量测点密度大，而且可以穿过树冠同时检DTM 测到地面和树的顶端； 平面精度要比高程精度低很多，为后者的2-6倍； 技术成熟程度 尚未成熟，具有很大发展潜力 成熟 依靠立体相对的密集匹配。平面精度比高程精度要高出1/3

机载激光扫描量测系统在应用中主要有以下几个方面的优势：

1）对于影像纹理极少、无从分辨的地表面的测绘，在这些地域，影像匹配和人工量测无能无力；

2）森林和植物覆盖物繁多的地域测绘，这种地区，机载激光系统可以获取地形数据而摄影测量系统做不到；

3）细长地物目标的测绘，例如道路、电力线、管道量测等；

4）城市区域DSM的生成，因为机载激光系统可以进行密集的高精度量测，比人工量测速度快很多；

5）需要高密度和高精度量测的应用领域，例如露天矿的检测等；

6）需要快速响应的应用领域，如自然灾害监测，因为机载激光系统可以进行直接测距，数据可以很快转为三维坐标。

1.5 像素工厂及DPGRID

1.5.1 像素工厂

像素工厂( Pixel Factory ,简称PF) 由法国地球信息( INFOTERRA) 公司研制开发，是一套用于大型生产的遥感影像处理系统,通常具有强大计算能力的若干个计算结点,输入数码影像、卫星影像或者传统光学扫描影像,在少量人工干预的条件下,经过一系列自动化处理,输出包括数字表面模型(DSM) 、数字高程模型(DEM) 、正射影像(DOM) 以及真正射影像( TDOM) 等产品,并能生成一系列其他中间产品。

1.5.2 数字摄影测量网格DPGRID

武汉大学基于多年来在数字摄影测量方面的研究成果，将计算机网络技术、并行处理技术、高性能计算技术与数字摄影测量处理技术结合，研究开发了一套高性能的新一代航空航天数字摄影测量处理平台：数字摄影测量网格（Digital Photogrammetry Grid—

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DPGrid）。

1.5.2.1 系统组成

1、DPGrid系统由两大部分组成：

1） 自动空三DPGrid.AT/光束法平差 DPGrid.BA/正射影像DPGrid.OP模块

由高性能集群计算机系统与磁盘阵列组成硬件平台，以最新影像匹配理论与实践为基础的全自动数据处理系统。这一部分的主要功能包括：数据预处理、影像匹配、自动空三、数字地面模型以及正射影像的生成等。

2） 基于网络的无缝测图系统：DPGrid.SLM（Seamless Mapping）

系统硬件由服务器＋客户机组成。其中服务器负责任务的调度、分配与监控；客户机实际上就是由摄影测量生产作业员进行“人机交互”生产线划图(DLG)的客户端。整个系统是一个分布式集成、相互协调、基于区域的网络无缝测图系统。

上述两部分组成GPGrid系统，它不仅包括快速、自动化的数字高程模型和正射影像生产系统，而且包括等高线、地物的测绘，因此是一个“完整的、综合的解决方案“Integrated solution”，是新一代的数字摄影测量系统。

2、系统硬件结构如下图所示。

1）自动处理系统的硬件部分由管理节点、集群（刀片）计算机、磁盘阵列、千兆局域网构成。其中管理节点主要用于管理集群（刀片）计算机，任务分配处理设备运行软件系统的主控（任务分配）程序，刀片节点负责具体的运算，磁盘阵列存储数据，所有设备通过千

DPGri

DPGrid.

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图1-3 DPGRID系统组成与硬件结构图

兆以太网相连。

软件系统的运行流程是，主控（任务分配）程序根据摄影测量处理的内容，将整个处理任务分解并分发给各个计算节点，主控程序同时监控各任务的运行情况，各计算节点接受分配的任务完成具体的运算，所有的程序共享磁盘阵列上的数据。主要部件的性能指标如下：

集群处理设备采用国际知名品牌的刀片式计算机集群系统。x个刀片式计算机具有双CPU，内存≥8GB，磁盘不低于2x 72GB，3个以上10/100/1000M-BaseT自适应以太网卡；

一套xT GB裸存储容量的磁盘阵列。系统在提供xT/2 GB的存储容量时，能保证两块硬盘同时出现故障而不丢失数据，写入数据的传输速率至少大于42MB/S，读出数据的传输速率至少大于48MB/S；

客户端数据处理。带立体观测装臵塔式结构高档图形工作站一套；高档图形工作站x套；

2）基于网络的无缝测图系统的硬件环境是由服务器和客户机构成的局域网。使得以前由单人单机实现的测图过程，变为在局域网内多人合作协调完成。主要部件的性能指标如下：

网络配臵：100M网络或以上； 服务器最低配臵

设备名称 CPU 内存 硬盘 网卡 显卡 显示器 其他硬件设备 型号 双核处理器，2GHZ以上 1GB DDR-2 300GB SATA控制器 100M/1000M 普通显卡 一般显示器 普通PC配臵 备注

客户端配臵 设备名称 CPU 内存 硬盘 显卡 网卡 显示器 其他硬件设备 立体观测装臵 型号 PENTIUM IV 1GHZ或以上 512MB或以上 40GB 或以上 支持立体显示的显卡 百兆网卡 在1024*768分辨率下刷新率能上到100HZ 手轮脚盘\\三维鼠标 N型液晶立体眼镜（NuVision）和红外发射器 备注 推荐使用双屏 38

2 卫星遥感

遥感是不直接接触目标物体，在距离地物几千米到几百千米甚至上千千米的飞机、飞船、卫星上，使用光学或电子光学仪器（称为传感器）接收地面物体反射或发射的电磁波信号，并以图像胶片或数据磁带记录下来，传送到地面，经过信息处理、判读分析和野外实地验证，最终服务于资源勘探、动态监测和有关部门的规划决策。通常把这一接收、传输、处理、分析判读和应用遥感数据的全过程称为遥感技术。遥感中搭载传感器的工具统称为遥感平台，卫星遥感以卫星作为遥感平台。

2.1 主要卫星介绍

下面简要介绍一下在测绘行业广泛应用的几种遥感卫星。

2.1.1 SPOT5

SPOT 5 卫星是法国于2002年5月发射，是近极地太阳同步轨道卫星，轨道高度832km。卫星上带有两台高分辨率几何成像仪(HRG)，一台高分辨率立体成像仪(HRS)及一台宽角植被探测器。HRG和HRS摄影焦距分别为1.082m和0.582m。扫描方式为线性，摆角分别为27 和20 。SPOT 5可获取的卫星影像有全色和四个波段多光谱影像，见下表。

表2－1 SPOT5主要波段数据列表

波段 全色 绿 红 近红 波长（μm） 0.49-0.69 0.5-0.59 0.61-0.68 0.78-0.89 分辨率(m) 2.5 10 10 10 2.1.2 IKONOS

IKONOS(伊科诺斯)卫星于1999年9月24日发射成功，是世界上第一颗提供高分辨率卫星影像的商业遥感卫星。IKONOS卫星的成功发射不仅实现了提供高清晰度且分辨率达1米的卫星影像。 IKONOS是可采集1米分辨率全色和4米分辨率多光谱影像的商业卫星，同时全色和多光谱影像可融合成1米分辨率的彩色影像。轨道高度681千米，IKONOS的重

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访周期为3天，并且可从卫星直接向全球12地面站地传输数据。

表2-2 IKONOS的基本参数

卫星制造商 传输及数据处理系统制造商 光学系统制造商 轨道高度 轨道倾角 轨道运行速度 影像采集时间 重访频率 轨道周期 轨道类型 重量 洛克希德〃马丁公司 雷神公司 柯达公司 681千米 98.1度 6.5-11.2千米/秒 每日上午10:00-11:00 获取1米分辨率数据时：2.9天 获取1.5米分辨率数据时：1.5天 98分钟 太阳同步 817千克 表2-3 IKONOS数据产品技术指标

星下点分辨率 产品分辨率 成像波段 0.82米 全色：1 米；多光谱：4 米 全色 波段: 0.45-0.90微米 彩色 波段1(蓝色): 0.45-053微米 波段2(绿色): 0.52-0.61微米 波段3(红色): 0.64-0.72微米 波段4(近红外): 0.77-0.88微米 2.1.3 QuickBird

QuickBird是2001年10月18日在美国发射成功的高分辨率商业遥感卫星，QuickBird空间分辨率全色为0.61米，多光谱分辨率为2.44米，有1个全色波段和4个多光谱波段，成像幅宽为16.5公里×16.5公里。

表2-4 QUICKBIRD的基本参数为：

卫星隶属 轨道高度 轨道倾角 传感器 分辨率

全色 0.61米(星下点) 数字全球公司 450千米 98度 多光谱 2．44米(星下点) 40