攝影測(cè)量與遙感在鐵路測(cè)量中的應(yīng)用

發(fā)布日期：2018-05-11 00:00 瀏覽量：10652

　　攝影測(cè)量學(xué)的方法很多，其中航空攝影測(cè)量的理論是最常用的。航空攝影測(cè)量是利用飛機(jī)上攝取的地表相片為依據(jù)進(jìn)行量測(cè)判斷拍攝的地面上物體大小、形狀、空間位置關(guān)系，從而建立被攝取的地區(qū)的地形圖信息數(shù)據(jù)資料。航空攝影是在一定的高度按規(guī)定的時(shí)間間隔對(duì)要測(cè)繪的區(qū)域進(jìn)行連續(xù)重疊攝影。要求所拍攝的圖片能夠覆蓋整個(gè)待測(cè)區(qū)，并且有一定的重疊度。攝影測(cè)量的主要任務(wù)是對(duì)地觀測(cè)，因此測(cè)繪各種比例尺的地形圖和專題圖，建立地形圖數(shù)據(jù)庫，并貯備各種地理信息系統(tǒng)的建立與更新時(shí)需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

　　1.2遙感技術(shù)

　　遙感技術(shù)系統(tǒng)由空間信息采集系統(tǒng)，地面接收、傳輸和預(yù)處理系統(tǒng)，地面實(shí)況調(diào)查系統(tǒng)，信息提取與分析應(yīng)用系統(tǒng)幾部分組成。空間信息采集系統(tǒng)由遙感器和遙感平臺(tái)組成，遙感平臺(tái)是遙感器的載體為其提供工作平臺(tái)。遙感器是用來收集、記錄被測(cè)目標(biāo)的特征信息并發(fā)送到地面接收站的設(shè)備。地面接收站主要是接受、處理、存檔和發(fā)散各類衛(wèi)星傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)記錄在高密度磁帶、光盤上。保存和記錄數(shù)據(jù)后地面工作站依靠計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像預(yù)處理。地面實(shí)況調(diào)查系統(tǒng)主要是進(jìn)行在空間遙感信息獲取前所進(jìn)行的地物波譜特征測(cè)量，還有在空間遙感信息獲取的同時(shí)進(jìn)行與遙感有關(guān)的各種遙測(cè)數(shù)據(jù)的收集。最后將收集的遙感圖像信息有針對(duì)性的提取，進(jìn)行具體領(lǐng)域的應(yīng)用或輔助研究。

　　2攝影測(cè)量與遙感在鐵路測(cè)量中的應(yīng)用

　　2.1選線應(yīng)用

　　線路一般應(yīng)盡量采用直線以及較大半徑的曲線連接，以縮短線路的長度，節(jié)省造價(jià)及營運(yùn)消耗。在縱斷面上則應(yīng)盡量減小坡度，以提高車速。同時(shí)，鐵路線路還應(yīng)繞避不良地質(zhì)和水文地段，并盡量繞避重要建筑物以及少占農(nóng)田等，以保證線路工程的質(zhì)量。為了滿足上述要求，必須利用鐵路沿線的地形、地貌、地質(zhì)、等資料，而攝影測(cè)量與遙感技術(shù)是提供這些資料有效的技術(shù)手段。攝影測(cè)量與遙感技術(shù)在選線中的應(yīng)用主要有兩方面：一是攝影測(cè)量與遙感所獲得的地形圖以及數(shù)字高程模型是線路設(shè)計(jì)的主要資料；二是航空或者衛(wèi)星遙感影像可直接或間接提供大量的有關(guān)各種地物屬性的信息，為解譯各種地質(zhì)現(xiàn)象和水文要素創(chuàng)造良好的條件。航空或衛(wèi)星影像反映地表地物宏觀、逼真，借助遙感圖像處理軟件處理解譯，并根據(jù)影像所反映出來的紋理、色調(diào)、圖形等特征，可以判釋區(qū)域內(nèi)地層、地質(zhì)構(gòu)造等現(xiàn)象。

　　2.2既有線路測(cè)量應(yīng)用

　　既有線路攝影測(cè)量與遙感技術(shù)是以航空像片或衛(wèi)星遙感影像為測(cè)繪基礎(chǔ)，配以一定的野外工作獲取大比例尺地形圖。其應(yīng)用可歸納為：加速既有線路復(fù)測(cè)工作，加快獲得完整的既有鐵路技術(shù)基礎(chǔ)資料。大比例尺地形圖可滿足多方面的使用要求。采用攝影測(cè)量與遙感技術(shù)測(cè)繪大比例尺地形圖的優(yōu)點(diǎn)：一是采用了國家統(tǒng)一的平面坐標(biāo)系和高程系，與國家基本圖或其他部門的地形圖可以溝通使用。二是航測(cè)圖片和遙感衛(wèi)星圖片覆蓋面積大、表達(dá)現(xiàn)場(chǎng)逼真，可獲得精度較高的大比例尺地形圖。

　　2.3沿線環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

　　利用遙感技術(shù)可以對(duì)鐵路的運(yùn)行狀況、沿線地質(zhì)環(huán)境變化等進(jìn)行動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)。由于遙感圖像視野開闊、影像逼真，不受地形、交通的限制，獲取資料快，可在室內(nèi)條件下全天候開展影像判釋。此外，遙感技術(shù)為從宏觀背景研究地質(zhì)災(zāi)害的形成與地形、地質(zhì)構(gòu)造等提供了方便，從而有利于揭示其產(chǎn)生原因和分布規(guī)律?？呻S時(shí)獲取鐵路沿線地形地層構(gòu)造、地質(zhì)災(zāi)害及環(huán)境變化等情況，還可提供DTM，各種比例尺地形圖、透視圖、各種地質(zhì)專題圖、各種統(tǒng)計(jì)數(shù)字等資料。

　　3遙感新技術(shù)在鐵路測(cè)量中的應(yīng)用

　　3.1SAR干涉測(cè)量

　　雷達(dá)干涉測(cè)量是利用復(fù)雷達(dá)圖像的相位差信息來提取地面目標(biāo)地形三維信息的技術(shù)。獲取數(shù)據(jù)的方式，分別是沿軌道向、與軌道交叉向、重復(fù)飛行干涉測(cè)量。雷達(dá)干涉測(cè)量有特定的數(shù)據(jù)處理技術(shù)流程，與傳統(tǒng)遙感影像數(shù)據(jù)處理完全不同，主要包括：用軌道參數(shù)法或控制點(diǎn)法測(cè)定基線，圖像粗配準(zhǔn)和精配準(zhǔn)；隨后進(jìn)行相位解纏，其中最常用的方法有：枝切法、條紋檢測(cè)法、最小二乘法、基于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的算法。差分干涉測(cè)量技術(shù)是在雷達(dá)干涉測(cè)量的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是利用復(fù)雷達(dá)圖像的相位差信息來提取地面目標(biāo)微小地形變化信息的技術(shù)。根據(jù)消除地形效應(yīng)所采用的方法不同，差分干涉測(cè)量可分為基于DEM模擬條紋和基于生成的從干涉紋圖的差分測(cè)量。

　　3.2高分辨率衛(wèi)星遙感

　　航空遙感、衛(wèi)星遙感等，雖然已經(jīng)得到較多的應(yīng)用，但在反映細(xì)節(jié)構(gòu)造、精細(xì)信息、局部特征時(shí)，由于分辨率的限制而不能提供詳實(shí)而全面的信息。而高分辨率衛(wèi)星遙感影像既提供高幾何分辨率的全色波段，又提供多光譜數(shù)據(jù)，通過一定的數(shù)據(jù)融合方法，就可提供分辨率更高的多光譜數(shù)據(jù)。高分辨率衛(wèi)星遙感可應(yīng)用為：提供充分、豐富、精確的信息，保證了進(jìn)行科學(xué)合理的新線的選線工作；將為建立3S地質(zhì)災(zāi)害信息立體防治系統(tǒng)和鐵路管理系統(tǒng)提供多源、多平臺(tái)、多時(shí)相、多層次、多領(lǐng)域的實(shí)時(shí)、豐富、準(zhǔn)確、可靠的信息。

　　3.3高光譜遙感

　　高光譜遙感與常規(guī)遙感技術(shù)不同之處主要是窄波段、多通道，具有圖像與光譜合二為一的優(yōu)點(diǎn)，它以納米級(jí)的超高光譜分辨率和幾十或幾百個(gè)波段同時(shí)對(duì)地表地物成像，能夠獲得地物的連續(xù)光譜信息。這樣，在傳統(tǒng)的二維遙感的基礎(chǔ)上增加了光譜維，形成了一種獨(dú)特的三維遙感。通過獲取圖像上任何一個(gè)像元或像元組合反映的地球表面物質(zhì)的光譜特性，經(jīng)過計(jì)算機(jī)圖像處理就能達(dá)到快速區(qū)分和識(shí)別地表地物的目的。利用高光譜數(shù)據(jù)與專題圖結(jié)合，可以全面對(duì)感興趣區(qū)域地質(zhì)進(jìn)行研究并進(jìn)行細(xì)分，判釋區(qū)域內(nèi)地層、地質(zhì)構(gòu)造等，給鐵路選線提供可靠的依據(jù)。還可充分利用高光譜圖像中豐富的紋理細(xì)節(jié)進(jìn)行信息提取。

　　在鐵路建設(shè)中，攝影測(cè)量與遙感作為一種先進(jìn)的勘測(cè)技術(shù)手段，在提高選線質(zhì)量和勘測(cè)資料質(zhì)量；提高勘測(cè)設(shè)計(jì)效率；改善勘測(cè)工作條件；節(jié)省基建投資等方面，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，是工程勘測(cè)設(shè)計(jì)和現(xiàn)代化管理的重要內(nèi)容。

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