摘 要: 本文作者集合實(shí)際工作經(jīng)驗，深入分析介紹了未來城市航空攝影測量的發(fā)展趨勢，供同行參考。本文選自：《航天制造技術(shù)》是由中華人民共和國新聞出版總署、正式批準(zhǔn)公開發(fā)行的優(yōu)秀期刊。自創(chuàng)刊以來，以新觀點(diǎn)、新方法、新材料為主題，堅持"期期精彩、篇篇可讀"的理念。航天制造技術(shù)內(nèi)容詳實(shí)、觀點(diǎn)新穎、文章可讀性強(qiáng)、信息量大，眾多的欄目設(shè)置，航天制造技術(shù)公認(rèn)譽(yù)為具有業(yè)內(nèi)影響力的雜志之一。航天制造技術(shù)并獲中國優(yōu)秀期刊獎，現(xiàn)中國期刊網(wǎng)數(shù)據(jù)庫全文收錄期刊。

　　關(guān)鍵詞: 城市,航空攝影測量,發(fā)展趨勢

　　回顧過去, 城市航測走過了艱難曲折的歷程, 我們?yōu)樗〉渺橙粯I(yè)績的今天而自豪, 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展, 城市航測經(jīng)歷了從模擬測繪時代向數(shù)字測繪時代的跨越, 正積極朝向信息化測繪時代邁進(jìn)。由于發(fā)展應(yīng)用的拓展和延伸, 城市航測與RS ,GIS,GPS 集成技術(shù)更趨緊密,而成為地球空間信息技術(shù)的組成部分, 隨著計算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)通信技術(shù)的發(fā)展, 地球空間信息技術(shù)的下一個發(fā)展目標(biāo)是空間信息網(wǎng)格技術(shù), 實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)任重道遠(yuǎn), 城市航空攝影測量者將面臨著前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

　　自 20 世紀(jì) 80 年代初起,北京、上海、沈陽、武漢等十幾個城市陸續(xù)開展了航空攝影測量技術(shù)測制城市大比例尺地形圖的生產(chǎn)應(yīng)用, 隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要, 各城市測繪單位先后組建了航測機(jī)構(gòu)開展航空攝影測量業(yè)務(wù),自 CJJ8-85《城市測量規(guī)范》頒布實(shí)施后, 大比例尺航測成圖技術(shù)的應(yīng)用在國內(nèi)各城市測繪單位快速的得到推廣應(yīng)用。上世紀(jì) 6 0 年代末攝影測量技術(shù)在國際上開始由“模擬到解析”的過渡, 我國城市測繪系統(tǒng)的航空攝影測量也在上世紀(jì) 80 年代初到 9 0 年代基本實(shí)現(xiàn)了這一過渡, 在城市建設(shè)和城市規(guī)劃管理及城市重大設(shè)施的設(shè)計與建設(shè)中起到了積極作用。自 1983 年 5 月在江蘇省鎮(zhèn)江召開了由國家城市勘測主管部門主持的“城市航空攝影測量經(jīng)驗交流會”至今, 我國城市航空攝影測量的發(fā)展走過了不平凡的歷程,回顧城市航空攝影測量的發(fā)展進(jìn)程, 展望未來城市航測的發(fā)展趨勢, 對謀劃、布局今后城市航測的發(fā)展, 探索其發(fā)展規(guī)律, 以新的思路和對策迎接新時代的挑戰(zhàn)具有重要的意義。

　　1.大比例尺航測成圖成為城市基本地形圖成圖的主要方式

　　城市大比例尺地形圖精度要求高, 長期以來主要通過平板儀、經(jīng)緯儀配合小平板儀的作業(yè)方法來實(shí)現(xiàn)的。這種方法勞動強(qiáng)度大, 成圖周期長, 成本高, 因而難以適應(yīng)城市建設(shè)發(fā)展與城市規(guī)劃、管理的需要。采用航測法實(shí)施大范圍的大比例尺的成圖需要一、二級精密立體測圖儀方能保證精度, 在上世紀(jì) 8 0 年代初這類儀器往往需要進(jìn)口, 而且價格昂貴, 有的甚至需要申請國家外匯額度進(jìn)行配置。而當(dāng)時我國城市測繪經(jīng)費(fèi)的來源是在城市維護(hù)費(fèi)和規(guī)劃業(yè)務(wù)費(fèi)中安排一定數(shù)量的城市勘測基礎(chǔ)業(yè)務(wù)費(fèi)用, 高昂的儀器購置費(fèi)用一般城市難以解決, 大多數(shù)城市航測成圖設(shè)備僅有1818 立體坐標(biāo)量測儀、國產(chǎn) HJ - 24 或 Hi- 3 糾正儀、PC - 1500 計算機(jī)、單投影儀等, 如何使這些設(shè)備在城市大比例尺航測成圖的生產(chǎn)中形成良好的效益是當(dāng)時魚待解決的問題。從我國大多數(shù)城市處于地勢平坦(間有小丘陵) 的地理環(huán)境方面出發(fā), 經(jīng)過反復(fù)研究試驗, 航測綜合法成圖得到大家的認(rèn)同和普遍的應(yīng)用, 航測綜合法是攝影測量與平板儀測量相結(jié)合的一種方法,它可以使內(nèi)、外業(yè)分工流水作業(yè), 人力資源得到充分的應(yīng)用。

　　城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)境保護(hù)部在杭州市就城市大比例尺航測成圖及其設(shè)備配套問題, 邀請部分省、市、自治區(qū)的有關(guān)專家和工程技術(shù)人員參加的技術(shù)論證會。參會人員從理論與實(shí)踐、質(zhì)量與速度、經(jīng)濟(jì)與效益等不同角度將城市大比例尺航測成圖法與常規(guī)平板儀、經(jīng)緯儀配合小平板儀作業(yè)方法進(jìn)行了比較一致認(rèn)為: 城市大比例尺航測成圖是城市基本地形圖測繪的

　　主要手段。為了加快城市大比例尺地形圖的成圖和更新, 與會專家認(rèn)為根據(jù)航測綜合法的基本原理而形成的“解析綜合法”、“數(shù)字解析法”、“樁點(diǎn)透刻法”等 3 種方法符合當(dāng)時國情和城市測繪部門的現(xiàn)實(shí)條件, 是一種行之有效的方法。

　　2.大比例尺航測計算機(jī)輔助成圖技術(shù)的廣泛應(yīng)用

　　航測機(jī)助成圖技術(shù)是城市航空攝影測量從模擬經(jīng)解析向數(shù)字化方向發(fā)展的重要階段。2 0 世紀(jì)初奧地利維也納軍事地理研究所制成了“自動立體測圖儀”, 到上世紀(jì)60 至 7 0 年代, 這種類型的儀器發(fā)展到了頂峰。由于這些儀器均采用光學(xué)投影器、機(jī)械投影器或光學(xué)——機(jī)械投影器“模擬”攝影過程, 用它們交會被攝物體的空間位置, 所以稱其為“模擬攝影測量儀器”, 因而這一發(fā)展時期也被稱為“模擬攝影測量時代”。在模擬攝影測量的漫長發(fā)展階段中,攝影測量科技的發(fā)展可以說基本上圍繞著十分昂貴的精密立體測圖儀進(jìn)行的, 所以我國城市測繪部門擁有立體測圖儀的數(shù)量是十分有限的。20 世紀(jì) 80 年代至 90 年代城市規(guī)劃、建設(shè)和土地管理及其各相關(guān)專業(yè)由于采用 CAD 技術(shù)而需要數(shù)字化地圖。由于模擬測圖儀測繪的地形圖都是線劃產(chǎn)品, 用于建立地理信息基礎(chǔ)庫時, 還需要將地形圖數(shù)字化, 增加了工作量。在這樣的背景下如果仍用精測儀單純生產(chǎn)線劃地形圖已不符合實(shí)際發(fā)展需要了, 所以在這個時期城市各測繪部門都對已有的模擬儀器進(jìn)行技術(shù)改造, 增加計算機(jī)與接口設(shè)備, 用計算機(jī)輔助測圖, 提高測圖效率, 并使產(chǎn)品具有線劃與數(shù)字兩種形式, 可以直接進(jìn)入地理信息庫而形成機(jī)助成圖系統(tǒng), 成為當(dāng)時城市航空攝影測量的主要技術(shù)手段。

　　3.數(shù)字?jǐn)z影測量——城市航測的現(xiàn)代化

　　城市測繪部門隨著數(shù)字化測圖技術(shù)內(nèi)、外業(yè)一體化的實(shí)現(xiàn)、基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建立, 數(shù)字?jǐn)z影測量成為基礎(chǔ)地理信息獲取和快速更新的重要數(shù)據(jù)。數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)除了勝任解析測圖儀的一切功能外, 還具有諸如圖像識別、影像的比較分析、任意方式的糾正和數(shù)據(jù)庫管理等功能,以測繪常規(guī)地形圖為主的城市航測成圖將全面轉(zhuǎn)向以實(shí)現(xiàn) GIS 數(shù)據(jù)庫的自動建立和更新。由于有了良好的經(jīng)濟(jì)支撐, 當(dāng)前國內(nèi)一些大、中城市測繪部門在配置上述兩類型數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)的同時購置高精度影像掃描儀及圖形輸出設(shè)備, 從而形成了較為完善的城市大比例尺航測數(shù)字產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模和能力。

　　4.城市航空攝影測量的展望

　　利用高分辨率 CCD 相機(jī)所攝傾斜影像, 根據(jù)建筑物的幾何條件與約束條件, 按照透視變換原理直接獲取等主距的平行影像進(jìn)而獲取建筑物立面影像的方法, 隨后依最少的地面控制, 將平行影像放大到給定比例尺的數(shù)字城市中, 這種方法可大大加快車載系統(tǒng)大比例尺建筑物立面影像的獲取過程, 不受建筑物高低的影響, 可用于機(jī)載、固定和人工作業(yè)多種測量模式, 解決了航空攝影測量的“盲區(qū)”, 將成為數(shù)字城市建設(shè)的核心技術(shù)之一。

　　近期國內(nèi)外已將數(shù)碼航空攝影技術(shù)推向?qū)嵱没A段, 在我國一些城市也已進(jìn)行了數(shù)碼航空攝影的實(shí)踐, 該技術(shù)徹底拋開了常規(guī)航攝作業(yè)中對底片沖洗等十分繁冗的工作, 省去了膠片沖洗、影像掃描等專用設(shè)備及相應(yīng)工序, 可將影像數(shù)據(jù)直接在計算機(jī)中進(jìn)行后處理, 使航測作業(yè)從攝影、測量到最終成圖全過程的數(shù)字化, 隨著研究、實(shí)踐進(jìn)程的不斷深化, 該技術(shù)會不斷成熟、完善,應(yīng)引起城市航測界的高度關(guān)注。

　　當(dāng)前商業(yè)化的高分辨率遙感影像諸如IKONOS, EROS, QuickBird 等已出現(xiàn)好幾年, 由于它們具有強(qiáng)大的幾何量測能力,已在中、小比例尺地形圖中得到充分應(yīng)用。我國也自主研發(fā)了較高分辨率的遙感衛(wèi)星, 并獲取了大量的對地觀測影像。未來還有發(fā)射更高分辨率衛(wèi)星計劃, 所獲取的高分辨率衛(wèi)星影像將擁有巨大的應(yīng)用市場, 為此, 城市測繪部門應(yīng)予以密切的關(guān)注, 使其完全依賴航空攝影生產(chǎn)地形圖的手段得到根本性的改變。

　　5.結(jié)語

　　數(shù)字航空攝影測量技術(shù)正在逐步取代傳統(tǒng)方法,在此重大革新的關(guān)口,筆者基于多年工作經(jīng)驗,結(jié)合大量相關(guān)文獻(xiàn),對城市航空攝影測量的發(fā)展趨勢進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討,對未來的發(fā)展提出了一定的展望。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 徐紹銓，張華海，楊志強(qiáng)，王澤民.GPS 衛(wèi)星測量原理與應(yīng)用[J].武漢測繪科技大學(xué)出版社，2008.

　　[2] 周建鄭.GPS測量定位技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2O10.