GPS與RS的集成

1、遙感（Remote Sensing）在不直接接觸的情況下，利用遙感器對目標或自然現象遠距離探測和感知的一種技術，它根據不同物體對波譜產生不同響應的原理，識別地面上各類地物。全球定位系統(tǒng)（GPS, Global Position System）利用人造地球衛(wèi)星進行點位測量的定位、導航技術，英文也稱為 Navigation Satellite Timing and Ranging導航衛(wèi)星測時和測距，由美國軍方組織研制建立，從 1973 年開始實施，到九十年代初完成。5.1 GPS輔助空中三角測量5.2 對地觀測的直接定位遙感中的目標定位一直都依賴于地面控制點，如果要實現實時無地面控制的遙感目標定位

2、，則需要通過GPS記錄遙感影像瞬間的方位元素。5.1 GPS輔助空中三角測量輔助空中三角測量GPS與RS的集成技術主要是利用GPS的精確定位功能為RS影像提供實時處理與快速編碼，實現快速準確地測量坐標。目前GPS動態(tài)相位差分已用于航空/航天攝影測量進行無地面空中三角測量，并用于生產，從而大大提高工作效率和精度。5.1 GPS輔助空中三角測量輔助空中三角測量航空攝影測量：也稱為空中三角測量，利用像片內在的幾何特性，在室內加密控制點的方法。即利用連續(xù)攝取的具有一定重疊的航攝像片，依據少量野外控制點，以攝影測量方法建立同實地相應的航線模型或區(qū)域網模型，從而獲取加密點的平面坐標和高程。主要用于測地形圖

3、。5.1 GPS輔助空中三角測量輔助空中三角測量工作可分為兩大主要部分：第一部分是數據采集，包括轉點、像點坐標或模型點坐標量測、坐標規(guī)化和預改正。第二部分是數據處理，一般為區(qū)域網平差，平差過程中要引入非攝影測量信息，主要是地面控制點坐標，使空中三角測量網納入規(guī)定的坐標系，同時對像片系統(tǒng)誤差進行有效地改正。5.1 GPS輔助空中三角測量輔助空中三角測量空中三角測量分為利用光學機械實現的模擬法和利用電子計算機實現的解析法兩類。模擬法依靠人工選點、轉點和在航測儀器上人工量測獲得像點像片坐標或模型坐標；解析法則根據像片上的像點坐標同地面點坐標的解析關系構成攝影測量網的空中三角測量。建立攝影測量網和平差

4、計算等工作都由計算機來完成。5.1 GPS輔助空中三角測量輔助空中三角測量人工因素正是阻礙攝影測量向數字化、自動化和實時化發(fā)展的難點之一。隨著GPS輔助空中三角測量和自動空中三角測量的成功研制，加上自動粗差探測技術，我們已在解析空中三角測量走向全自動化方面奠定了堅實基礎。5.1 GPS輔助空中三角測量輔助空中三角測量另一方面，通過GPS輔助空中三角測量和全數字化自動攝影測量的集成，已可使外業(yè)控制到內業(yè)加密、快速獲取地面DEM、數字正射影像與數字線劃圖的過程更加高效。5.1 GPS輔助空中三角測量輔助空中三角測量GPS輔助空中三角測量：5.1 GPS輔助空中三角測量輔助空中三角測量是指利用機載G

5、PS接收機與地面基準點的GPS接收機同時、快速、連續(xù)地記錄相同的GPS衛(wèi)星信號，通過相對定位技術的離線數據后處理獲取攝影機曝光時刻攝站的高精度三維坐標，將其作為區(qū)域網平差中的附加非攝影測量觀測值，以空中控制取代或減少地面控制，經采用統(tǒng)一的數學模型和算法，整體確定點位并對其質量進行評定的理論、技術和方法。采用多片影像匹配自動轉點技術取代常規(guī)航測中像點坐標的人工量測，由GPS動態(tài)差分技術獲取GPS攝站坐標，以空中控制取代或減少地面控制，即可使解析空中三角測量實現全自動化。5.1 GPS輔助空中三角測量輔助空中三角測量GPS輔助的全自動空中三角測量作業(yè)流程為：（1）利用機載GPS接收機與地面參考點的

6、GPS接收機同時、快速、連續(xù)地記錄相同的GPS衛(wèi)星信號，同時在機載GPS接收機記錄數據中加入攝影瞬間的時標信號。5.1 GPS輔助空中三角測量輔助空中三角測量（2）利用后處理軟件進行離線數據后處理，內插獲得攝影瞬間GPS天線相位中心的三維坐標。（3）利用自動空中三角測量中的多片影像匹配自動轉點技術，對數字化后的影像進行整體影像匹配，獲得較常規(guī)數量多、精度高、可靠性好的模型連接點的像片坐標。5.1 GPS輔助空中三角測量輔助空中三角測量（4）由上所得的GPS攝站坐標、連接點像片坐標，外加攝影機數據，必要時加入少量地面控制，進行攝影測量與非攝影測量觀測值的聯合平差，求解加密點坐標(物方坐標系)或像

7、片定向參數。5.1 GPS輔助空中三角測量輔助空中三角測量常規(guī)空中三角測量與GPS輔助全自動空中三角測量5.1 GPS輔助空中三角測量5.2 對地觀測的直接定位GPS在遙感調查中的應用主要有兩個方面：在遙感圖像上識別出橋梁、河流匯合處以及村莊這些能作為地面控制點的地物，然后到實地，利用GPS確定每一控制點的實際位置（經緯度等），進而對圖像進行幾何糾正和投影變換；5.2 對地觀測的直接定位對地觀測的直接定位GPS在遙感調查中的應用主要有兩個方面：對圖像上的樣本像元，根據它們的空間坐標，利用GPS進行實地定位，確定樣本像元對應的地面類型，并用于分類。5.2 對地觀測的直接定位對地觀測的直接定位GP

8、S用于樣本像元地面定位：美國曾利用SPOT數據與GPS相結合方法進行佛 羅 里 達 州 南 部 濕 地 的 土 地 覆 蓋 調 查（1994）。5.2 對地觀測的直接定位對地觀測的直接定位調查首先是利用ERDAS軟件對SPOT數據進行非監(jiān)督分類，聚類數的確定是基于分類結果圖上每一聚類都能找出同質區(qū)域，以便利用GPS進行野外驗證，通過試驗，最后確定的分類數為30。5.2 對地觀測的直接定位對地觀測的直接定位利用20個均勻分布的地面控制點把圖像糾正到UTM地圖投影。首先是在圖像上找到對應地面控制點的像元，利用地面控制點數據和對應圖像像元的位置數據計算變換矩陣，產生一個系數文件，利用一階變換計算出每

9、個像元變化后坐標（均方根誤差為0.4個像元），利用最近鄰再采樣法進行像元值內插。5.2 對地觀測的直接定位對地觀測的直接定位為獲得像元點地面實況，在經過糾正的圖像上選擇驗證點，30個非監(jiān)督分類類型盡可能每一個選擇5個點，每一個點必須位于至少33像元的同質圖斑中心，這樣做是考慮到圖像像元的位置本身存在著誤差（均方根誤差為0.4個像元）以及GPS定位誤差，最后從圖像上選擇了 129個點。5.2 對地觀測的直接定位對地觀測的直接定位對圖像上選擇的每一個點進行野外驗證，野外驗證利用GPS定位，通過目視方法估算大約2020m2范圍內每一土地覆蓋類型的比例。5.2 對地觀測的直接定位對地觀測的直接定位通過對驗證點的實地狀況分析，最后歸納出19個土地覆蓋類型。129個驗證點被歸類到這19種土地覆