現今最尖端的測繪與遙感技術有哪些？

01-02

三維激光掃描儀。

ps:華測昨天和今天在上海舉辦北斗產業論壇，有興趣可以百度一下

根據三維激光掃描儀掃描得到的點雲數據進行三維重建和變形監測的程序/演算法。

我個人認為三維激光掃描這個領域的狀態有點兒像當年第一次工業革命之前。

什麼意思呢？那時候紡織業在流程上：棉花——紗線——布匹，由於出現了飛梭，織布的速度是大大提高，紗線就開始不夠用了。是珍妮機的出現，一開始就提高了8倍的紡紗效率，往後面經過改良更是提高了40倍的效率，這才大規模的促進了生產力的提高，有了後面工業革命一大堆的東西。

在今天三維激光掃描儀其實已經是一個比較普及的東西，稍微有點規模的企業/商戶都能租得起。我是一名大三的學生，這個學期跟著老師主要做了這樣兩個項目，都跟三維激光掃描儀有關。

第一個項目，甲方是一家石化公司，廠子在錦州。他們的需求是把油管的中心線納入到他們公司的資料庫進行信息管理（至於要進行怎樣的管理那就不是我要操心的了）。於是我們用三維激光掃描儀先掃描油管處的點雲。

然後我們使用Trimbel RealWorks軟體，用人工分割的方法，先把每一根油管的點雲獨立分開，再一次選取個5~10米的點雲交給機器去判別，一點兒一點兒地繪製管子向前延伸。單次選取的點雲還不能太多，不然精度很糟糕。而且即便如此，一些小的變形Trimble也識別不出來（它是真識別不出來!），如下圖：

最後把繪製出來的全部油管進行提取中心線操作，生成DWG文件，交給我們的下家——正源XXXX公司，正源再對這個文件進行一些操作，然後可能直接交給甲方，也可能是交給下下家，誰知道呢？

第二個項目，甲方是一家健身房，他們想要把他們的室內場景用三維建模展現出來。還是老方法：三維激光掃描儀先掃取點雲，得到下圖：

用Sketchup畫出來的成果圖如下（所有屋頂均被隱去）：

細部對比：

Sketchup在業界簡稱SU，是風景園林、城鄉建築規劃等專業的必學軟體，測繪領域用的反倒不多，很多測繪的本科生直到畢業都沒聽說過這個軟體。我這個也是剛學，畫功在他們看來當然就是個渣啦。

這兩個活，前線數據採集2~3小時，後方數據處理20~30天，這個效率你說差多少？嚴重的滯後。所以你問我最前端的技術是什麼，我覺得當然就是對掃描來的點雲數據進行自動處理，自動繪圖。

這方面有2個方向，一種是試圖對所有的點雲數據進行處理，得到輪廓線。比方說下面這篇《基於馬爾可夫隨機場的散亂點雲全局特徵提取》，直接上幾個她這套演算法的成果圖：

最大的好處就是，不關你是什麼模型，我這套演算法一以貫之，都能提取特徵線。但是難度極高，精確度也沒法滿足現在的實際工作需求，但這一定是未來的發展方向。

另一種就是像Trimble RealWorks那樣，每寫一種演算法，只針對一種模型的點雲進行處理。比方說他這個就是只繪製油管的點雲數據。這種方法難度低，精度高，目前已經投入使用。

當然，即便是第二種演算法，也有很多問題。目前學術界似乎是沒有一種演算法，能夠把管線的點雲自動分割開，Trimble自己也沒有做到。都是只能人工肉眼識別先分割，再交給機器去繪製。

PS:我一直覺得這玩意兒應該是計算機圖形學的範疇，至少得精通一門編程語言，能根據演算法編譯實現幾千行的代碼，同時也要有一定的數學功底。真正的測繪技能，反倒沒用到什麼。】

5.31 更：

掃描儀長什麼樣子呢？

以下為自己拙見。

不管是三維激光掃描，還是雷達干涉測量，都是高精度快速獲取數據的手段，我只能從自己見識的角度出發，三維激光掃描技術應用在記載地面車載手持等領域越來越多了，我自己也一直從事這個行業。而雷達干涉測量是對地觀測里比較新的技術了。

沒有。利益相關，櫻花大學05級本科。現在2017年了，所有的頂尖技術在2005年時候都有。LiDAR這種東西除了精密之外，從原理上沒有任何神奇之處。現在的技術進步，無非是因為計算機算的快一些。GPS是60年代的老東西，這些年最好的發展無非是高頻GPS。InSAR，這個90年代其實就很成熟了，後面的發展得益於控軌技術的加強，還有TSX/TDX星的衛星鐘精度高（也有可能是GPS授時，具體衛星設計不可能知道，但是雙星bistatic的確有技術）。最神奇的GRACE衛星，02年時候的技術，微波測距的確厲害。所以說如今最尖端，只能說沒有。

反對一下上面的看法，三維激光掃描儀，其實就是LiDAR，已經火了好久了，而且基於車載的街景重建項目，這幾年基本已經宣告夭折了。個人覺得現在最尖端，最火的應該是基於傾斜攝影測量的自動三維模型生成。InSAR的確是很實用的一門技術，但是我覺得說不上尖端，只能說應用價值高。

這是 LiDAR 在自問自答吧。。。

頂尖的測繪與遙感技術可以參照5-10年前Computer Vision，Electronic Engineering的研究成果。

都是玩別人玩剩下的，還想叫啥頂尖。攝影測量方面，把幾個多視幾何、模式識別、機器學習的剩飯翻過來炒一遍就是測繪遙感的頂尖了。

利益相關：櫻花大學本碩。

目前的尖端技術是無人機遙感航測技術，航測是以無人駕駛飛機作為空中平台,以機載遙感設備,如高解析度CCD數碼相機、輕型光學相機、紅外掃描儀，激光掃描儀、磁測儀等獲取信息，用計算機對圖像信息進行處理，並按照一定精度要求製作成圖像。全系統在設計和最優化組合方面具有突出的特點，是集成了高空拍攝、遙控、遙測技術、視頻影像微波傳輸和計算機影像信息處理的新型應用技術。無人機航拍遙感技術可廣泛應用於國家生態環境保護、礦產資源勘探、海洋環境監測、土地利用調查、水資源開發、農作物長勢監測與估產、農業作業、自然災害監測與評估、城市規劃與市政管理、森林病蟲害防護與監測、公共安全、國防事業、數字地球以及廣告攝影等領域，有著廣闊的市場需求。目前，我國民用無人機生產單位逐步壯大，初步估計約有150多家，已生產了15000餘架無人機。比如國內勁鷹無人機專業從事航測無人機設備的設計生產，曾經到非洲飛行完成航測任務。

無人機航測的特點

無人機航測影像具有高清晰、大比例尺、小面積、高現勢性的優點。特別適合獲取帶狀地區航拍影像（公路、鐵路、河流、水庫、海岸線等）。且諸如勁鷹無人駕駛飛機為航拍攝影提供了操作方便，易於轉場的遙感平台。起飛降落受場地限制較小，在操場、公路或其它較開闊的地面均可起降，其穩定性、安全性好，轉場等非常容易。小型輕便、低噪節能、高效機動、影像清晰、輕型化、小型化、智能化更是無人機航拍的突出特點。

無人機航測的優勢

1.精度更易統一達標。人測有些地方去不到，或素質或責任心等態度不去了。航測則全面覆蓋沒有遺漏。

2.航測還能出整個區域的正射影像實景圖。人測只能出線劃圖。

3.航測圖形精度與飛行高度，勁鷹無人機以較有代表性的項目舉例

1：500（0.05米）350-500米，1：1000（0.1米）600-800米，1：2000（0.2米）1000-1500米。航測少數精幹人員即可完成，特別在1：2000及1：1000的項目中質量控制可以高於人測，達到或超越標準，從而做好當前項目並獲得後繼項目。

雷達干涉測量，尤其是監測地表形變，這種非接觸的測量方法，精度可以達到毫米級，和傳統測量方法優勢互補，發展潛力很大！

室內定位技術，麻省理工已經研究出了理論技術，能不能大規模應用得看成本了。

星站差分技術(RTX)我在天寶的儀器中見過這個技術，其有可能會成為未來無人駕駛的主要定位技術。

最尖端的技術在好萊塢

看到這些吹三維激光的也是無語了，這個技術早都有了，也不是啥新東西，為啥流行不起來，僅僅是價格貴嗎？

多基線數字近景攝影測量，更加高效，精度更高，是武大張祖勛院士的研究成果，如果感興趣可以去搜索了解一下。