摄影测量与遥感技术的发展现状和展望

摄影测量与遥感技术的发展现状和展望
摘要：摄影测量与遥感是从摄影影像和其他非接触传感器系统获取所研究物体，主要是获取地球及其环境的可靠信息，并对其进行记录、量测、分析与应用表达的科学和技术，并与GIS和GPS 相集成，形成了地球空间信息科学，新一代互联网、Web2.0、网格计算、智能传感器等技术的出现，使得摄影测量与遥感学跃上了一个新的台阶。

本文主要简述了摄影测量与遥感学的发展现状、趋势和展望。

关键词：摄影测量与遥感；空间信息；发展现状；展望
1 摄影测量与遥感的现状
1．1 摄影测量的现状
摄影测量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。

进入数字化时代后，摄影测量已经与GPS技术、惯导技术、数码扫描、激光扫描、雷达等高精端技术紧密结合。

数据获取装备发展迅猛，出现了三角翼、无人机、飞艇和超轻型飞机等低空平台,相机分辨率高达2亿像素以上。

随着成像机理、模式识别、计算机视觉、数据挖掘等相关技术的发展,数据处理系统自动化程度提高，航空摄影测量软件不再专业化，而且是模块化和标准化，实现了内外业一体化的航空摄影测量技术方案，数据处理逐渐实现了智能化和自动化。

处理激光扫描数据的软件走向成熟，INSAR数据处理也成为一大热点。

基于集群计算机的自动化批处理系统成为一大方向，另外一个方向就是基于互联网的数字摄影测量(Web-Photogrammetry)成为现实。

1．2 遥感技术现状
我国已具有研制与生产各种对地观测卫星、各类遥感仪器与空间信息处理设备的能力，许多设备达到国际先进水平，多层次遥感数据获取、数据分析与处理、遥感数据综合应用的能力已基本形成。

到2010年9月止，北斗导航卫星系统已经发射到第5颗。

遥感卫星l至11号在2006至2010四年间相继进入太空，它们主要用于测绘、交通运输、科学试验、国土资源普查、农作物估产、防灾减灾和公共安全等领域，将为中国国民经济发展发挥积极作用。

2 摄影测量与遥感技术趋势
摄影测量与遥感学作为基于影像的空间信息科学，是地球空间信息学的核心。

地球空间信息学是空间数据的采集、量测、分析、存贮、管理、显示和应
用的集成科学与技术，是全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、计算机技术和数字传输网络等一系列现代技术高度集成，及在信息科学与地球系统科学交叉基础上形成的，以信息流为手段，研究地球系统内部物质流、能量流和人流运动规律的一门应用科学。

所以空间信息科学的发展与电子技术、计算机技术和数字传输网络是紧密相连的。

2．1 空间信息获取的发展趋势
高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率传感器、专业型小卫星群、遥感定量化和商业化是未来摄影测量与遥感发展的必然趋势。

空间信息获取的发展趋势将具有多平台、多传感器、多比例尺和高光谱以及空天地一体化的明显特征。

随着航天技术、通信技术和信息技术的飞速发展，人们将可以从各种航天、近空间、航空和地面平台上用紫外、可见光、红外、微波、合成孔径雷达、激光雷达、太赫兹等多种传感器获取多种比例尺的目标影像，大大提高其空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率，形成天地一体化摄影测量与遥感的数据获取方法，为人们提供愈来愈多的影像和非影像数据。

2．2 空间信息处理的发展趋势
地球空间信息处理和信息提取的发展趋势是走向定量化、自动化和实时化。

目前，摄影测量与遥感所存在的一个突出问题是数据海量、信息不足。

我们必须在遥感信息获取与处理技术、信息安全、超大规模集成电路设计、下一代网络技术、高性能计算、现代通信技术和高速宽带信息网方面取得突破性进展。

2．3 空间信息管理的发展趋势
地球空间信息管理与分析的发展趋势是走向信息共享、互操作和网格化。

随着全球信息网络概念的提出，建立全球统一的空间信息网络已势在必行。

为此，应在全球统一地理坐标框架下，根据自然社会发展的不平衡特征将全球分成粗细不等的格网，格网中心为经纬度坐标和全球地心坐标系坐标，格网内存贮各个地物及其属性特征，这种存贮方法特别适合于国家社会经济数据的空间统计与分析，使基于空间数据的分析、空间数据挖掘和辅助决策上一个新的台阶。

2．4 空间信息应用的发展趋势
地球空间信息应用的发展趋势是继续扩大应用领域、大众化。

空间信息成果可以是各种格式的图形或影像等，空间信息将扩大应用于工业制造、医学诊断、文化遗产保护等方面。

信息的获取将网络化、大众化与普适化。

大众信息服务将出现汽车导航、盲人导航、手机图形图像服务、智能小区服务、移动位置服务等基于位置的公众信息化服务。

地球空间信息的社会化服务包括对国家资源、环境、灾害调查和各种经济活动的时空分布及其变化的实时服务，为数字城市、数字港口、数字仓库、数字化物流配送等提供时空信息服务。

3 摄影测量与遥感技术展望
作为空间信息科学的重要组成部分，摄影测量与遥感学科如何更好地与GPS和GIS集成，更好地发挥各自的优势，我们仍有许多工作要做，涉及基础设施建造、多种网络兼容、扩大应用服务等各个方面。

必须采取切实有效的措施，全面推进，逐步建立由信息资源、信息网络、信息技术应用、信息标准与政策、信息机构、信息人才等要素构成的空间信息综合技术体系，确立信息管理体制，促进信息共享，从“数字地球”的战略高度，系统地集成与整合我国范围内有关地球表层的资源环境空间基础信息，为政务管理和社会提供广泛而深入的信息服务。

3．1 基础建设
加强对地观测卫星的研制与发射力度，从根本上解决空间信息资源短缺的问题，发展基于卫星、飞机和平流层飞艇的高分辨率(dm级)先进对地观测系统，发射一系列的高分辨率遥感对地观测卫星，建成覆盖可见光、红外、多光谱、超光谱、微波、激光等观测谱段的高中低轨道结合的、具有全天时、全天候、全球观测能力的大气、陆地、海洋先进观测体系。

与其他中、低分辨率地面覆盖观测手段相结合，形成时空协调、全天时、全天候的对地观测系统，并可根据需要对特定地区进行高精度观测；整合并完善现有的遥感卫星地面接收站，建立对地观测中心等地面支撑系统。

3．2 空间信息网络化
研究以多源多尺度三维地球空间信息系统为基础的多源遥感数据管理与调度技术以及快速响应机制，解决分布式网络环境下多源遥感资源的高效管理与快速调度等瓶颈问题，实现多源遥感数据资源的高效服务。

完善国家信息基础设施(NII)建设，在宽带光纤网和国家卫星宽带网基础上实现电话网、有线电视网与Internet三网联接，充分利用和改造已有的通信设施，逐渐建立一个统一的网络，与天上的智能传感器网络相集成，形成全球的广义空间信息网络。

3．3 空间信息处理与分析技术
摄影测量与遥感技术将进入普及化和商业化阶段，机载GPS/INS、激光扫描仪和CCD成像技术将实现实时测图，数据融合、数据挖掘、信息融合、系统集成影像、图形、三库一体化和可视化虚拟现实技术将成为关键技术热点。

发展高精度定位、遥感图像超分辨率分析与相干处理、多源卫星遥感影像自动配准与融合、高空间分辨率影像目标自动识别、高光谱影像地物精细分类、基于遥感机理模型的地物参数的定量反演与同化等技术；发展复杂地表环境下的地物信息自动提取与定量分析技术，地下目标探测与隐伏特征提取新技术，复杂海况条件下海表特征的遥感识别与定量反演技术。

研究网格环境下异构空间数据的集成、互操作、在线分析与智能服务技术，面向海量空间数据处理的空间数据挖掘与知识发现技术，以及动态地理编码与空间数据自组织服务技术，基于地理本体与空间语义的空间数据服务技术等。

突破动态交通信息的获取、融合、分析、预测与动态路径规划等关键技术，开发基于动态交通信息的智能导航与位置服务软件，建立应用系统，为开发具有自主知识产权的新一代位置服务与智能导航系统奠定基础。

3．4 空间信息的应用
加强空间信息的应用是国家经济建设和社会发展的重大需求。

发展空间信息技术，提高资源的宏观调控能力，提高灾害监测、预警能力，实现资源、灾害的全天候、全天时、动态的监测、分析指导，加强空间信息技术对工农业的监测、指导作用，应用空间信息技术建立国家、区域尺度的生态环境监测与评价技术体系，实施生态保护、防止生态退化、维护生态安全等基础性工作。

参考文献
[1]张祖勋：数字摄影测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2002
[2]赵英时.遥感应用分析原理与方法[M].北京：科学出版社，2008。