地面移动测量系统的应用情况及发展现状与前景

论述地面移动测量系统的应用情况及发展现状与前景

移动测量技术是当今测绘界最为前沿的技术之一，诞生于20世纪90年代初，集成了全球卫星定位、惯性导航、图像处理、摄影测量、地理信息及集成控制等技术，通过采集空间信息和实景影像，由卫星及惯性定位确定实景影像的位置姿态等测量参数，实现了任意影像上的按需测量[1]。

最初人们利用摄影测量技术集成组合导航技术构建移动测量系统，实现地面移动摄影测量，获取目标地物的影像和空间信息数据。由于地面摄影测量自身的局限性（视距变化大且短，同名点自动匹配困难等），系统所测数据精度较低，数据处理工作量大。

激光测距技术出现后，很快在测绘领域展开应用。先后出现了激光测距仪和激光扫描仪。新一代的移动测量系统就是将激光扫描仪、组合导航系统和CCD相机集成实现移动中直接获取目标物绝对坐标和纹理信息等数据的。

移动测量的多传感器系统可加载于如航天航空飞行器、陆地交通工具、水上交通工具等多种载体上，形成不同的移动测量系统，满足不同的测量需求。例如，陆基移动测量系统通过车载平台上安装的GPS、INS、CCD等传感器协同运行，沿道路采集周围地物的可量测实景影像数据。

在两院院士李德仁先生的推动下，我国从1995年开始对移动测量技术进行研究，由武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室在对多个关键技术展开技术攻关并取得突破后，于1999年完成移动测量系统样机的研制。

目前国内在移动测量技术领域的研发实力和技术水平与发达国家相比还存在一定差距。此外，国内某些高等院校和研究机构虽然在此领域有着较为深厚的学术底蕴，但其技术水平仅停留在原型样机的阶段，均未实现产业化，行业发展受到限制。为推动科研成果的转化，立得空间于1999年成立，其前身是武汉立得空间信息技术有限公司，2008年4月更名为立得空间信息技术有限公司，2010年12月，变更为立得空间信息技术股份有限公司（以下简称立得空间），李德仁院士出任公司首席科学家，并开始主导移动测量技术的产业化。经过十余年的努力，立得空间使中国移动测量行业及其相关产业初具规模，是我国移动测量系统的开拓者。

立得空间研制生产的路基移动测量系统（Land-based MMS）包括：第一代车载CCD实景三维采集车系统即LD2000系列、第二代激光三维采集车系统即LD2011型系列全景激光移动测量系统；空基移动测量设备（Airborne Mobile Mapping Device）包括LD2011空基移动测量设备。公司现有移动测量系统（MMS）变形车产品包括：流动执法MMS、应急测绘MMS、广告牌测量MMS、简装版公路巡查MMS、公路巡查及裂缝测量MMS、铁路行业MMS、便携式MMS、全景激光MMS，都具有相当成熟的规模。

地面移动测量系统是一种基于道路的快速移动测量系统，其原理是在机动车上集成全球定位系统（GPS）、摄影测量系统（CCD）、惯性导航系统（INS）等先进传感器和设备，在车辆高速行进时，快速采集道路及周边地物的空间位置和属性数据，并同步存储于车载计算机中，经专门软件编辑处理，形成各种空间地理信息数据成果，如电子地图、设施数据库、地面移动测量系统在获取目标的地理空间位置的同时，还能够采集地物的实景影像，丰富地理信息数据的内容，从而拓展了地理信息数据的应用领域，因此被广泛应用于军事、测绘、城管、公安、应急、交通、铁路等多个行业[2]。此外，陆基移动测量系统所获取的实景三维地理信息以实景影像方式直观表达，易于被大众用户所接受与使用。

2004年以前，受制于计算机处理技术、存储技术以及网络带宽技术的局限性，陆基移动测量系统在长时间内仅被应用于军事、测绘、交通等专业领域，并且主要用于二维地图的更新，在基于道路的空间地理信息数据建库等方面的市场需求量较小。随着计算机技术、网络技术和移动测量技术的不断发展与完善，在计算机和网络中传输海量空间地理信息成为可能，以影像融合二维地图的实景三维空间地理信息系统应运而生。相对于传统的二维地图，实景三维空间地理信息统表达方式更为直观、信息更加丰富、更易被理解和使用，因此Google、微软、诺基亚等IT巨头为争夺未来网络地理信息的霸主地位，纷纷投入了大量资源用于购买、组装移动测量系统，在全球范围内进行街景影像采集。

在国内，相关政策和法规规定境外公司不能独自在中国大陆境内进行地理信息数据采集和发布，因此各种行业及互联网地理信息数据服务必须由中国大陆公司主导完成[3]。在政策前提下，作为一种最有效的城市空间信息采集系统，立得空间的地面移动测量系统在强大核心技术的支撑下，占据了市场垄断地位。

地面移动测量系统的特点

1）它是一种动态测量技术。在运动载体上搭载动态定位测量装置，在载体运动过程中完成目标定位测量。

2）它是一种动态瞬间获取被测物体大量物理属性信息和几何信息的测量手段。特别适合于测量众多的目标。

3）它是一种多传感器集成定位测量和空间信息采集的技术。

4）它是一种地面遥感技术，可以非接触测量目标，获取目标的空间位置，同时提取目标的各种属性信息。

5）它是一种基于严谨的理论和现代的硬软件，可以提供高精度快速测量的手段，是对传统测绘技术的一种革新，可以提高空间地理信息采集和更新效率，极大地提升测绘保障服务的能力。

地面移动测量系统综合了动态定位测量快速和近景摄影测量信息量大的特点，加快了测量数度，从而提高了野外空间数据获取的效率，获取的可量测实景映像是的数据处理灵活多样，可以随时从立体影像数据中获得特定目标的测量定位，改变了以往按照外业，内业工序测量的模式，实现了“一次测量，多次应用”的按需测量模式[4]。

地面移动测量系统的应用

1、基础测绘

1.1生产试验

2000年6月，黑龙江测绘局采用武汉立得空间信息技术发展有限公司生产的LD2000-RM（中端产品）型移动道路测量系统完成了“基于移动道路测量系统的数字道路采集生产实验项目”任务，通过比较采用传统城市测量方法和移动道路测量对相同地物测量结果，LD2000-RM 型移动道路测量精度如表1 所示。

表1 S测量精度（MM由419个检测点求出）

移动道路测量系统基本上也完全可以满足城市数据库建设项目中有关道路及相关设施的采集与调绘工作，因为重点城市数据库建设项目中，只采集境界、道路、地名、水系和土地利用现状五大类基本要素，所以，矢量采集的大部分工作可以完成。同时，使用移动道路测量系统可以增加更丰富的属性信息以及图像和视频信息，可为重点城市数据库增加沿道路的影像序列数据库，以及重要部门及建筑的影像和视频数据，能更好应用于数字城市的建设；此外，运用MMS住宅小区、工厂进行快速施测，获取3D数字图像，经三维建模等处理，模拟现实环境，形成虚拟的数字小区或数字工厂，可用于广告宣传、建设规划、财产评估、安防管理等；还可用于生成古建筑三维模型、古建筑的修复及常规维护，监测古建筑及大坝等的变形；甚至在常规测量不能及的地方，还可以采用近景摄影测量进行高精度工程放样等等。

1.2电子地图测制

采用立得高端产品LD2000-RH测制了武汉市汉阳沌口经济技术开发区电子地图，作业范围共计9km2，采集了所有的道路数据、道路附属设施数据以及道路属性数据。

1.3电子地图修测

2002年使用MMS为韩国高速公路公司、地方建设管理部门、市政管理部门、韩国电力公司等做了大量的测绘工程，包括：道路设施调查维护、市政公共设施调查、电线杆设备状况调查、国家数据采集和更新等。

2、公路GIS与公路路产管理