El papel de la triangulación aérea GPS en fotogrametría

Después de la investigación, el desarrollo y la popularización de la fotogrametría digital en las décadas de 1980 y 1990, la fotogrametría digital en China se ha desarrollado a una velocidad inimaginable en el siglo XX. Las estaciones de trabajo de fotogrametría digital se han utilizado y promovido ampliamente en la producción de fotogrametría de mi país, y la enseñanza de la fotogrametría también se ha popularizado enormemente a partir de la enseñanza "aristocrática" que en el pasado solo estaba disponible en unas pocas universidades. En la actualidad, al menos 40 universidades de todo el país han abierto cursos de fotogrametría para estudiantes de ingeniería topográfica y cartográfica, lo que ha ampliado enormemente los canales de formación para los talentos necesarios en fotogrametría.

Debido a los cambios en la producción de fotogrametría, los escáneres de imágenes se han utilizado ampliamente, y el número de escáneres en nuestro país ha superado los 100. Al mismo tiempo, también se está acelerando la introducción de la fotografía aérea. También se presentó el sistema GPS/IMU utilizado en fotografía aérea, así como la cámara aérea digital de la empresa Z/I.

Se ha utilizado en China.

Al mismo tiempo, la aplicación de imágenes de detección remota de alta resolución y sus archivos de parámetros de posicionamiento puede generar rápidamente ortofotos con muy pocos puntos de control de campo, y se ha utilizado cada vez más en cambios urbanos y territoriales. y planificación. Más radar de escaneo láser de aviación.

Cada vez más maduros. Todo esto muestra que el rápido desarrollo de sensores y sistemas de posicionamiento de nueva generación y la popularización a gran escala de las estaciones de trabajo de fotogrametría digital han planteado una pregunta muy seria y realista para el desarrollo de la fotogrametría misma: ¿hacia dónde va la fotogrametría?

Nuevas oportunidades para el desarrollo de la fotogrametría digital

Desde principios del siglo XX, se viene realizando durante más de medio siglo una fotogrametría caracterizada por pura precisión e instrumentos ópticos de fotogrametría analógica. . Durante este período, la enseñanza de la fotogrametría y las muy escasas investigaciones científicas, excepto las llamadas investigaciones teóricas sobre haces transformados, giraban principalmente en torno a unos pocos trabajos europeos.

Instrumentos fotogramétricos analógicos de fabricantes de renombre. A finales de la década de 1950, las computadoras comenzaron a ingresar a la fotogrametría y el campo de investigación de la fotogrametría se expandió enormemente, como la triangulación aérea analítica, la triangulación aérea en línea, el ajuste de redes de área, la teoría de detección de errores graves, la ortorrectificación,

Dibujo digital, etc. Con el advenimiento de la era de la fotogrametría digital en la década de 1990, en comparación con la fotogrametría analógica y analítica tradicional, su característica más importante es la aplicación de la visión por computadora y la tecnología de reconocimiento de patrones a la fotogrametría, logrando orientación interna, orientación relativa y triangulación aérea y levantamiento digital de elevación. .

(Semi)automatización de la generación de DEM, etc. La fotogrametría digital no sólo informatiza todas las funciones de los instrumentos de fotogrametría tradicionales, mejora la eficiencia del trabajo y reduce los requisitos de los operadores, sino que también amplía continuamente las funciones de la fotogrametría.

Sin embargo, debemos ser conscientes de que algunas estaciones de trabajo de fotogrametría digital son solo sustitutos de las máquinas de trazado analítico; actualmente, las estaciones de trabajo de fotogrametría digital son adecuadas principalmente para la fotogrametría aeronáutica y aeroespacial, pero la fotogrametría terrestre y de corto alcance son muy diferentes. de eso. Utilice fotogrametría digital.

Para aplicar la cantidad a la fotogrametría de corto alcance, la teoría de la fotogrametría debe desarrollarse aún más; incluso en estaciones de trabajo de fotogrametría digital altamente automatizadas, la investigación principal sobre fotogrametría es solo la comparación de imágenes en el "mismo punto" técnicamente. Por tanto, tenemos que ir más allá de la fotogrametría tradicional.

El desarrollo teórico de la fotogrametría digital debe considerarse desde las características de las computadoras. Esta es una nueva oportunidad para su desarrollo teórico y práctico, como la teoría y aplicación del punto de fuga, la teoría y aplicación del punto generalizado, la multi-. Teoría y aplicaciones estéreo de referencia, etc.

Direcciones importantes para el desarrollo de la fotogrametría digital

En la actualidad, tecnologías como la adquisición directa de imágenes digitales, DEM, la posición de la cámara y los datos de actitud se están desarrollando rápidamente, lo que acelerará el Ciclo de mapeo de fotogrametría y reducción Juega un papel cada vez más importante en la carga de trabajo de campo. Por ejemplo, utilizando imágenes satelitales de alta resolución y la racionalidad correspondiente

Se utilizan coeficientes polinómicos (RPC) para posicionar los archivos de datos y luego se controlan utilizando una cantidad muy pequeña de puntos GPS para producir rápidamente 1:1. 000 o incluso 1: 5000 mapa de ortofotos. Pero ¿cuáles son los avances y tareas de la fotogrametría en sí? Ésta es una pregunta que los trabajadores de la fotogrametría deben responder.

No importa cómo se desarrollen los métodos de adquisición de datos, una de las tareas centrales en el desarrollo de la fotogrametría aeronáutica (aeroespacial) es la actualización de datos, a fin de realizar el mecanismo de establecimiento de mapas topográficos básicos nacionales a partir de actualizaciones periódicas hasta actualizaciones dinámicas. Especialmente para mi país con un rápido desarrollo económico, la actualización de datos SIG es particularmente importante.

Especialmente importante.

Sin embargo, la actualización de datos no es un nuevo levantamiento de mapas topográficos. Específicamente:

La complejidad de la actualización de datos en levantamientos topográficos y cartografía utilizando imágenes aéreas, incluso cuando se simula el período del mapeo, el El proceso de producción y varias especificaciones han madurado, pero en la era del análisis, el proceso de fotogrametría ha cambiado mucho, especialmente la fotogrametría digital, pero las tareas y especificaciones básicas,

el alcance no ha cambiado fundamentalmente. La actualización de datos es diferente. Su situación es mucho más complicada que la de "nueva prueba o nueva prueba". La complejidad proviene de cómo utilizar los datos existentes para reducir la carga de trabajo interna y de campo y acelerar el ciclo de mapeo.

Hay muchas preguntas que se deben considerar, como por ejemplo:

¿Qué datos hay disponibles? ¿Ortofoto + DEM o dibujo lineal + DEM? ¿Dónde se actualizan los datos? ¿Es urbano, suburbano o montañoso? ¿La escala del mapa topográfico actualizado es mayor o menor? Espera un momento.

Por ejemplo, cuando se actualizan datos en suburbios, áreas montañosas y mapas de pequeña escala, la "nueva imagen" se puede registrar directamente con la "ortofoto+DEM" existente para realizar ninguna (o ninguna) Puntos de control. Triangulación aérea. Sin embargo, para actualizar mapas topográficos urbanos y de gran escala, resulta difícil utilizar mapas ortofotográficos existentes. Al actualizar mapas urbanos y de gran escala, puede resultar más ventajoso utilizar dibujos lineales existentes en lugar de mapas de imágenes.

Las actualizaciones de datos implican innovaciones en la teoría de la fotogrametría y actualizaciones en la tecnología. El problema de la actualización de datos es cómo utilizar los "datos" existentes, o más precisamente, cómo utilizar la "información" existente. Como todos sabemos, para actualizar un mapa existente con una nueva imagen, lo más importante es "superponer" los dos.

A un paso. Esto determina los elementos de orientación de la imagen y la corrige en una ortofoto que sea consistente con el mapa, y luego se pueden anidar "mapa" e "imagen". Por lo tanto, en la actualización de datos, además de la tradicional selección manual de puntos como puntos de control, ¿se puede utilizar una gran cantidad de mapas?

Como control, "Elemento de Línea" es muy importante para automatizar las actualizaciones de datos y mejorar la eficiencia del trabajo.

La actualización de datos implica la detección de cambios. El establecimiento de un mecanismo de actualización dinámica ha provocado la demanda de actualización de datos debido a cambios en las formas del relieve y con la aplicación de resultados topográficos y cartográficos cada vez más generalizados. El desarrollo de la industria de la información geográfica, la aplicación de los resultados de topografía y cartografía ha superado la construcción económica y de defensa nacional.

Categorías e integradas en la vida de las personas. Por ejemplo, con el uso generalizado de la navegación para automóviles, las personas tienen altos requisitos de actualizaciones de carreteras, por lo que las "actualizaciones periódicas" ya no pueden cumplir con los requisitos y su formulación no es científica. En lugar de ello, debería establecerse un mecanismo de "actualización dinámica" según sea necesario.

Para establecer un mecanismo de actualización dinámica, la tecnología central es la "detección de cambios". Aunque se han realizado muchas investigaciones sobre la detección de cambios en el país y en el extranjero, la mayoría de ellas son solo una pequeña cantidad de experimentos sobre ciertos elementos y todavía queda un largo camino por recorrer antes de la aplicación práctica. Para el mecanismo de actualización dinámica del mapa topográfico básico de la Oficina Nacional de Topografía y Cartografía, se puede adoptar una ruta técnica de "gruesa a fina". Por ejemplo, al actualizar el mapa topográfico nacional 1:50.000, la tasa de cambio estadístico del mapa se utiliza para determinar si es necesario actualizar el mapa topográfico nacional 1:10.000, estableciendo así un mecanismo de actualización dinámica más razonable y práctico para el mapa topográfico nacional. Mapa topográfico básico.

Las actualizaciones de datos implican actualizar conceptos y revisar especificaciones. La fotogrametría tradicional se divide en puntos de control de campo, puntos de cifrado interiores y puntos de interrupción. Se utilizan puntos de control de campo y triangulación aérea para obtener puntos de cifrado y, finalmente, se mapean los puntos de interrupción.

Por supuesto, el requisito para la precisión en la topografía y la cartografía es que "los superiores son más altos que los subordinados" y "los superiores controlan a los subordinados". El mapeo interno consiste en inspeccionar y mapear los puntos de interrupción del mapa topográfico bajo el control de los puntos de cifrado, o realizar ortorrectificación, por lo que la precisión de los puntos de cifrado es mayor que los puntos de interrupción y las imágenes en el mapa topográfico.

El punto obvio en la imagen. Sin embargo, entre los métodos de actualización de datos anteriores, se da más consideración a la aplicación de puntos rotos o puntos obvios en mapas topográficos o mapas de imágenes como una nueva ronda de control cartográfico (Nota: el número de puntos rotos utilizados para el control es docenas de veces mayor que el de puntos de control tradicionales. Incluso docenas de veces.

Cientos de veces), la nueva ronda de mapas resultante, pero si puede cumplir con los requisitos del mapa, por supuesto, requiere mucha verificación. Al mismo tiempo, el plan de actualización debería y debe considerar agregar una pequeña cantidad de puntos de control de campo y utilizar los elementos de orientación externos, los puntos de cifrado y las sombras correspondientes de la imagen para la ronda final de mapeo.

Por ejemplo, cuando sea posible, se debe considerar la aplicación de datos de POS. Pero no importa qué plan se adopte, la mayoría de ellos implican la actualización de conceptos tradicionales y la revisión de las normas correspondientes.

Un nuevo campo de desarrollo de la fotogrametría

Hasta ahora, el desarrollo de la fotogrametría digital, tanto en teoría como en la práctica, ha girado principalmente en torno al uso de la fotografía aeronáutica (aeroespacial). se utiliza para mapear la topografía, mientras que hay pocos estudios sobre fotogrametría digital de corto alcance (terrestre). Al mismo tiempo, con la aplicación generalizada y la reducción de precios de las cámaras digitales

Las rejillas son cada vez más baratas, y la aplicación de cámaras digitales en la medición será una tendencia inevitable en el desarrollo de la fotogrametría.

En este campo, naturalmente está estrechamente relacionado con la visión por computadora, porque "el objetivo de la investigación de la visión por computadora es equipar a las computadoras con la capacidad de reconocer información ambiental tridimensional a través de imágenes bidimensionales. Esto "No sólo permitir que la máquina perciba el entorno tridimensional. La información geométrica de un objeto, incluyendo su forma, posición, postura, movimiento, etc., también debe ser descrita, almacenada, reconocida y comprendida". pero hay diferencias obvias. Asimismo, la fotogrametría digital de corto alcance también es muy diferente de la fotogrametría tradicional de corto alcance basada en un único estéreo de referencia y un objetivo.

La fotogrametría digital debería ser una disciplina relativamente joven. Debido al uso de computadoras para reemplazar el "ojo humano", la fotogrametría digital se desarrollará rápidamente tanto en la teoría como en la práctica. Se utilizará para visualización tridimensional, actualización de datos de información geográfica y fotogrametría digital de corto alcance.

Ha sido ampliamente utilizado y desarrollado en otros aspectos. Las actualizaciones del mapa base del país y su estado actual serán cada vez más importantes.