測繪技術的發展促進了我國測繪地理信息事業的不斷提升，以往的測繪技術面對廣闊、復雜的地形地貌會存在很多缺陷，給測繪工作帶來很大不便。同時我國城市化進程快速推進，城市三維模型逐步成為城市空間數據框架的重要內容。
航空攝影測量一直是我國基本地圖成圖的主要方式，由于其制圖速度快，精度高且均勻，是我們今后數字制圖的一個重要發展方向。而傾斜攝影測量技術是國際測繪遙感領域，近年發展起來的一項高新技術，利用照片進行三維重建成為一項關鍵性的技術。
測繪應用中另一項技術在近幾年也越發地成熟，那就是機載激光雷達技術，近年來機載激光雷達技術已漸漸應用到工程測量中，并在某些應急測繪場景中發揮著突出的作用。機載激光雷達技術與攝影測量技術原理不同，各有其優點缺點。面對不同測繪項目的成果需求是選擇激光雷達還是攝影測量？
01從二維到實景三維的攝影測量
從1839年尼普斯和達意爾發明攝影術算起，攝影測量已有170多年的歷史。最初的攝影測量僅限于處理地面的正直攝影，1903年萊特兄弟發明飛機后，才使航空攝影測量成為可能。由于航空攝影可快速獲得大面積地區的像片，使得航空攝影測量成為20世紀以來大面積測制地形圖的最有效 *** 。
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經過一個多世紀的發展，攝影測量經歷了模擬法、解析法和數字化三個發展階段。加上科技設備的進步，如今航空攝影測量已成為獲取每年全國地理國情基礎數據中很重要的一部分，并被應用到越來越多的領域里。
傳統的攝影測量可以獲取以下4種產品包括DOM（數字正射影像圖）、DEM（數字高程模型）、DRG（數字柵格地圖）、DLG（數字線劃地圖）。雖然被叫做4D產品，其特征屬性還是二維的，而近些年發展起來的傾斜攝影技術，從不同的角度采集影像，生成真實的三維模型，將攝影測量應用從二維平面拉到更直觀的三維實景。
同時攝影測量產業在近幾年的飛速發展還和另一項技術的成熟有關，那就是無人機的出現，它的出現大大降低了測繪行業的準入門檻，不僅以其相較于大飛機極低的價格，更以其強大的適應性。回想5年前，航測無人機設備市面上就只有幾款，我們還依賴國外的無人機設備，到現在已經是百花齊放。特別是18年6月，大疆精靈4 RTK的出現，其高精度和低操控難度，給行業內飛行和處理帶來了極大的便利。
目前攝影測量數據的采集精度和成果精度都越來越高，特別體現在目前的1.5公分的傾斜模型可以做到5公分以內的誤差，在幾年前還是想都不敢想的。前段時候大疆剛剛發布了全畫幅相機DJI P1其精度可達到免像控3公分平面精度，5公分高程精度，在效率方面更是達到了3km2的單架次作業面積，讓我們從業者很是期待這款產品在大面積航測項目中的表現。
伴隨著對精度的高要求，我們所要處理的數據也是成幾何級數的增加。面對著現在的傾斜攝影項目動輒上百G甚至上T的原始數據，對我們的算力也提出了很高的要求。與用算力拼精度不同，有一種技術因其原理自帶高精度光環，那就是激光雷達（LiDAR）技術。
02高精度測量利器：LIDAR技術
激光雷達是一種集激光掃描與定位定姿系統于一身的測量裝備，激光雷達系統包括激光器和一個接收系統。激光器產生并發射一束光脈沖，打在物體上并反射回來，最終被接收器所接收。接收器準確地測量光脈沖從發射到被反射回的傳播時間。鑒于光速是已知的，傳播時間即可被轉換為對距離的測量。結合激光器的高度，激光掃描角度，就可以準確地計算出每一個地面光斑的三維坐標 X，Y，Z。
激光雷達相比于攝影測量是主動遙感，掃描激光由儀器自己發出，其激光有很強的穿透性，所以激光雷達可以適應不同的天氣，并且可以在夜晚作業，這點是攝影測量無法做到的。
激光雷達獲取的高精度點云數據測量精度高，應對輸電線、橋梁鐵索等細長的結構或工業廠區、信號塔復雜的結構都能很好地還原，適合做高精度地形測量與工程勘測、以及對精度要求很高的工程測量應用。
激光雷達具有穿透植被的能力，可以測量植被覆蓋下的地形。一般的激光雷達處理軟件都能通過自動或人工交互處理，把入射到植被、房屋、建筑物等非地形目標上的點云進行分類、濾波或去除，然后構建不規則三角網TIN，就可以快速提取 DEM。由于激光點密度大，數目多，使得生產高精度、高分辨率的 DEM 也成為可能，因此它是解決快速進行 DEM數據采集的最有效 *** ，其產品精度甚至可以滿足多行業對高程的需求。
在特定的應用，如林業中，多次回波LIDAR可穿透植被冠層，提取植被信息，快速獲取植被點云，從而分析得出樹木的冠幅、生長密度、面積、蓄積量及生長趨勢等，這個攝影測量系統很難做到。
03激光雷達還是攝影測量？
激光雷達技術數據處理相較于實景三維重建是更簡單的，所獲得的激光點云就是最終產品，前期飛行和后期使用可以做到無縫銜接，全天候實時生成點云，滿足特殊應急測繪的要求，這是激光雷達的優勢，但有限的處理帶來的也是有限的效果，我們只能看到由點來構筑的結構，沒法獲得攝影測量帶來的高擬真度的實景三維模型。
同時在將激光雷達帶上無人機，但當掃描距離遠了之后，點位的分辨率會變低（角分辨率），在這種情況下其高精度的優勢可能就沒有那么大了。還有一點就是激光掃描設備相對于攝影測量使用的相機，價格要貴很多，一般的公司想要買的話，都還會斟酌一下，考慮投入回報。近日，大疆也推出了新一代的機載激光雷達設備DJI L1，這款設備對激光雷達、測繪相機與高精度慣導做了高度集成，可通過點云與影像的融合進行目標模型的三維重建，在飛行高度為50m時，高程、平面精度分別可達到5cm、10cm以內，單架次作業面積2平方千米。目前似乎還沒公布市場價格，不知道這次能不能給出“交個朋友”的友情價，可以期待一下。
攝影測量經過一個多世紀的發展，因為其原始數據是和人觀測到的外部世界是一致的，正射成果和實景模型都是很真實直觀的，這個特征讓它有更廣泛的應用。激光雷達技術出現較晚，但以其快速獲取高精度目標位置信息的特點，現在也有越來越多平民化的應用。
關于攝影測量和機載激光雷達技術特點，我們簡單做了以下總結：
04寫在最后
總的來說，對比兩種技術，攝影測量技術具有更廣泛的應用，更成熟智能的軟硬件體系；激光雷達技術雖然應用沒有那么普遍，但在某些領域有其不可替代的作用。兩者的技術也都在不斷地更新與進步，關于兩者結合使用，也有越來越成熟的解決方案出現。在這個領域，我們發現越來越多的技術創新，都是來自我們國內，在這種國家創新激勵下，越來越多公司推出具有獨創精神的產品，推動技術更新變革，以后的應用場景，或許會突破現在我們的想象。
