第21届国际摄影测量与遥感大会(ISPRS)
1、规模与内容
大会期间从7月7日至10日举办了4天技术展览会(Technical Exhibitions)，展出面积达4000多平方米。来自全球26个国家和地区的95个机构参加了展出，参展单位类型主要包括各国摄影测量与遥感硬件制造商25家、软件开发商28家、数据提供商9家、工程服务商16家、研究机构和社会团体7家、其他单位10家。展出的主要类型包括：增强型数码航空摄影机(多线扫、全立体、高分辨率等)；集成式空中惯导和定位系统；静态或移动航空和地面Lidar测量数据获取、处理系统；多源数据高速集成处理像素工厂系统；综合型全数字摄影测量系统；功能扩展的遥感图形图像数字处理系统；GIS软件系统；三维重建编辑处理和显示系统；各种卫星遥感影像数据；以及其他产品。
表3 硬件/软件展出主要类型和参展单位数量 技术类型 信息获取(包括光谱仪、数码相机、Lidar、地面采集及予处理系统等) 19 参展单位数量 主要参展商 Lieca、DIMAC SYSTEMS、Applanix Corporation、北京欧普特科技有限公司、INTERGRAPH、ITRES Reseach Ltd、Jena-Optronik GmbH、Optech Inc、RIEGL、ROLLEI Metric GmbH、拓普康、Trimble、Vexcel Imaging GmbH、Wehrli/Geosystem DAT/ET Systems International、DEPHOS、ERDAS,Inc、Infoterra 信息处理(包括数字摄影测量、Lidar数据处理、RS处理、综合处理等) 28 Group、INTERGRAPH、INPHO GmbH、KLT Associates Inc.、Lieca 、PCI GEOMATICS、P&F ETH Zurich、STORA ENSO、Terrasolid Ltd.、Topol Software、Virtual Geomatics、北京吉威数源信息技术有限公司、北京四维远见信息技术有限公司、武汉适普、武大吉奥、航天量子 Clark Labs、ESRI、LIZARDTECH、Sanborn Map Co.、北京GIS和数据库 应用服务(网上服务、导航服务、LBS等) 集成式或综合式系统 11 超图、武大吉奥、中地数码、天际瞰宇信息技术(北京)有限公司、中测新图(北京)遥感技术有限责任公司 2 5 北京四维图新科技股份有限公司、ESRI Applanix Corporation、STORA ENSO、北京四维图新科技股份有限公司、武汉适普、Trimble 2、航空航天遥感平台产品及发展动向
此次大会上出现了一批新型的航空遥感平台，如三角翼、无人机、飞艇和轻型飞机等低空平台，在此领域也涌现出了一批新的航摄单位。本次展会上有中国测绘科学研究院、中测新图(北京)遥感技术有限责任公司、北京飞人动力体育器材有限公司等多家国内公司和研究机构展示了三角翼、无人机、飞艇和轻型飞机等低空平台的相关信息及其摄影后的影像产品。除了遥感平台外，还有Track Air ，ASCOT， NavCam，XTRACK等飞行管理系统参与展出，其中前两种为老品牌，后几种为新近推出的产品。
在航天遥感方面，随着航天科技、CCD制造工艺等相关技术的提高，以及各行业对卫星影像的需求量的日益增加，近年来遥感卫星的数量和性能均有较大的增加和提高,尤其在地面分辨率方面由6年前QuickBird卫星影像的0.6米提高到即将发射的GeoEye-1卫星影像的0.4米。表3-1和表3-2中列举了此次展会上出现的几种新型航天遥感数据。
表3-1 参展卫星遥感数据情况表 ALOS 卫星 PRISM 国家 年份 GSD 高度 重访周期 波段 星上存储 轨道类型 AVNIR-2 日本 2006 2.5m/10m/7-44m 14-88m ,100m, 24-89m 691.65km 2天 Pan/RGB and NIR/L波段 90GB 太阳同步
表3-2 参展卫星遥感数据情况表 卫星 国家 年份 GSD 高度 重访周期 波段 星上存储 轨道类型 TerraSAR-X 德国 2007 1m/3m/16m 514km 4.5天 X-band 256GB Kompsat-2 韩国 2006 1m/4m 681.7 km-708.3 km 28天 Pan+4MS —— Formosat-2 中国台湾 2004 2m /8m 891km 1天 Pan/ MS —— 地球同步—— —— 轨道/太阳同步轨道 太阳同步 近极地太阳 GeoEye-1 (IKONOS第二代) 美国 预计2008年8月 0.41m /1.65m 684km —— Pan+(RGB_NI) 1 TB Cartosat-1 (IRS-P5) 印度 2005 2.5m 618km 5天 Pan 120GB PALSAR 美国 2007 1m/0.59m 496km 1.7天/4.6天 Pan 2.2TB 太阳同步 美国 Mid-2009 1m/0.52m 770km 1.1天/3.7天 Pan+8MS 2.2TB 太阳同步 WorldView-1 WorldView-2 3、数据获取技术产品及发展动向
传感器技术水平发展较快。除了数码航空摄影系统功能和性能不断增强以外，Lidar测量数据获取系统近几年尤其发展很快。
展会上共10余种数码相机，包括框幅式的和推扫式的，比2004年的3-4家迅速增长，价格也迅速降低，性能整体有提高。各种产品的具体描述参见表1和表2。
表1 参展框幅式数码相机描述表 产品 产地 产商 年份 像幅 SWDC 中国 四维远见 2007 14.5k*10kLAC 中国 CASM 2008 11750*5AIC4 德国/中国 Rollei/TopRS 2007 7228*542UCX 奥地利/美国 Microsoft Vexcel 2007 全色DMC(New) 德国/美国 Z/I Imagine 2008 7680*13824 DiMAC 美国/卢森堡 DIMAC 2003 10500*7200/72/14k*11K 像元尺寸 焦距 504 8 14430*9420 /彩色4992*3328 00*5400 6.8u 50mm/80mm 100G/CF卡32G*5 真彩色 6.8u 6.8 60mm/727.2u 100mm全色/33mm彩色 12u 全色120mm/多光谱25mm 6.8u 55mm/80mm/120mm 4*500GB(最多10000个图像) 真彩色 24mm 100G/CF卡16G、32G 真彩色 mm/100mm —— 存储量 1.7T(约3900幅) Pan、 RGB和NIR 2.0TB Pan、 RGB and NIR DAS 波段 真彩色 表2 参展推扫式数码相机描述表 产品 产地 产商 年份 像幅 像元尺寸 焦距 存储量 波段 ADS80 瑞士/德国 Leica/DLR 2008 12000*2 6.5u 62.5 —— RGB、IR和Pan JAS 德国 JENA-OPTRONIK 2006 12000*9 6.5u 150mm 1…5GB solid state RGB、IR和Pan 8000*RGB 9u 110mm —— RGB 15960*RGB 9u 123.2mm —— RGB 3-DAS-1 3-DAS-2 4-DAS-1 1-DAS-1 乌克兰 Wehrli/Geosystem 2008 8000*RGB/NIR 9u 100mm —— RGB和NIR 8000*RGB 9u 110mm —— RGB的一个波段 本次展出的数码相机产品相较四年前的DMC、UCD和ADS40，在像元尺寸、像元数量或存储系统等方面有一定改进，如Microsoft Vexcel的UCX相对UCD，像元尺寸由9微米减小到6.8微米，而像素数由11500*7500增加到14430*9420，这样就能保证在航高、像幅不变的情况下提高地面分辨率；Leica首次亮相的ADS80，相对于上一代产品ADS40，在处理效率和存储系统等方面有了较大的改进；Z/I Imaging的DMC，相对以前的产品在存储系统上作了改进，新的存储器在保证容量的前提下，大大减小了体积和重量，使用起来更加便捷。
增强型数码航空摄影系统的发展主要体现在：①推扫式数码航摄仪扫描线阵的增加，使得各个通道都可以获得立体覆盖影像，例如Lieca的ADS80就是ADS40的增强型。②数码航摄仪CCD的像元分辨率提高，以获得更高分辨率的数码影像，例如Microsoft Vexcel的UCX就是UCD的改进型。③高精度小象幅的单通道或双通道数码航空摄影仪异军突起，这种相机更适合于小型或无人飞机快速获取影像，例如卢森堡的DiMAC和德国的ROLEI。④辅助航空摄影系统如空中惯导和定位系统IMU/DGPS更加精准，更加集成化和一体化。⑤我国自行研究开发的数码航空摄影仪在许多方面达到了国际水平，是展示会的一个关注点。
Lidar测量系统发展迅速，产品种类多，集成化程度高，功能和性能较前几年更加稳定。机载激光雷达方面，瑞士Leica公司的ALS60系统和加拿大Optech公司的ALTM是本次展
会展品中引人注目的两款Lidar产品。相比上一代产品，这两种产品在扫描频率、回波次数等方面进行了改进：如ALS60由以前ALS50 错误！未找到引用源。的150kHz升级为200kHz。此外，展会上展出的机载激光雷达系统还有Riegl LMS和TopoSys Gmbh，与以前相比，性能整体均有提高。有不少的公司在推出静态或移动航空和地面Lidar测量数据获取、处理系统硬件产品同时还配备相应的数据处理软件系统。例如Optech、Lieca、RIEGL、Trimble和TOPCON等公司的空中和地面Lidar测量系统。地面系统同时配置高精度数码相机。Applanix、Optech和RIEGL还推出高精度车载移动式地面Lidar测量系统。
光谱、超谱和光电传感器在本届技术展览会上有产品展示，有些光谱和超谱数据可以用Lidar数据处理软件系统处理，以获得更多的地物类型数据。例如加拿大的ITRES Reseach、北京欧普特和上海技术物理所的产品。
除了以上提及的航空和航天遥感传感器、平台外，在本次大会上，还有IMU/GPS测姿定位系统、新型数据处理软件等也参与了展出。在测姿定位系统方面，有传统品牌加拿大Applanix公司的POS AV系列产品，相比以前的产品，现在的集成化程度更高，GPS接收机改为内置，精度方面与以前的产品相当。
在数据获取阶段的数据处理技术方面，出现了一批针对新型数码传感器、新型卫星影像的处理软件。如芬兰STORA ENSO公司的EnsoMOSAIC数字航空成像及影像处理系统，中国航天量子数码科技有限公司的TeraMatrix多源遥感影像处理系统，航天星图科技(北京)有限公司的UAV-Pro无人机信息处理系统和ImageinforRS-Pro遥感信息处理与分析系统，及Virtual Geomatics的VG40机载激光雷达数据处理软件等。此外，瑞士Leica公司的FPES和FCMS软件系统可以实现飞行计划的设计、飞行的控制与管理，以及飞行的评估，该系统适用于所有类型传感器和多传感器集成系统，降低了飞行成本，大大提高航空摄影的生产效率。通过本次大会技术展览在数据获取方面最新成果的展示，可以看到，摄影测量与遥感在数据获取技术方面的发展趋势具有多平台、多传感器、多比例尺和高光谱、高空间、高时间分辨率以及空天地一体化的明显特征。
4、数据处理技术产品及发展动向
从装备的角度来看，展出的数据处理技术正在逐步实现自动化、集成化、一站式、多源数据综合处理。类似于像象素工厂的自动化综合处理系统正在涌现。在功能强大的软件系统和高性能服务器支持下，一套系统可以自动或任意处理不同来源的数据，生成不同的产品，可以大规模快速处理大区域影像和数字高程模型，或复杂数据类型的地理空间数据，大幅度提高数据处理能力。例如Infoterra的像素工厂(PixelFactory)、Inpho系统、Lieca的专用影像自动处理系统、我国自行研发的DPgrid等。Infoterra的像素工厂还可以根据需要自行定制处理流程。
展出的数字摄影测量系统总体变化不大，但在系统功能上除了原有的自动空三、数字影像、DEM和二维、三维测图以外，更多地融合了Lidar数据处理功能，处理效率有所提高。卫星遥感图像处理软件系统正在不断增加各种优异的处理功能，可以处理各种目前应用的卫星遥感图像，为各种高端应用提供图像分析和处理、制图能力，例如ERDAS、PCI和ENVI等。Lidar数据处理系统是一个热点，除了提供Lidar数据获取硬件系统的制造商可以配套提供相应处理软件外，有些软件开发商也开发了专门处理Lidar数据的软件系统，或在全数字摄影测量系统中增加Lidar数据处理功能。例如Terrasolid的系列Lidar数据处理软件，P&FETH和DEPHOS数字摄影测量系统软件。这些软件系统可以完成点云分类、数据检校、生成高程模型、利用点云数据处理影像、建模和贴纹理。
近几年来，空间数据处理技术有了较大发展，最新研究成果主要表现在：集群环境并行化处理、人性化设计、自动化与流程化处理、网络化采集，以及自主产权化发展等几个方面：
1)集群环境并行化处理。如Pixel Factory(法国Infoterra公司)、DPGrid(武汉大学)、ImageInfo PixelGrid(中国测绘科学研究院)等国内外软件，利用了集群及并行技术，实现了海量空间数据的快速自动化处理。该技术是现代海量数据处理的必然趋势。
2)人性化设计。体现在软件设计的人性化和硬件设计的人性化两个方面。软件设计的人性化：国外软件设计根据人体学原理，考虑操作舒适性，设计更具人性化，人性化软件设计无疑会提高生产效率。硬件设计的人性化：偏振光立体观测技术的成熟，使观测更加舒适；三维鼠标的多样式，无疑提高了工作效率；工具箱触模板的便捷性，提高了地形要素采集效率，降低了错误率。
3)自动化与流程化处理。Virtual Geomatics公司的VG4D等大多数公司软件集产品管理、数据管理、3D可视化、自动化Lidar处理功能于一体，使数据处理更加自动化和流程化。法国Infoterra公司的“像素工厂”堪称当今世界一流的数字产品加工处理集大成者，它就如同一条高智能化的流水线，在一边输入原始数据，从另一边输出的就是用户所需的各种数字产品。此外，瑞士Leica公司在航空摄影测量数据的处理方面(如Lidar数据和数码相机影像)，已经形成了从飞行任务规划、飞行控制与管理，到影像数据处理的完整系统。
4)网络化采集。空间数据采用网络数据库集中存储，采集作业采用网络化分布式进行，使作业平台更加便捷。网络化作业环境是数据采集的发展趋势。
5)自主产权化发展。
如自动空三软件：由武汉大学自主研发的摄影测量与非摄影测量观测值联合平差软件系统DGPS/IMU辅助光束法区域平差系统WuCAPS 4.0；北京四维远见信息技术有限公司研制的自动空三测量软件Geolord-AT同样具有强大的模型定向平差功能。
数字摄影测量系统：VirtuoZo(适普软件有限公司)、JX4数字摄影测量工作站(北京四维远见信息技术有限公司)广泛应用于国内生产，在国家大型测绘工程中发挥了巨大作用。
通用遥感图像处理系统：GeoImager(武大吉奥公司)、ImageInfo(中国测绘科学研究院)、IRSA(中国科学院遥感应用研究所)为近几年国内出现的自主知识产权的遥感数据处理软件，打破了国外遥感软件独占国内市场的局面；
数字测图与数据更新：ImageInfo PixelGrid(中国测绘科学研究院)、GeoTIN(武大吉奥公司)等提供了数字高程模型快速提取功能，且ImageInfo PixelGrid在我国西部测图工程中发挥了重要作用。
此外，ERDAS、PCI Geomatica等软件补充增加了对最新高空间分辨率SAR影像(如意大利的Cosmo-SkyMed、德国的TerraSAR-X等)的处理功能；在三维数字城市方面，增加了网络发布(如Leica Virtual Explorer)和三维数据共享(ERDAS Titan)等功能。
5、数据管理和应用服务技术产品及发展动向
ESRI、LIZARDTECH、Sanborn Map Co.、北京超图、武大吉奥等展示单位展出了诸如ARCGIS9.3等多种GIS和数据管理工具软件系统，可用于大规模地理空间数据库建立和GIS应用。
Lidar数据在数字城市建立中应用较多，特别是地面车载移动Lidar系统可以快速获得大量立面点云数据和真实数码影像，通过软件处理后，迅速建立立面模型，并相应进行表面贴纹理，很快得到立面或道路两侧三维立体影像。
在导航电子地图应用服务方面，北京四维图新科技股份有限公司展示了自行开发的便携式导航电子地图车载和手持装置，并开发将导航电子地图应用于LBS及互连网位置服务。
ESRI公司的ArcGIS 是具有强大的数据管理、分析和可视化功能的完善的地理信息系统，软件体系包括企业级的影像管理系统，使用户具有从各种来源获取、管理、制作和挖掘海量影像和栅格数据。ArcGIS Engine 是基于COM技术的地理信息数据展示和分析工具之
一，包括了最基本的影像数据存储和显示的开发接口。
Infoterra公司的地理数据管理软件系统PixelFactory，运用不同比例尺和来源的图像建立专用和无缝兼容的数据以满足各种应用需求。
中地数码集团的MapGIS，是面向服务分布式超大型地理信息系统。
武大吉奥公司的GeoStar ，提供了从数据获取、加工到建库与管理到分发服务的完整的空间信息解决方案。
超图公司的Supermap GIS，形成了大型空间数据库引擎，面向网络服务的大型WebGIS开发平台，大型全组件GIS开发平台。
Geoway公司的ImageDB ，基于client、server网络架构和组件化开发模式，实现多传感源、多分辨率、多时态正射影像数据的管理、分发、应用与服务的空间数据管理平台。 常用的数据管理方法包括文件存储形式、数据库存储形式、文件数据库混合存储管理、网络化的集群高性能存储和基于对象存储影像数据等，目前正朝着信息共享、群集多服务器化、多级网格化、企业级数据库中心化方向发展。国内外众多GIS数据管理软件体现了这一发展趋势和潮流。