世纪开始由“模拟”向“分析”的转变，测绘空中测量于1980年建立，由王朝初期至1990年代,1983年5月，白居易在江苏省镇江市召开了由国家城市测量局主办的“城市航空”座谈会,中国城市航空摄影测量的发展经历了一个非凡的历程古城市空中测量的发展过程及其前景城市航空测量的发展趋势对未来的规划和布局具有重要意义探索城市航空测量的发展规律我们需要了解这一意义。

1航空摄影测量技术的任务

1.1地形测量

地形测量是空中测量的主要工作。通过对被测地形进行拍摄，加强对地形的了解，根据比例尺尺寸精确地对摄影物体进行集中，达到测量的目的。在地形测量中，需要做好以下三项工作: 一是确定摄影图形的具体数据和图形，按照预定的大小比例恢复航空照片的数据，并根据恢复的数据图像建立相应的图像库; 二是建立数据库。航拍应根据地形数据的分析建立相应的数据库，掌握数据的不同分类和数据之间参数的变化，以实现航拍测量的数字化; 三是积极地掌握测量地形的相关数据，并根据这些数据完成地形的整体测量，最终实现摄影图像的真实恢复。总之，在空中测量上，有必要进行合理的分工，以确保摄影图像数据的真实性和准确性，使测量数据更符合标准。

1.2非地形测量

航空摄影测量技术不仅应用于地形测量领域，而且还应用于其他许多领域。非地形测量不是为了测量地形，而是通过对地形进行拍摄来观察地形的变化，从而找出地形变化中存在的问题。例如，航空摄影技术应用于军事领域时，可以通过航拍技术在一定区域内进行军事侦察，结果表明，该区域具有军事装备和区域的变化，航空摄影技术应用于工程领域。通过航拍技术，可以测量地形，分析矿产，实现该地区的合理开发利用。航拍技术的非地形测量功能正在越来越多的领域得到应用，其价值也越来越大。

2航空摄影测量概述

航空测量是指通过对二维图像的观测，提取空间信息和数据。通过计算机技术，人们可以有效地获得地理空间信息。在空中测量上，几何定位是指利用遥感影响确定地面目标点的空间位置，这是基于遥感图像目标识别的实现。为了实现目标定位，必须提高空间定向恢复的速度和精度。随着空间定位技术、传感器技术和计算机计算技术的发展，几何定位的空中测量方法必须完善，对地面控制点的需求逐渐减少。20世纪50年代初，摄影测量人员对相关辅助数据进行了研究，以减少应用研究的地面控制点。然而，由于技术条件落后，这一目标在实际应用中还没有得到落实。20世纪70年代，美国的全球定位系统(gps)对空中测量的发展产生了重要影响。通过这项技术，实现了空中三角测量，以确定瞬间曝光点在航拍中的空间位置。通过测量工作，有效地降低了对地面控制点的需求，缩短了导航图周期，在降低生产成本的有效控制方面取得了重大突破，摄影测量取得了显著成效。

3 城市航空摄影测量研究

3.1 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的精度要求较高。长期以来，主要通过平板仪、经纬仪和小平板仪的操作方法来实现。该方法劳动强度大、成图周期长、成本低，难以满足城市建设与发展、城市规划与管理的需要。由于我国大多数城市地处平坦(丘陵)的地理环境，航测综合法在摄影测量和水准测量中得到了广泛的应用，它是一种板片测量与仪器测量相结合的方法，可以实现内部和外部的工作流程，充分利用人力资源。

3.2 比例尺航测计算机辅助成图技术的广泛应用

航空摄影测量辅助制图技术是城市空中测量从模拟向数字化发展的方向，是科学技术发展的一个重要阶段。20世纪初，奥地利维也纳军事地理研究所，在1960年代和1970年代，制作了”自动立体测绘” ，这种仪器达到了顶峰。由于这些仪器都使用光学投影仪、机械投影仪或光学机械投影仪来“模拟”摄影过程，它们被用来与物体的空间位置相交，因此它们被称为“模拟摄影测量仪器”这一发展时期也被称为“模拟摄影测量时代”。模拟摄影测量在这一阶段的长期发展，可以说摄影测量技术的发展基本上围绕着非常昂贵的精密立体映射，因此，我国城市测绘部门拥有的立体映射器数量非常有限。

3.3 数字摄影测量——城市航测的现代化

目前，我国城市测绘部门已全面掌握了空中测量技术在数字摄影测量中的应用，从自动空中三角测量到数字线绘制地形图，全面了解了数字高程模型、数字大地模型和其他数字产品的整个生产过程，实现了 gis 数据库的建立和更新，为“数字城市”的建设提供了基础准备。国内数字摄影测量系统，如基于高级微机系统的 virtuozont 系统和 jx-4系统，具有操作简单、维护方便、精度高、性价比高等优点，在国内市场上具有很高的应用价值。目前，随着数字测图技术的发展，城市测绘部门开发了快速数字摄影测量技术，已成为获取和管理基础地理信息、快速更新重要数据的一种快捷方式。

4城市航空摄影测量的展望

随着城市信息化和城市化的不断发展，我国越来越多的城市在城市数据管理领域建立了真实的三维城市描述。由于图像匹配理论和算法的发展和改进，数字摄影测量系统已经从简单的制作地形图发展到获取图像的区域规划。建立一个良好完整的三维城市空间数据框架是十分必要的，利用摄影测量技术已经成为世界上越来越普遍的选择，从二维阴影自动建立三维地面几何模型到图像处理、像纹理一样逼真的模型一直是摄影测量的主要目标。城市三维景观的表达需要建模的表面模型和建筑物表面的纹理图像，这些数据可以从航拍的信息中获得，并且可以作为参考。纹理映射操作为三维模型重建提供了参考，它提供了可靠的数据源。提出了一种利用高分辨率 ccd 摄像机测量倾斜角的新方法，根据建筑物的几何条件和约束条件，根据透视变换原理，直接获得平行的等距数据，详细介绍了建筑物高程图像采集的方法，根据最小地面控制，将平行图像放大到给定比例尺的数字城市的地面上,该方法可广泛应用于大型车载系统的大型建筑物立面图像采集过程中，不受建筑物高度的影响，适用于机载、固定和人工操作，解决了狭窄空中测量的“盲区” ，将成为城市建设的核心技术之一。

结束语

简而言之，随着资讯科技的不断发展，各行各业的科技亦不断更新。航拍技术是一门多学科、多专业的摄影技术，对摄影和成像技术的发展有着较大的依赖性。目前，通过高清晰度空中测量技术的应用，已普遍实现了国家地形的大比例尺地形图绘制。虽然在实际应用中会遇到一些小问题，但随着科学技术的不断进步，空中测量新技术将朝着高精度、高分辨率、高方便性的数字化方向发展。这将极大地推动空中测量的进步，缩短地形图的获取时间。

参考文献：

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[2]查海林.城市地形图测绘中航空摄影测量的应用[J].工程技术研究,2020,5(07):109-110.