倾斜摄影测量与地理信息系统的结合应用研究
郭艳飞
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郭艳飞,. 倾斜摄影测量与地理信息系统的结合应用研究[J]. 地理研究进展,2022.5. DOI:10.12721/ccn.2022.157047.
摘要:
新时代背景下,大数据的衍生有效突破了传统数据存储与处理技术的局限性。而地理信息系统受海量空间数据属性和数据处理快速响应需求的限制,对大数据的应用有着迫切需求。但传统专家学者对大数据在地理信息系统中的应用进行研究时更倾向于整体方向,忽视了将大数据应用到地理信息系统时的技术研究。本文主要分析倾斜摄影测量与地理信息系统的结合应用研究。
关键词: 倾斜摄影测量;地理信息系统;结合应用
DOI:10.12721/ccn.2022.157047
基金资助:

引言

随着社会经济的不断发展,我国的工程行业也取得了长足的进步。为保证工程建设的安全,开展好工程测量工作尤为重要。新时期,在我国工程建设中有效运用新型测量技术开展定位及距离测量,可显著提升工程建设的严谨性。作为一项新型测绘技术,无人机倾斜摄影测量能够有效提升测量工作的精确度,将该项技术与地理信息系统结合运用于工程测量中,可显著提高工程测量的质量。但在实际测量之前,需要结合工程建设目标开展综合分析,基于此建立科学的测量方案,保证测量工作的规范开展和数据提取的准确有效。

1、倾斜摄影技术

倾斜摄影是相对垂直摄影来说的,倾斜摄影是指在飞行平台上,同时搭载多台航摄仪,从不同角度获取影像数据。通常所说的5镜头航摄相机,也是倾斜相机的一种,其由1个下视相机和4个侧视相机组成,下视相机主要获取被摄物体的顶部信息,侧视相机主要从不同角度,获取被摄物体的侧面信息。通常侧视相机与下视相机之间的夹角介于30°到60°之间,为了获取的影像有用信息更多,减少遮挡带来的盲区,夹角为45°效果最好。利用倾斜摄影技术进行实景三维模型的生产,然后基于模型进行测绘产品的生产,这种方式称为倾斜摄影测量。

2、关于地理信息系统的概述

地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS)有时又称为“地学信息系统”,该系统是能够完成地理空间信息处理的集成系统。该系统在使用过程中主要包括计算机硬件和软件模块,能够对地球表层的地理信息进行全面采集、并且利用软件和硬件的结合完成各种地理信息的精度储存、科学计算、内容显示。从应用角度而言,GIS系统是一种地理学、空间学的应用系统。而从技术角度分析而言,该系统是以现代计算机技术、数字化技术、空间技术、卫星定位技术以及网络技术为核心的先进技术系统。现代地理信息系统能够实现地理信息的全面处理,在其工作过程中,主要以信息数据处理为工作核心,利用硬件系统、地理数据以及软件系统完成各项数据服务功能。(1)硬件系统是地理信息系统的主要结构,主要包括输入采集设备、储存设备以及输出设备,完成数据输入、数据储存以及信息输入等工作,并将处理后的信息储存于数据库当中。(2)地理信息系统的数据库结构是地理数据的集中储存模块,具有海量数据储存的功能,并且在储存的同时完成数据分类,是地理信息数据空间管理的核心模块。(3)地理信息系统的软件系统主要包括计算机系统软件、GIS软件以及应用分析程序等功能。计算机系统软件设计是为了完成GIS系统的各项操作,方便用户使用软件。而GIS软件是实现地理信息处理各项功能支持。应用分析程序是利用逻辑运算功能,完成地理信息的计算。

3、地理信息系统的功能

GIS地理信息系统的主要功能是依靠GIS系统完成各项地理信息服务,同时其功能设计也是按照使用者对地理信息服务需求来完成,通过服务需求的良好设计,确保系统应用更加广泛。以下是对地理信息系统的各项功能进行分析。第一,GIS系统具有良好的数据采集功能,能够加载获取地理以及空间信息数据,利用GIS卫星从一定高度的太空对地球面层的地理相关数据进行采集,并且利用数据传输功能将卫星数据信号传入到地面GIS设备之上。同时,系统具有数据编辑功能,能够在数据获取完成之后对地理信息数据进行编辑,确保系统内部数据空间逻辑上的一致性。第二,GIS系统具有数据储存以及数据管理等相关功能。该功能是以数据库为核心展开的数据处理功能。能够完成空间数据以及属性数据的良好组织。在进行数据组织中,通常采用栅格模型技术、矢量模型技术来完成数据组织管理。第三,系统具有数据处理和变化功能。在GIS系统采集数据之后,初步的数据处理功能就是利用系统的数据格式化功能、数据格式转换功能完成数据格式转化,同时可以完成数据比例尺的控制。第四,系统具有空间分析和统计功能。该功能具体指可以利用GIS系统完成空间地理信息以及现实地理信息的转换分析,利用采集后的信息完成地理资料研究。第五,GIS系统还具有显示功能。从功能的利用角度而言,在当前地质灾害调查等工作开展过程中,GIS显示功能更受重视,利用GIS系统内部的计算机和其他软件,能够实现地理数据报告制定、GIS系统表格制定以及地理信息图形和模型绘制,为后续的地理信息数据应用打好基础。最后,从其应用功能角度而言,GIS系统的应用具有全面性特点。利用GIS系统的地理信息功能,可以完成资源管理、区域规划、灾害监测、环境保护、道路交通管理以及国防等多项辅助功能。

4、倾斜摄影测量与地理信息系统的结合得到了广泛的应用

4.1在地面观测中的应用

地面观测是测量工程中不可或缺的一环,在地面观测实践中,既要求观测地面的平面特征,还要求观测地面与现有目标的状态。传统垂直摄影只可观测到顶部信息,难以对地面及目标的高度等相关信息进行采集。凭借倾斜摄影的多角度拍摄特征,可有效呈现地面及目标高度的变化状况,这些信息在测量工作中可发挥十分重要的作用。依托高度信息,测量工作者可对各高度目标展开更加精准的分析,进而提升测量效率。

4.2在航线测量与设计中的应用

相较于传统垂直摄影,无人机倾斜摄影具备多角度采集影像信息的功能,其可通过对无人机镜头与目标物距离、飞行高度等相关数据开展计算,提升测量的准确性,为航线设计提供有力指导,从而提升航线设计工作的质量和效率。

4.3在远程控制中的应用

在工程测量实践中,测量工作者常常会因受地形、气候、交通等因素的影响,难以进入测量区域。此时,可通过远程控制无人机开展测量工作,依托地理信息系统的空间预测及决策功能,为工程测量提供有力支持。二者的结合运用不仅可以提升测量效率,还可降低工作强度,保障测量工作者的人身安全,使工程测量工作的灵活性变得更强,从而满足更加多元化的需求。

4.4在地质灾害调查中的应用

地质灾害调查实施可以利用GIS系统完成辅助决策,制定地震防灾减灾的相关策略,实现地质灾害的有效减少。一是,利用GIS系统内部的RS功能可以在地质灾区进行有效监测。在系统的使用过程中,可以完成灾区的良好监测,主要是利用遥感技术原理,完成地质灾害的遥感数据采集,同时完成数据处理,最后实现遥感影响的制定。二是,利用GIS技术可以实现灾害的二次预防。地质灾害爆发,区域内的地质结构将会发生一系列的变化,很容易引起滑坡、泥石流等灾害问题,在此基础之上可以利用GIS技术系统做好二次灾害评估,主要利用RS技术的DEN叠加技术,判断二次灾害发生的概率,智慧中心可以通过二次灾害的判断完成灾害的有效预防工作。

结束语

综上所述,倾斜摄影测量与地理信息系统在工程测量中的结合运用,可产生一系列传统工程测量技术难以比拟的优势,从而确保技术人员充分掌握测量区域的实际情况,提高工程测量工作的质量。

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