航空攝影測(cè)量在GIS空間框架數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用

發(fā)布日期：2018-05-29 00:00 瀏覽量：16389

　　隨著社會(huì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在不斷地進(jìn)步，而航空攝影測(cè)量技術(shù)也已經(jīng)過(guò)渡到了數(shù)字化的攝影測(cè)量階段，所有數(shù)據(jù)的處理都是基于數(shù)字化影像來(lái)進(jìn)行的。而隨著航空技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，不斷研究出新型的航天技術(shù)和設(shè)備，例如：數(shù)字航空攝像機(jī)、導(dǎo)航定位技術(shù)以及內(nèi)外業(yè)一體化等，這些先進(jìn)技術(shù)設(shè)備的出現(xiàn)，對(duì)傳統(tǒng)的航空攝影測(cè)量技術(shù)形成了巨大的影響。傳統(tǒng)的航空攝影測(cè)量技術(shù)在地面控制點(diǎn)等外業(yè)條件方面具有較強(qiáng)的依賴(lài)性，并且航空攝影的周期長(zhǎng)、成本高，因而已無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代化應(yīng)用中地理測(cè)繪生產(chǎn)的技術(shù)要求、發(fā)展水平等各方面的需求，必須得提高航空攝影測(cè)量技術(shù)。

　　1、航空攝影測(cè)量和GIS概述

　　1.1航空攝影測(cè)量

　　航空攝影測(cè)量是通過(guò)對(duì)研究對(duì)象的攝影，以此來(lái)確定研究對(duì)象的性質(zhì)、空間、以及形狀的一門(mén)學(xué)科。航空攝影測(cè)量包括三大工序，它們分別是：航空攝影、控制和調(diào)繪、加密和測(cè)圖。航空攝影測(cè)量就是利用航空器，裝上特別配置的航空攝影相機(jī)，根據(jù)要求在空中對(duì)地面進(jìn)行拍攝，以此收集地理測(cè)圖需要的各種地理狀況以及參數(shù)。

　　1.2地理信息系統(tǒng)（GIS）

　　GIS是由測(cè)量學(xué)、地理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)以及地圖學(xué)等學(xué)科相結(jié)合所發(fā)展的一門(mén)學(xué)科。GIS是一個(gè)完整的地理信息系統(tǒng)，它可以存儲(chǔ)、編輯、處理、顯示、分析和應(yīng)用各種地理空間數(shù)據(jù)。整個(gè)系統(tǒng)使用計(jì)算機(jī)來(lái)處理收集到各類(lèi)數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)都有相關(guān)的地理參照，由經(jīng)度和緯度組成最通用的坐標(biāo)系，數(shù)據(jù)通過(guò)坐標(biāo)系顯示出地球表面該位置的所在。而且坐標(biāo)系統(tǒng)不是唯一的，每一個(gè) GIS都能將其它地理參照系統(tǒng)運(yùn)用到不同的系統(tǒng)之中。GIS可以將很多零亂的信息在地理空間中整理，建立起關(guān)聯(lián)。GIS可以用圖、地圖或是特殊的符號(hào)格式來(lái)表示存儲(chǔ)在系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。

　　GIS數(shù)據(jù)庫(kù)就是地理信息系統(tǒng)中很關(guān)鍵的一部分，它用來(lái)存儲(chǔ)地理數(shù)據(jù)，使各類(lèi)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，便于系統(tǒng)的使用。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)包括一個(gè)請(qǐng)求編譯器，用來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)請(qǐng)求進(jìn)行檢查，如果該請(qǐng)求是正確的話(huà)就將它們發(fā)送到數(shù)據(jù)庫(kù)的處理機(jī)中，從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取數(shù)據(jù)必須建立請(qǐng)求中的“對(duì)象”與對(duì)象在磁盤(pán)中的物理位置之間的關(guān)聯(lián)。地理信息系統(tǒng)的組成中都存在很多軟件和硬件，數(shù)據(jù)庫(kù)中含有多個(gè)文件，每個(gè)文件都用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，這樣對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)就必須通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理來(lái)進(jìn)行。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在磁盤(pán)上保存數(shù)據(jù)的輸入輸出，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理，就可以實(shí)現(xiàn)文件結(jié)構(gòu)在物理上的集合。數(shù)據(jù)庫(kù)可以簡(jiǎn)化檢索，由數(shù)據(jù)庫(kù)管理可以來(lái)實(shí)施系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)獲取訪問(wèn)。

　　2、航空攝影測(cè)量法采集GIS空間框架數(shù)據(jù)

　　2.1質(zhì)量控制

　　由數(shù)字化測(cè)圖編輯最后形成的圖件稱(chēng)為數(shù)字化圖件，它不同于一般的地形圖或其他一些專(zhuān)題圖，所以質(zhì)量控制與一般的地形圖也不完全一樣。GIS能否成功很大部分取決空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量，故數(shù)字化測(cè)圖的全過(guò)程中一定要注意質(zhì)量控制。要使得空間數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，應(yīng)采取相應(yīng)的必要的質(zhì)量保證措施，一般有產(chǎn)品質(zhì)量過(guò)程檢查和最終檢查兩種，相應(yīng)方法有微機(jī)上檢查和回放圖件檢查兩種。

　　微機(jī)上檢查主要有以下這些方面：完整正確的文件名、輸入?yún)?shù)、控制點(diǎn)信息，符合限差規(guī)定以?xún)?nèi)的定位誤差，各要素采集的沒(méi)有錯(cuò)漏，正確的分層，符合要求的接邊數(shù)據(jù)的修正值和顏色，正確的限差規(guī)定基礎(chǔ)線(xiàn)及其代碼，線(xiàn)型解釋有裝飾性的符號(hào)，正確的有向地物表示，健全的屬性數(shù)據(jù)，正確完整的高程注記、漢字和其它注記。回放圖件主要檢查回放圖的尺寸、格網(wǎng)點(diǎn)、對(duì)角線(xiàn)的精度。常用的方法步驟是將回放圖蒙在工作底圖上，然后檢查數(shù)字化的完整性、線(xiàn)劃質(zhì)量和偏差、房檐改正及采集點(diǎn)的誤差是否在限差范圍內(nèi)。

　　2.2標(biāo)準(zhǔn)化的地理數(shù)據(jù)

　　地理信息系統(tǒng)和地理信息的應(yīng)用，需要高質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化的地理框架數(shù)據(jù)，所謂的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)也就是共享數(shù)據(jù)，只是它能在不同應(yīng)用領(lǐng)域和廣泛擁護(hù)需要的數(shù)據(jù)。然而當(dāng)前很多的軟件主要注重采集數(shù)據(jù)的速度。其成圖并沒(méi)有按照GIS的要求制作地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)。因此只滿(mǎn)足了制圖要求的數(shù)字化地形圖方法，而不能滿(mǎn)足GIS對(duì)數(shù)字化地形圖的要求。GIS數(shù)據(jù)采集時(shí)要著重注意數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化，這樣可以防止一些質(zhì)量控制和數(shù)據(jù)管理不嚴(yán)格的，數(shù)據(jù)維護(hù)、數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)再生和數(shù)據(jù)服務(wù)沒(méi)有保證的劣質(zhì)數(shù)據(jù)影響數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。所以不能只發(fā)展規(guī)模化GIS/RS數(shù)據(jù)生產(chǎn)，而應(yīng)同時(shí)重視發(fā)展數(shù)據(jù)生產(chǎn)的規(guī)模化、質(zhì)量化和標(biāo)準(zhǔn)化，這樣才能提高RS和GIS數(shù)據(jù)生產(chǎn)的管理水平。

　　3、航空攝影測(cè)量在GIS數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用

　　航空攝影測(cè)量在GIS數(shù)據(jù)采集中非常重要，它利用飛機(jī)在空中，使用專(zhuān)業(yè)配置的航空攝影相機(jī)，在解析測(cè)圖儀上恢復(fù)攝影光束，從而建立起與實(shí)地相似的立體模型，然后就可以來(lái)采集地形數(shù)據(jù)，每個(gè)坐標(biāo)的各類(lèi)點(diǎn)、線(xiàn)、面數(shù)據(jù)以符號(hào)的和線(xiàn)型記錄的它的位置，以三維坐標(biāo)記錄它的空間位置，數(shù)據(jù)的性質(zhì)都存儲(chǔ)在文件中，然后經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理圖形編輯最后輸入地理信息系統(tǒng)。

　　由于這些把數(shù)字整理成地形圖的各種圖件都是數(shù)字化的，它的質(zhì)量控制就與普通的地形圖有所不同，所以在數(shù)字化測(cè)圖過(guò)程中就要盡量使得地理空間數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，也就是要注意質(zhì)量控制，地理空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量決定著 GIS的準(zhǔn)確可靠。在采集數(shù)據(jù)的過(guò)程中，保證產(chǎn)品的質(zhì)量會(huì)采用過(guò)程檢查和最終檢查兩種方法，同時(shí)相應(yīng)的就會(huì)有微機(jī)上檢查和回放圖檢查兩種方法。微機(jī)上檢查就是在采集數(shù)據(jù)的過(guò)程中，檢查各種參數(shù)信息是否符合規(guī)定以?xún)?nèi)的定位誤差，各種要素沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)漏現(xiàn)象。回放圖件主要是將回放圖放在工作低圖上，接著檢查數(shù)字化是否完整，有沒(méi)有偏差，對(duì)回放圖的尺寸、網(wǎng)格點(diǎn)、對(duì)角線(xiàn)的精確要求都很高，確定把誤差控制在規(guī)定范圍內(nèi)。

　　在地理信息系統(tǒng)中地理信息的應(yīng)用，需要是標(biāo)準(zhǔn)化的地理數(shù)據(jù)。很多軟件在采集數(shù)據(jù)時(shí)，往往會(huì)追求速度，而忘記了數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化，在不同的領(lǐng)域應(yīng)用到地理信息系統(tǒng)時(shí)，這些數(shù)據(jù)就成為了共享數(shù)據(jù)，所以對(duì)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化的要求很?chē)?yán)格。滿(mǎn)足制圖要求的數(shù)字化地形圖方法，才能按照GIS的要求制作出地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)重視起數(shù)據(jù)生產(chǎn)的規(guī)模化、質(zhì)量化和標(biāo)準(zhǔn)化。GIS的數(shù)據(jù)采集時(shí)，要防止數(shù)據(jù)管理和質(zhì)量控制的不嚴(yán)格，避免一些沒(méi)有保證的劣質(zhì)數(shù)據(jù)來(lái)影響空間數(shù)據(jù)。

　　4、小結(jié)

　　為了使地理信息系統(tǒng)的地形圖測(cè)繪以及數(shù)字化處理更加精確，地理空間框架數(shù)據(jù)的采集就非常關(guān)鍵，而航空攝影測(cè)量是GIS數(shù)據(jù)采集的重要方法。解決好使地形圖測(cè)繪和數(shù)字化成果即能滿(mǎn)足暢通地形圖及各種專(zhuān)題圖的需求，又能滿(mǎn)足各種 GIS的應(yīng)用問(wèn)題就是解決好數(shù)據(jù)采集這個(gè)“瓶頸”問(wèn)題。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，航空攝影測(cè)量技術(shù)也越來(lái)越成熟，這樣地理信息系統(tǒng)就能更好進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)、數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)再生以及數(shù)據(jù)服務(wù)。

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