数字摄影测量在数字城市建设中的应用

　　随着“数字城市”的发展，作为“数字城市”数据框架的城市地理信息数据库的快速更新显得尤为重要。采用科学的数据更新手段，可为“数字城市”维护、应用与发展提供可靠的数据支持，为决策层的正确决策提供科学的依据。“数字城市”的数据更新体现在空间数据和属性数据的更新上，而空间数据体现在现势性、准确性、逻辑一致性等要求，包括基础测绘、数据整理、检查、拓扑重建、数据入库等。数据库包括了二维、三维等多维、多时相空间实体数据及属性信息数据等，建库遵循以下几大特点：易于拓展、更新快捷、数据源的统一性和延续性等。因此选择科学的数据更新方法是十分必要的。数字摄影测量作为一种重要的方法在建设“数字城市”中得到了广泛的应用。

　　1、 数字摄影测量技术的发展

　　1.1原始数据获取手段的发展。航空摄影测量最重要的原始数据就是航片了。传统的航空摄影主要是以框幅式相机如RC10或RC30为代表，摄影后需要进行冲洗、负片压正、扫面等。

　　过程，获取胶片，工序比较多。同时由于中心投影经常引起较大的航片畸变差，这都会对精度产生较大影响。近几年来，面阵式数码相机（如DMC、UCD等）以及三线阵推扫式数码相机（如ADS40、80）、机载激光雷达等先进传感器相继的采用可直接获取高分辨率数字影像、多光谱、彩红外等影像数据以及高程数据。随着GPS辅助空三系统、POS直接定向系统、差分GPS+惯性导航系统（DGPS+IMU）等定向系统应用于航摄过程，在航飞的同时以少量的地面控制点甚至是在无地面控制的情况下可直接获取不同精度的航片外方位元素，改变了传统航空摄影测量的作业模式，大大减少了航测外业像控点的布测工作，缩短了数据更新的周期。

　　1.2.数字摄影测量系统的发展。数字摄影测量的硬件系统由工作站版、微机版、集成网络版等一系列的发展过程。随着计算机技术的快速发展，数字摄影测量系统的处理速度也在不断地提高。计算机处理器性能、显卡性能、显示器性能、光电传感灵敏度等都直接影响数字摄影测量系统的应用潜力，反过来数字摄影测量系统可与计算机视觉、计算机仿真、模拟、计算机动画、计算机网络联系起来又极大地扩展了数字摄影测量系统的应用领域。

　　2、 数字摄影测量产品

　　摄影测量从产生到现在,已经经历了模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量三个阶段。过去,传统的摄影测量(模拟摄影测量与解析摄影测量)主要是用来测图,到了数字摄影测量时代,摄影测量产品的概念大大地拓宽了。

　　2.1附有内、外方位元素的原始影像数据。对于单张航空影像来说,如果已知该地区的数字地面模型DEM ,就可以直接利用该数字影像的内、外方位元素、影像数据与DEM直接生成该地区的正射影像图,不需作任何处理。如果该像片是个平坦的地区或城区,还可能直接纠正成平面图。

　　2.2数字地面模型DEM是重要产品。DEM产品可为地表建模、土石方计算提供基础信息数据。

　　2.3线划图是摄影测量的重要产品。其数据可以直接进入GIS系统或各种CAD系统,为各种工程设计提供数据。除此之外,正射影像图已经受到人们的重视,被视为快速成图与更新的重要手段。较之于数字线划画图,正射影像则更为直观,细节也更为丰富。

　　2.4由正射影像、DEM、建筑物的量测数据、影像纹理数据所生产的城市环境的三维景观为计算机可视化、仿真、虚拟现实、土地与城市规划提供了数据。

　　3、 数字摄影测量在城市地理信息数据更新中的优势

　　在城市建设过程中，我们利用航空摄影测量技术已经更新了大量的城市地理信息数据，在数据制作的过程中，完善了现代航空摄影测量的技术体系，特别是完善了当今最先进的数字摄影测量技术。数字摄影测量技术由于有计算机视觉技术、图形图像技术、全自动影像匹配技术、影像边缘提取技术等融合，能够快速而精确的更新DLG、DOM、DEM以及上述产品的叠加产品，信息量更为丰富。尽管目前获取GIS数据的手段很多,但是数字摄影测量却以自身的魅力吸引着众多的GIS工作者。下面,对数字摄影测量与其他方式进行一下比较：

　　同野外数据采集相比。野外数据采集的手段主要有平板测量、全站仪测量和GPS测量。这些数据采集手段的共同的特点就是点获取数据,这决定了其在效率方面的局限性。同野外数据采集比较起来,数字摄影测量具有成图周期短,效率高的特点。另外,高成本、大工作量也是野外数据测量的弊端。当然,这里不能抹杀野外数据采集的高精度的优点。但是,从目前数字摄影测量所能达到的精度来看,它完全可以满足实用化的需要。

　　同地图数字化相比。地图数字化具有很高的效率,并且成本低廉。但是,滞后性却是地图数字化的一个弱点。同地图数字化比较起来,数字摄影测量的现势型就凸现出来。

　　同遥感相比。尽管目前遥感已经达到了很高的几何分辨率,但是这并不代表着高的几何精度。从国内的情况来看,遥感的几何精度还不能达到大比例尺成图的精度要求。

　　经过对比，总结其在城市地理信息数据更新中的优势主要有以下几点。

　　3.1降低成本缩短周期。与传统测绘手段比较，数字摄影测量大大降低外业工作的强度，将外业大部分的工作转入内业。应用数字航空摄影测量数据可以迅速确定需要大面积更新的区域，甚至在突发自然灾害后可以快速更新影像学资料，为专家和决策层提供科学的技术支持。

　　3.2信息量丰富。原始航摄资料经过专业数字摄影测量软件的处理后可以更新包括地表景观、地面高程模型，尤其是基于上述地形数据结合人工合成模型、数码影像等数据建立起来的三维浏览景观。

　　4、 结束语

　　21世纪以来,摄影测量已进入全数字摄影测量时代,数字摄影测量为GIS数据的获取注入了很多活力。利用数字摄影测量, GIS可以获得数字线划图、数字高程模型和数字影像等形式多样的数据,并且这种数据的获取又是以高效率、现势性为前提。目前,数字摄影测量在数字城市应用方面取得了可喜的成就,期待更多的数字摄影测量成果在各行业、各领域被推广应用。

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