機載模式的DEM數(shù)據(jù)獲取通過哪些方法？

發(fā)布日期：2019-03-08 22:48 瀏覽量：11323

由于地球表面被各種自然或人工地物覆蓋，難以直接獲取精確的地形形態(tài)。特別是基于攝影測量與遙感技術(shù)觀測得到的DEM，通常包含了森林植被、建筑物等地物分布形態(tài)，此類DEM又稱為數(shù)字地表模型(digital surface model, DSM)。

DEM數(shù)據(jù)獲取方法

目前，DEM數(shù)據(jù)獲取方法主要包括野外地面測量、地形圖數(shù)字化、航空航天攝影測量與遙感(激光雷達(dá)掃描(light detection and ranging, LiDAR)、合成孔徑雷達(dá)干涉測量(interferometric synthetic aperture radar, InSAR)、立體光學(xué)影像)等。DEM數(shù)據(jù)獲取方法按模式分有：地基模式，船載模式，機載模式和星載模式。

飛燕遙感引進(jìn)了國內(nèi)最先進(jìn)的機載激光雷達(dá)RIEGL VQ-1560i，那么機載模式下的DEM數(shù)據(jù)獲取通過哪些方法呢？

機載模式的DEM數(shù)據(jù)獲取主要包括航空攝影測量、機載激光LiDAR、機載激光測深系統(tǒng)、機載InSAR以及無人機等方法。

1、航空攝影測量方法

航空攝影測量方法是利用大幅面數(shù)碼航空相機拍攝的立體像對重建地表三維立體模型、量測三維空間坐標(biāo)的方法，經(jīng)歷了模擬法、解析法、數(shù)字化3個發(fā)展階段。

目前，基于數(shù)字攝影測量工作站的全數(shù)字自動化或者交互式方法相對比較成熟，可用于獲取高精度、高保真DEM。

2、機載激光LiDAR

機載LiDAR能夠獲取地面高密度三維位置點云數(shù)據(jù)，通過多次回波濾波、分類與建?？梢酝瑫r得到DSM和DTM。機載LiDAR掃描系統(tǒng)是集激光測距儀、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、CCD(charge-coupled device)相機、計算機數(shù)據(jù)處理等于一體的新型測量技術(shù)，機載LiDAR技術(shù)在活斷層識別、滑坡監(jiān)測、海岸帶脆弱性分析等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

3、機載激光測深系統(tǒng)

該方法適合用于近岸、淺海、島礁等近海淺水區(qū)域的水深測量，最小探測深度可達(dá)0.15 m，最大測深在50 m左右，測點密度可達(dá)dm級。

機載激光測深系統(tǒng)分別向海面發(fā)射兩種波段的激光，其中紅外波段被海面反射，藍(lán)綠波段透射海水后反射，利用激光傳播時間差得到相對瞬時海面的相對深度，根據(jù)潮汐資料和潮汐模型獲得瞬時海面高程和海底絕對高程。

目前，可以采用單一藍(lán)綠波段激光(如美國EAARL系統(tǒng)、奧地利RIEGL VQ系統(tǒng)等)開展沿岸陸地與淺水的一體化無縫地形測量。

4、機載InSAR

機載InSAR技術(shù)適用于測繪困難地區(qū)(如多云、霧地區(qū))的高精度、高分辨率、實時地表信息獲取。最具標(biāo)志性意義的是，2000年美國航天飛機雷達(dá)地形測繪任務(wù)(Shuttle Radar Topography Mission, SRTM)利用機載InSAR技術(shù), 僅11 d便獲取了全球80%陸地1″分辨率的三維地形信息。

5、無人機

無人機(unmanned aerial vehicles, UAV)或微型無人機(mini-UAV, mUAV)也可用于搭載數(shù)碼相機、SAR、LiDAR等設(shè)備，特別適用于小范圍、低成本項目(如局部侵蝕、沉積、城市規(guī)劃等)的DEM獲取。

近年來發(fā)展起來的應(yīng)用于構(gòu)造地貌、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、考古等領(lǐng)域的運動重建技術(shù)僅需要一臺搭載于傳統(tǒng)航空攝影測量平臺或UAV、風(fēng)箏、氣球、竿子等平臺的相機對感興趣區(qū)域的影像進(jìn)行重疊拍攝，基于點云后處理軟件即可生成高精度、高分辨率DEM。

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