導語：如何才能寫好一篇航空攝影測量，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：航空;攝影;測量

1. 航空攝影測量的基本該概念及種類

航空攝影測量指的是“在飛機上用航攝儀器對地面連續(xù)攝取像片，結(jié)合地面控制點測量、調(diào)繪和立體測繪等步驟，繪制出地形圖的作業(yè)”。航空攝影測量單張像片測圖的基本原理是中心投影的透視變換，立體測圖的基本原理是投影過程的幾何反轉(zhuǎn)。利用航空攝影測量技術(shù)可以快速獲得道路阻斷、河流阻塞、城鎮(zhèn)的損壞和重要基礎(chǔ)設(shè)施的破壞情況，為抗震救災決策指揮提供依據(jù)。也可以在城鎮(zhèn)規(guī)劃中提供數(shù)據(jù)依據(jù)。航空攝影測量的作業(yè)分外業(yè)和內(nèi)業(yè)。外業(yè)包括：像片控制點聯(lián)測，像片控制點一般是航攝前在地面上布設(shè)的標志點，也可選用像片上明顯地物點（如道路交叉點等），用測角交會、等外水準、測距導線、高程導線等普通測量方法測定其高程和平面坐標。綜合法測圖。內(nèi)業(yè)包括：加密測圖控制點，以外業(yè)像片控制點為基礎(chǔ)，一般用空中三角測量加密方法，推求測圖需要的控制點、檢查其平面坐標和高程。

2. 解析空中三角測量

在精密立體坐標量測儀或解析測圖儀上，立體量測加密點及框標在左右像片上的坐標。當作業(yè)人員通過觀測系統(tǒng)使左右眼分別觀察左片和右片，則可看到重建的立體光學模型。其他建立立體視覺的方法，包括：互補色法，偏振光立體眼鏡法;液晶立體眼鏡法等。

2.1 內(nèi)定向、相對定向和絕對定向

內(nèi)定向是指“根據(jù)量測的像片四角框標坐標和相應(yīng)的攝影機檢定植，恢復像片與攝影機的相關(guān)位置，即確定像點在像框標坐標系中的坐標”。在立體測圖儀上的內(nèi)定向，是通過嚴格的裝片來實現(xiàn)的，即使用對點器（―種精巧的放大鏡），分別地將滌綸像片上的框標精確對準承片盤上的相應(yīng)框標。從而就實現(xiàn)了恢復像片內(nèi)方位元素.對于解析測圖儀，則只需將像片的基線大致平行于儀器的X 軸.像片的內(nèi)定向，是通過精確量測像片的四角框標，利用嚴密的解析公式計算求解，同時進行像片的變形改正。

相對定向是指“恢復攝影瞬間立體像對內(nèi)左右像片之間的相對空間方位”。確定兩個像片的相對空間方位需要五 個參數(shù).相對定向的數(shù)學關(guān)系通常用同名光線共面條件表示，即左右攝影中心至地面點的兩條光線共面。相對定向至少需量測六個定向點，利用最小二乘法平差解算。對于模擬型立體測圖儀，包括機助測圖系統(tǒng)，立體像片對的相對定向，是通過左右像片車架的空間運動來實現(xiàn)的，以便消除立體模型內(nèi)各點的上下視差，從而實現(xiàn)恢復立體像對左右片在攝影瞬間的相對空間方位。

絕對定向是指“確定立體模型或由多個立體模型構(gòu)成的區(qū)域的絕對方位，也就是確定立體模型或區(qū)域相對地面的關(guān)系”。絕對定向參數(shù)為七個。傳統(tǒng)的模擬立體測圖儀絕對定向，通常分成高程置平和平面對點兩個步驟來完成的.立體模型的絕對定向，通常需要六個已知平高定向點，至少應(yīng)有四個平高點。解析測圖儀和機助測圖系統(tǒng)，立體模型的絕對定向，是按三維正形變換算法，利用最小二乘法進行平差解算的。

2.2 區(qū)域平差和聯(lián)合平差

區(qū)域平差也稱“區(qū)域空中三角測量”，俗稱“電算加密”，是“對整個區(qū)域網(wǎng)進行絕對定向和誤差配賦”。區(qū)域平差目前一般采用獨立模型法或光線束法。獨立模型法是以單個立體模型為單元，而光線束法則以單張像片為單元。聯(lián)合平差是指“攝影測量數(shù)據(jù)與非攝影測量數(shù)據(jù)的整體聯(lián)立解算”。聯(lián)合平差指“帶輔助數(shù)據(jù)的解析空中三角測量”。輔助數(shù)據(jù)系指大地測量觀測數(shù)據(jù)，例如地面距離、水平角、方位角，像片外方位元素，湖面點等高等條件。目前，聯(lián)合平差主要是指，攝影測量數(shù)據(jù)與機載GPS 精確定位數(shù)據(jù)的同時整體解算。這是解析空中三角測量的一項重要進展，可以實現(xiàn)少地控或無地控空中三角測量。

3. 數(shù)據(jù)采集―測圖

3.1地物采集

作業(yè)人員在完成立體模型的絕對定向后，需經(jīng)專職質(zhì)量檢查人員聯(lián)機檢查，確認精度符合要求后，方可進行地物采集。應(yīng)參照外業(yè)調(diào)繪片，在立體模型上仔細辨認，分類進行測繪.對于數(shù)字化測圖，應(yīng)按統(tǒng)一的地物編碼系統(tǒng)分類進行采集，并且分層進行存儲。同時采集的數(shù)據(jù)還應(yīng)加上地物屬性，以方便于同GIS 建立接口。為了便于在采集和編輯中明顯地區(qū)分不同的地物，各種現(xiàn)狀地物通常賦予相應(yīng)的顏色。

3.2 地貌采集

在傳統(tǒng)的模擬測圖中，包括機助測圖中，地貌采集是由等高線描繪和注記高程點兩個部分組成的。等高線的基本等高距，應(yīng)按規(guī)范根據(jù)成圖比例尺、地形類別及用圖需要選定;計曲線則取基本等高距，即首曲線的5 的倍數(shù)。高程注記點，一般選在明顯地物點和地形點上，依據(jù)地形類別及地物點和地形點的多少，其密度規(guī)范規(guī)定圖上每10cm×10cm 為5?20 個點。在解析測圖儀上，地貌測繪可以有多種選擇方式，除按等高線和高程注記點外，還可采用按程序控制的矩形格網(wǎng)或斷面方式采集地形點。

篇2

關(guān)鍵詞：航空；技術(shù)；攝影；進步

中圖分類號：P231 文獻標識碼：B

在航空攝影測量技術(shù)的應(yīng)用中，如果技術(shù)分類不同，具體的操作就會有所區(qū)別，要根據(jù)不同分類來開展技術(shù)。在應(yīng)用中要完成地形技術(shù)測量任務(wù)還要完成非地形技術(shù)測量任務(wù)，兩種測量方式上的不同，造成測量的價值不同，兩種測量都為各領(lǐng)域的發(fā)展做出了貢獻。在航空攝影測量中要掌握具體的要點，根據(jù)不同的作業(yè)方式來開展技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)。

一、航空攝影測量技術(shù)的分類

（一）按攝影的位置分。在航空攝影測量技術(shù)的分類中，按攝影位置進行分類，包括航天攝影測量技術(shù)、航空攝影測量技術(shù)和地面攝影測量技術(shù)。其中航空攝影測量技術(shù)通過航天攝影來完成整體測量，要根據(jù)具體的測量對象進行不同的研究。航天測量的測量距離相對更遠，技術(shù)水平也更難達到標準，對攝影及測量人員的要求也更嚴格，并且環(huán)境造成的干擾對攝影的影響也更大。工作人員需要更精細的測量，并對地形進行精準的勘測，來保證攝影測量技術(shù)符合測量和勘測的規(guī)定。航空攝影測量技術(shù)是指在空中進行攝影并根據(jù)比例尺對具體的距離進行計算的過程，航空攝影測量一般是在飛機上。而地面攝影測量技術(shù)一般需要對攝影進行處理，使形狀、大小等綜合數(shù)據(jù)達到預期的效果，通過采用地面測攝影測量技術(shù)使很多難以測量、難以勘測、難以計算的地形得到勘測，很多大壩和地形復雜鐵路的測量就采用地面攝影測量技術(shù)，它攻克了地形勘測帶來的危險，為地域勘測服務(wù)。目前有很多領(lǐng)域把三種技術(shù)結(jié)合在一起，達到了為攝影測量和勘測服務(wù)的目的。

（二）按研究對象分。在航空攝影測量技術(shù)的分類中按研究對象可分為地形攝影測量技術(shù)和非地形攝影測量技術(shù)。地形測量是指對地形圖的測繪過程，通過對地表和地形在水平面的投影中顯現(xiàn)的數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)按比例尺進行縮放來實現(xiàn)攝影和測量的目地。地形的測量一般采用航空攝影測量技術(shù)，在飛機上就可以拍攝和掌握各種測量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和圖像的高標準。非地形測量不以地形測量為目的，而是通過對各種指標的精確測量使理論知識更加豐富，它為生物領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域、礦山工程領(lǐng)域、文物領(lǐng)域的發(fā)展提供更多的理論基礎(chǔ)，使各領(lǐng)域的技術(shù)得到發(fā)展，并通過攝影和測量使這些領(lǐng)域得到實際的發(fā)展，使非地形測量應(yīng)用到這些領(lǐng)域中，取得更長遠和豐富的發(fā)展。在技術(shù)的開展中要加大對地形測量各指標的準確計算，通過空中作業(yè)促進地形的發(fā)展，要加強對理論和技術(shù)的良好學習和理解使非地形測量技術(shù)為各領(lǐng)域服務(wù)。

（三）按處理方法分。在航空攝影測量技術(shù)的分類中按處理方法可分為模擬攝影測量、解析攝影測量、數(shù)字攝影測量。模擬攝影測量通過模擬測量的方式，使測量達到最真實的效果，同時減少了使用過程中的出錯率，用模擬的方式實現(xiàn)了對實際的掌控能力，使技術(shù)取得最好的實用效果。解析攝影測量是指通過對形狀、大小、和數(shù)據(jù)進行解析達到對綜合數(shù)據(jù)的了解，使出現(xiàn)的問題和錯誤得到改善，并增加對具體內(nèi)容的了解，讓數(shù)據(jù)達到還原效果，增加圖像的準確率，并通過分析和應(yīng)用提供最真實的影像和數(shù)據(jù)，更好的為地形攝影和非地形攝影的發(fā)展服務(wù)。數(shù)字攝影測量使測量的結(jié)果更接近于對數(shù)字的掌控，通過對數(shù)字攝影的掌握加強測量的數(shù)字化能力，通過對數(shù)字及影像的綜合處理達到理論和實際的有效結(jié)合，使攝影測量達到數(shù)字化和科學化，使數(shù)據(jù)更加準確，更加接近測量的實際。在航空攝影測量技術(shù)的發(fā)展中要把模擬、解析、和數(shù)據(jù)測量技術(shù)更好的結(jié)合在一起，使處理效果更加精準，使攝影和測量更加準確，帶動整體技術(shù)的發(fā)展。

二、航空攝影測量技術(shù)的任務(wù)

（一）地形測量。地形測量指加強對地形圖的了解，通過對地表和地形在水平面投影來掌握數(shù)據(jù)，按比例尺進行準確的縮放，以此達到測量的目的。在測量中第一點要掌握具體的數(shù)據(jù)和具體的圖像，按照比例尺來還原真實的指標，要建立專題的圖片，對各種地圖要進行了解，掌握各種硬件條件，要了解具體的攝影影像，對各種圖形要分類型掌握。第二點，要建立相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，通過對數(shù)據(jù)的掌握，通過對數(shù)據(jù)的分類、篩選和匯總來了解各種數(shù)據(jù)的不同，了解測量的變化，使數(shù)據(jù)可以互相參考、互相借鑒，達到為測量服務(wù)的效果，達到測量的數(shù)字化。數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容要系統(tǒng)化，方便管理人員查閱和掌控。第三點，針對掌握的地理信息數(shù)據(jù)和土地的相關(guān)數(shù)據(jù)要建立測量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，完成對整體數(shù)據(jù)的測量，并把圖像的效果進行還原。在測量中要對數(shù)據(jù)測量工作進行合理的分工，工作人員要明確自己的任務(wù)，確保數(shù)據(jù)和圖像能夠符合標準，并起到輔助測量的作用，做到相互統(tǒng)一，相互統(tǒng)籌發(fā)展。使地形測量的發(fā)展更具先進性和合理性，取得更深層次的進步。

（二）非地形測量。在非地形測量中不以地形測量為目的，而是通過對各種指標的測量促使理論知識更加豐富，達到為各種領(lǐng)域服務(wù)的目的。非地形測量的發(fā)展促進了生物領(lǐng)域的發(fā)展，使生物醫(yī)學領(lǐng)域可以通過對地形的利用，取得更多的生物醫(yī)學資源，帶動更長領(lǐng)域發(fā)展。同時也有利于公安機關(guān)偵破案件，通過對非地形的勘測，了解罪犯的藏身之處，和犯罪窩藏點，使案件得到偵破。在文物和建筑領(lǐng)域也得到了發(fā)展，很多文物就存放在復雜的領(lǐng)域內(nèi)，通過測量可以找到它們的位置，開墾出更多的古文物。非地形測量也有利于軍事偵查，通過非地形測量檢查各軍事地點，保證軍事地域內(nèi)沒有軍火和其它領(lǐng)域的軍事人員，如果發(fā)生戰(zhàn)爭可以防止其它地域的人在我國領(lǐng)域建立防空識別區(qū)或窩藏軍火，避免對國家的安全造成不必要威脅。通過非地形勘測，很多礦物工程也得到發(fā)展，通過對地域合理的開發(fā)，實現(xiàn)各領(lǐng)域的穩(wěn)固發(fā)展，為國家的各項事業(yè)服務(wù)。

三、航空攝影測量的要點和作業(yè)方式應(yīng)用

（一）航攝準確，航攝設(shè)計合理。在航空攝影測量中要對航攝進行精準的計算，促使其它指標合理發(fā)展，并且要加強對航攝的設(shè)計。作業(yè)方式要通過找準目標和進行合理角度的拍攝實現(xiàn)精準化計算。拍攝過程一定要符合實際，通過合理的比例來還原數(shù)據(jù)和圖像，要加入大比例尺的數(shù)字圖，提高航攝的精度要素，提高航高、比例尺、焦距和影像質(zhì)量，通過上述要素加深設(shè)計的合理性。還原的方式一定要合理，數(shù)據(jù)和圖像設(shè)計也要有根據(jù)，要根據(jù)具體影像來開展數(shù)據(jù)和圖像設(shè)計，測量不要局限在繪畫圖上，需要信息性的影像圖件。要用科學的方式和科學的設(shè)計達到預期標準，實現(xiàn)測量的目的，實現(xiàn)測量的高標準，使作業(yè)方式合理的完成。

（二）空中采集準確，數(shù)據(jù)處理合理。在航空攝影測量中要對控制采集的數(shù)據(jù)和圖像進行準確的處理，采集過程要正確，作業(yè)方式要符合標準，通過找準正確的距離和采用正確的拍攝方式，使效果更真實、更具準確性。拍攝人員也要掌握合理的拍攝方法，針對不同的高度，拍攝的方法也要有所不同。同時對數(shù)據(jù)的處理也要合理，要經(jīng)過科學的研究和科研人員的重復計算，實現(xiàn)對不同數(shù)據(jù)的合理分析和比較，使航空攝影測量任務(wù)完美的完成。要在飛機上安裝攝影儀，對地面垂直拍攝，獲取相片或影像，使數(shù)據(jù)采集向自動化和數(shù)字化方向發(fā)展。數(shù)據(jù)處理過程中用繪制比例尺進行空中測量，用模擬法和解析法測繪，使精度和質(zhì)量達到高標準。要用正確的采集方式取得最優(yōu)異的內(nèi)容，并通過科學的數(shù)據(jù)處理，達到整體測量的準確性。

（三）質(zhì)量檢查準確，成果提交合理。在航攝攝影測量的最后階段要對質(zhì)量進行高標準的檢查，對整體的過程進行準確核實和分析，達到整體質(zhì)量的準確性，在最后的檢查中一定要嚴把質(zhì)量關(guān)。針對作業(yè)方式要加強各步驟的聯(lián)系，區(qū)別各步驟的不同，對內(nèi)容進行整體計算，并對結(jié)果進行重復的分析，使結(jié)果符合真實的效果。要對數(shù)字精度、數(shù)據(jù)完整性和準確性進行檢查，檢查的單位是質(zhì)量檢查機構(gòu)，對檢查和驗收工作要合乎規(guī)定，以合同為根據(jù)。在檢查合格后進行相應(yīng)的驗收工作，當檢查資料不合格時驗收單位可以拒絕驗收。當核實無異議后要把成果提交給相關(guān)部門，提交過程中要把內(nèi)容標記的詳細些，確保相關(guān)部門能夠根據(jù)數(shù)據(jù)開展以后的工作，作業(yè)方式也要列出相關(guān)數(shù)據(jù)和相關(guān)表格，使內(nèi)容清晰易懂。

結(jié)語

在航空攝影測量技術(shù)的不斷發(fā)展中，為其它領(lǐng)域的發(fā)展做出了突出的貢獻。它的廣泛應(yīng)用帶動了技術(shù)的整體發(fā)展，也使勘測技術(shù)得到了應(yīng)用。通過對地形和非地形的測量，使航空攝影測量技術(shù)與先進的生產(chǎn)力聯(lián)系在一起，促進了礦工業(yè)、建筑業(yè)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展，為更多領(lǐng)域的發(fā)展指明了方向。

篇3

關(guān)鍵詞：數(shù)碼航攝儀 位移補償 控制點 影像

中圖分類號：P23 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（b）-0037-04

自2000年第一臺真正意義上的數(shù)碼航攝相機并投入使用以來，數(shù)碼航空攝影測量一直在爭議中不斷發(fā)展。經(jīng)過10多年的發(fā)展至今，數(shù)碼航攝攝影已基本取代了傳統(tǒng)光學膠片航空攝影[1]。在此期間受限于CCD尺寸、存儲設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸速率、計算機技術(shù)和光學鏡頭工藝水平等等技術(shù)限制，為獲取更高的航空攝影效率和精度，不得不使用額外的設(shè)計，由此衍生了多種多樣的數(shù)碼航攝儀。

按照成像方式一般可以將數(shù)碼航攝儀分為單一大面陣，多鏡頭、多CCD合成大幅面框幅式和線陣推掃式幾大類[2]。很難用一個統(tǒng)一的標準去衡量這些數(shù)碼航攝儀的優(yōu)劣，他們各有特點，適用于不同的領(lǐng)域。

本文介紹的以色列VisionMap公司設(shè)計生產(chǎn)的A3數(shù)碼航空攝影測量系統(tǒng)是比較特殊一種。這種數(shù)碼航攝儀使用了多種嘗試和創(chuàng)新，并取得了成功。本文主要介紹并分析了A3數(shù)碼航空攝影測量系統(tǒng)的一些原理和技術(shù)。

1 A3數(shù)碼航空攝影測量系統(tǒng)的組成和特點

A3數(shù)碼航空攝影測量系統(tǒng)是一整套不可分割航空數(shù)碼系統(tǒng)，主要包括空中和地面兩大部分。空中設(shè)備主要有：航攝儀、控制存儲設(shè)備、飛行導航管理系統(tǒng)（圖1）。

地面數(shù)據(jù)后處理系統(tǒng)（圖2）由后處理軟件和硬件組成，主要功能包括：飛行設(shè)計、數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)準備、和數(shù)據(jù)處理。可自動完成空中三角測量并生成DSM、DOM、傾斜影像、拼合后常規(guī)大幅面立體模型等產(chǎn)品。

整套A3數(shù)碼航空攝影測量系統(tǒng)的特點。

（1）影像獲取非常高效，是同類數(shù)碼航空攝影系統(tǒng)的2～4倍。

（2）一次飛行可同時獲取垂直和傾斜影像。

（3）無需控制點和IMU設(shè)備就可獲取高精度結(jié)果。

（4）全自動的空中三角測量、DTM、大面積正射影像成圖及鑲嵌。

（5）數(shù)據(jù)處理能力非常強大，可在2～5天時間內(nèi)處理5000平方公里的影像數(shù)據(jù)。

2 A3數(shù)碼航空攝影測量系統(tǒng)主要原理和技術(shù)方法

2.1 物理結(jié)構(gòu)

它使用雙量測數(shù)碼相機剛性固定組合，垂直行方向擺動掃視拍攝（圖3）。單個量測數(shù)碼相機焦距300 mm。目前最新型號A3相機中單相機獲取的影像（以下稱子影像）幅面4006×2666像素，像素大小0.012 mm，擺動最大掃攝視場角104度（圖4）。

2.2 掃視拍攝方式

單方向勻速擺動掃視拍攝后快速回擺，每臺相機獲取每秒可獲取3～4幅子影像。

一個掃視周期內(nèi)獲單個相機最多可獲取33幅子影像。

兩臺相機同時獲取的子影像之間重疊度不少于2%，掃視方向上相鄰子影像重疊度不少于15%（圖4）。

單次擺動掃視后的的影像通過糾正后可合成幅面達62000pix×8000pix的大幅面中心投影影像（圖5）。

2.3 覆蓋能力

掃攝視場角104度，設(shè)航高H，理論上其單張大幅面影像覆蓋寬度為：

2H×tan52=2.56H

即覆蓋寬度為航高的2.56倍。

但是為保證正射影像的合理性，需要以傳統(tǒng)光學膠片航攝相機旁向重疊25%（平地、村鎮(zhèn)）和40%（山地、城區(qū)）情況下的地物投影差為界作為分類標準[3]，將獲取的大幅面影像分為正射影像和傾斜影像兩個部分（圖6、圖7）。

為保證正射影像區(qū)域的地物投影差滿足要求并存在一定的重疊度，使用A3數(shù)碼航攝儀拍攝時旁向重疊度在平地、村鎮(zhèn)地區(qū)一般需要大于60%。在山地、城區(qū)執(zhí)行航空攝影時為保證效果，其旁向重疊度應(yīng)大于80%。

此時在相同飛行高度情況下A3數(shù)碼航攝儀的航線間隔略優(yōu)于其他數(shù)碼航攝相機，但是考慮到A3數(shù)碼航攝像機獲取同樣地面分辨率的影像時，其飛行高度一般是同類數(shù)碼航攝相機的1.5～3倍，所以在獲取同樣地面分辨率情況下，其正射影像區(qū)域覆蓋能力也是同類相機的1.5～3倍（表1、表2）。

2.4 無控制點獲取高精度結(jié)果的原理和方法

A3數(shù)碼航攝系統(tǒng)攜帶有雙頻GPS，可實時記錄每張子影像的位置信息。通過地面基站或事后精密單點定位技術(shù)解算獲取每張子影像的精確位置精度可達2～20 cm[4]。

掃攝時同一周期內(nèi)獲取的相鄰子影像重疊度大于15%，相鄰周期直接對子影像重疊度（航向方向上重疊度）大于56%，相鄰航帶旁向重疊度在60%以上，所以同一地物可出現(xiàn)大量的影像上，這些地物各自對應(yīng)一組獨立的子影像位置信息（圖4、圖8）。

通過大量重疊子影像，充分利用多目視覺[5]、多基線匹配技術(shù)[6]，對同一地物可獲取大量匹配數(shù)據(jù)。構(gòu)建三角網(wǎng)非常緊密，可同時獲取大量的冗余結(jié)果，這些結(jié)果通過平差解算足以以一個較高的精度趨近真實值。（圖9）。

在航向方向上相鄰影像由于基線非常短，投影差很小，有助于提高匹配數(shù)量、匹配精度、定向精度進而提高平面精度[7]。

在相鄰航帶之間，由于旁向重疊度一般大于55%，可以同樣可用于匹配、量測等作業(yè)。而相鄰航帶之間視場角很大，可充分利用基高比大的優(yōu)點獲得很好的高程精度和人工量測精度[5]（表3）。

正射影像和傾斜影像均參與匹配和平差，同一地物不同角度的數(shù)據(jù)均參與計算，可以有效驗證精度的可靠性。

綜合以上各種有利條件，通過光束法區(qū)域網(wǎng)平差和其自創(chuàng)的驗證算法，A3數(shù)碼航空攝影測量系統(tǒng)理論上可以在無控制點的情況下獲取較高的精度。

2.5 拍攝過程中各種位移補償方法

相比于傳統(tǒng)數(shù)碼航攝相機，A3數(shù)碼航攝相機在拍攝過程中存在不僅在飛行方向上存在位移變化，在其擺動掃攝方向上也存在的位移，并且沒有陀螺穩(wěn)定座駕補償飛機飛行過程中震動和姿態(tài)變化帶來的位移。必須通過設(shè)計補償以上各種位移。

A3數(shù)碼航攝系統(tǒng)通過全局快門曝光模式縮短曝光時間，此模式下所有像素同時曝光，可以保證所有像素在曝光時刻精度的一致性。

基于加速度傳感器和實時GPS的數(shù)據(jù)，通過編碼器計算所需要補償?shù)膮?shù)，并通過此參數(shù)控制一個特殊的內(nèi)置鏡頭組做微小的姿態(tài)變化，從而達到補償各種位移和角度變化的目的。其補償方式和消費級單反數(shù)碼相機的光學穩(wěn)定系統(tǒng)（俗稱鏡頭防抖）相同，但VisionMap聲稱其合作的鏡頭和相機后備提供商（佳能公司）做了特殊的設(shè)計，使其性能比一般消費級的光學穩(wěn)定系統(tǒng)好。

在實際的飛行中，通過獲取的影像也表明這一方式可以有效補償像素位移[8]（圖10）。

3 數(shù)據(jù)后處理的能力和方式

數(shù)據(jù)下載后通過地面基站或精密單點定位技術(shù)計算每張子影像的高精度位置信息。以這些位置信息為基礎(chǔ)進行匹配和區(qū)域網(wǎng)平差。

通過光束法區(qū)域網(wǎng)平差計算改正后合成大幅面影像的虛擬相機的自檢校參數(shù)，并輸出立體模型和糾正后的大幅面影像供立體測量使用。

評估精度并可生成DSM、DTM，同時可以計算、整理、生成并輸出傾斜影像和正射影像。

在此過程中A3數(shù)碼航攝相機分散的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非常適合分布式作業(yè)，處理時間可以隨著后處理硬件設(shè)備的數(shù)量和能力穩(wěn)步提高[9]。

4 結(jié)語

A3數(shù)碼航空攝影測量系統(tǒng)通過一系列巧妙的設(shè)計使其性能確實達到了其聲稱的標準。

在獲取傾斜影像時，只能獲取旁向方向上兩個角度的傾斜影像，飛行方向上兩個角度的傾斜度并不高，其應(yīng)用有一定的限制但能滿足大部分需要。

通過分析可以看出在獲取地面分辨率低于10 cm時有很大優(yōu)勢，在獲取優(yōu)于5 cm影像時，其效率開始大幅下降。

當獲取10～25 cm分辨率時，A3數(shù)碼航空攝影測量系統(tǒng)效率是其他數(shù)碼航攝相機的2～4倍。

當?shù)孛娣直媛实陀?5 cm時，其飛行高度將大于7500 m。在此高度上執(zhí)行航空攝影，對天氣、能見度、飛行器的要求有了非常苛刻的要求，制約了其獲取更低分辨率提高效率的能力。當對分辨率要求不高時，同類數(shù)碼航攝相機可以通過提高飛行高度以達到相同地面覆蓋效率。

雖然通過一系列的補償裝置有效減少了各種位移帶來的影響，但是A3數(shù)碼航攝相機300 mm的超長焦距，飛行時相對較高的高度，使其依然無法使用較慢的快門速度，對光照和能見度要求相對較高。

無控制點后處理方式和多基線、多目視覺的應(yīng)用非常值得借鑒，將大幅提高作業(yè)效率和精度。

參考文獻

[1] 張祖勛.數(shù)字攝影測量的發(fā)展與展望[J].地理信息世界，2004（3）.

[2] 韓磊，蔣旭惠.幾款數(shù)字航攝相機的應(yīng)用與比較[J].城市勘測，2006（5）.

[3] GIM International Magazine，Dr.Yuri Raizman，F(xiàn)light Planning and Orthophotos.

[4] 張小紅，劉經(jīng)南，Rene Forsberg.基于精密單點定位技術(shù)的航空測量應(yīng)用實踐[J].武漢大學學報：信息科學版，2006（1）.

[5] 趙梅芳，沈邦興，吳曉明，等.多目立體視覺在工業(yè)測量中的應(yīng)用研究[J].計算機測量與控制，2003（11）.

[6] 張劍清，胡安文.多基線攝影測量前方交會方法及精度分析[J].武漢大學學報：信息科學版，2007（10）.

[7] 張永軍，張勇.大重疊度影像的相對定向與前方交會精度分析[J].武漢大學學報：信息科學版，2005（2）.

篇4

關(guān)鍵詞：數(shù)字航空攝影；測量；

中圖分類號：C35文獻標識碼： A

引言：隨著陸地資源衛(wèi)星、機載激光雷達、星載SAR等計算機技術(shù)、信息技術(shù)與測繪技術(shù)的快速發(fā)展，使航空攝影測量技術(shù)獲取空間數(shù)據(jù)的方式從傳統(tǒng)的野外測量單一方式發(fā)展成為內(nèi)外業(yè)綜合、以內(nèi)業(yè)為主的數(shù)據(jù)采集方式，推動著航空攝影測量技術(shù)快速發(fā)展并取得巨大進步。特別是數(shù)字航空攝影測量技術(shù)，廣泛應(yīng)用于城市建筑、城市交通、考古、礦山測量、水利工程、工業(yè)測量、地質(zhì)等各個領(lǐng)域，己經(jīng)成為航空攝影測量領(lǐng)域的研究熱點。本文將就數(shù)字航空攝影測量的發(fā)展、應(yīng)用領(lǐng)域、數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)以及技術(shù)難點進行相應(yīng)的分析與總結(jié)。

1數(shù)字航空攝影測量的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域

自21世紀初數(shù)字航空相機問世以來，ADS40推掃式數(shù)字航空攝影儀、DMC數(shù)字航空攝影儀、UCD航空攝影儀和SWDC數(shù)字航空攝影儀也不斷涌現(xiàn)，再加上與近幾年出現(xiàn)的C PS技術(shù)、數(shù)碼掃描技術(shù)、慣導技術(shù)、激光掃描技術(shù)、雷達等高端精確技術(shù)的緊密融合，出現(xiàn)了諸如C PS輔助航空攝影測量、POS輔助航空攝影測量、L1DAR激光測高掃描系統(tǒng)、SAR合成孔徑雷達成像系統(tǒng)等新型數(shù)字航空攝影測量技術(shù)。而且數(shù)字航空攝影測量應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括地圖數(shù)據(jù)更新、土地測量、資源環(huán)境管理、城市規(guī)劃、專題制圖、地質(zhì)地理信息獲取、農(nóng)林業(yè)地理信息獲取、城市建筑、水利工程、城市交通、考古、醫(yī)療、礦山測量、工業(yè)測量、生物、材料力學等。

2數(shù)字航空攝影測量數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)

2. 1空中三角加密

應(yīng)用VirtuoGoAAT + Pat-B自動空中三角加密模塊，將數(shù)碼航空像片作為空中二角加密的原始數(shù)據(jù)，應(yīng)用Pat-B平差軟件進行光束法區(qū)域網(wǎng)平差。通過內(nèi)定向、公共連接點轉(zhuǎn)刺、相對定向等航空攝影測量內(nèi)業(yè)方法進行空中三角網(wǎng)構(gòu)建，然后將航空攝影測量外業(yè)控制點成果與POS數(shù)據(jù)導入系統(tǒng)并按照嚴密的數(shù)字模型對其進行區(qū)域整體平差，從而得到優(yōu)化后的外方位元素與加密點成果。將航空攝影測量外業(yè)分區(qū)作為航空攝影測量內(nèi)業(yè)空中三角加密的基本單元，利用數(shù)字航空攝影測量系統(tǒng)采集像點坐標，應(yīng)用解析空中三角平差程序解算大地坐標。值得注意的是，加密分區(qū)間參與大地定向的公共像控點必須同點號及同坐標值，即公共像控點必須是唯一的。另外，加密限差要按照測繪類國家標準GB7930-87 《1: 500 1: 1 0001: 2 000地形圖航空攝影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。加密分區(qū)間必須要接邊，而且作業(yè)完成以后還要填寫圖歷表，輸出作業(yè)說明、加密點分布略圖、加密點坐標、外業(yè)控制點分布略圖、外業(yè)像控點坐標、檢查點坐標、大地定向、接邊點坐標以及檢驗報告等加密成果。

2. 2DOM(數(shù)字正射影像圖)數(shù)據(jù)生產(chǎn)

1） DOM數(shù)據(jù)生產(chǎn)技術(shù)路線

本課題研究采用Virtuozo全數(shù)字攝影測量系統(tǒng)工作站制作1: 1 000 DOM。在Virtuozo全數(shù)字攝影測量系統(tǒng)工作站中，導入空中三角加密成果恢復測區(qū)并創(chuàng)建立體像，對生產(chǎn)區(qū)域DE M(即數(shù)字高程模刑)數(shù)據(jù)，利用特征點、特征線參與計算修改生成DEM。應(yīng)用DE M數(shù)據(jù)對原始影像進行數(shù)字微分糾正(即直接應(yīng)用計算機對數(shù)字影像進行逐個像元的微分糾正)，運用自動生成的鑲嵌線對整個測區(qū)的模刑正射影像進行無縫拼接，完成DOM,并按照40 cm x 50 cm矩形圖廓對DOM進行分幅裁切，最終完成DOM數(shù)據(jù)生產(chǎn)。

2) DEM生產(chǎn)

應(yīng)用空中三角加密成果，自動創(chuàng)建測區(qū)立體模刑以及參數(shù)文件，生成核線影像(epipolar image) 。 DEM數(shù)據(jù)采集時，應(yīng)用影像自動相關(guān)技術(shù)，生成DE M點或者視差曲線，并且在視差曲線編輯過程中保持合理的視差曲線間隔。DEM點或者視差曲線應(yīng)該切準地面，從而真實地反映出地形態(tài)勢。

3) DEM建立

根據(jù)加密點直接按照區(qū)域生成大范圍區(qū)域DEM,并通過引入特征點、特征線及特征面等數(shù)據(jù)生成三角網(wǎng)，進行插值計算，最后按照2.5 m x2.5 m網(wǎng)格間距建立DEM。

4) DOM生產(chǎn)

應(yīng)用DEM數(shù)據(jù)對原始影像進行數(shù)字微分糾正，按照分區(qū)對測區(qū)內(nèi)影像以像元大小為0. 1 m進行雙線性內(nèi)插或者三次卷積內(nèi)插法進行重采樣，生成分區(qū)DOM，再利用自動生成的鑲嵌線對整個測區(qū)的分區(qū)DOM進行無縫拼接，最終完成DOM。其中，在DOM接邊過程中高大建筑物投影差產(chǎn)生的接邊倒影，可以運用調(diào)換左右片生成正射影像進行貼補，從而實現(xiàn)高大建筑物的無縫接邊。

5) DOM檢查修補

對DOM進行檢查，看看是否失真或者變形，特別是高大房屋、道路、橋梁，是否出現(xiàn)房屋重影、房角拉氏、橋梁扭曲變形、道路扭曲變形等現(xiàn)象。如果出現(xiàn)DOM失真或者變形，應(yīng)該重新采集生成DEM、重新進行數(shù)字微分糾正，保證DOM無誤。對于DOM出現(xiàn)的局部模糊或者重影情況，可以通過貼補糾正后的單區(qū)DOM進行修補。

6)影像勻色

為了保證鑲嵌無縫拼接后的DOM色彩一致、均勻，針對航空攝影過程中所出現(xiàn)的色差問題，可以對生成的DOM進行單影像色彩調(diào)整或者多影像色彩均衡的色彩糾正。例如，可以選取幾個具有代表性的圖幅，對測區(qū)中代表不同地貌的影像圖進行勻色，并分析勻色效果，調(diào)整出一幅符合整個航空攝影測區(qū)顏色信息的標準樣圖。再根據(jù)標準樣圖，對DOM進行全自動色彩調(diào)整平衡處理，確保最終的DOM整體色彩一致、均勻，即影像紋理清晰，影像層次感豐富，影像色彩真實，影像反差適中，影像色調(diào)飽滿正常，不同影像的色彩過渡自然且色調(diào)一致。

7) DOM鑲嵌

相鄰的DOM在空間與幾何形狀上都要精確匹配。另外，要進行可視化檢查，保證相鄰DOM中的地面特征沒有偏移。最后，要盡可能應(yīng)用鑲嵌線避開因高程特征導致的偏移與錯位，并盡量保證地物的完整性。

8) DOM檢查

首先，運用空中三角加密的保密點對DOM進行檢查，當同名點的平面差異較大時，應(yīng)對其原因進行查明，在必要時甚至要返工;其次，相鄰DOM鑲嵌處接邊不得有明顯的接邊痕跡，不應(yīng)該大于4個像素，對于滿足接邊精度要求的DOM進行無縫拼接，不滿足的必須查明原因并對其進行修改;最后，DOM鑲嵌前，也要檢查相鄰DOM鑲嵌處的顏色，確保其顏色過渡自然，不能有明顯的色差。

9）DOM分幅裁切

按照GB /7930-87分幅規(guī)則，對DOM采用40 cm x50 cm的規(guī)格進行分幅裁切，確定圖幅4個圖廓點坐標為裁切范圍，每幅面積為0. 2 km2。

10) DOM質(zhì)量控制

應(yīng)用目視檢查方法對DOM圖面進行檢查，確保圖面清晰、色調(diào)均勻、反差適中;其次，要保證DOM沒有重影、紋理斷裂、模糊等現(xiàn)象，DOM應(yīng)該連續(xù)完整、色彩一致平衡、灰度無明顯不同;再次，DOM中的地物地貌真實，無噪聲、扭曲變形等缺陷;最后，DOM無漏洞。

3數(shù)字航空攝影測量技術(shù)難題

目前，數(shù)字航空攝影測量技術(shù)己經(jīng)相當成熟，特別是數(shù)碼相機的快速發(fā)展，為數(shù)字航空攝影測量數(shù)字化發(fā)展提供了基礎(chǔ)條件。但是數(shù)碼相機鏡頭畸變差較大，內(nèi)方位元素也無法直接量取，導致數(shù)碼相機無法直接在航空攝影測量中應(yīng)用。另外，數(shù)碼相機的幅面較小，而且幅面多為矩形，導致數(shù)字航空攝影測量的外業(yè)控制與內(nèi)業(yè)處理工作量都較大。因此，以上技術(shù)難題己經(jīng)成為數(shù)字航空攝影測量的技術(shù)難題與研究熱點，如何破解以上難題，使數(shù)碼相機真正成為航空攝影儀，具有非常重要的意義。

結(jié)語：數(shù)字航空攝影測量技術(shù)雖然是一門相對年輕的技術(shù)，但是其逐漸取代傳統(tǒng)航空攝影測量技術(shù)己經(jīng)成為必然趨勢。加強對數(shù)字航空攝影測量技術(shù)的進一步研究，破解數(shù)字航空攝影測量技術(shù)難題，必將推動我國航空攝影測量技術(shù)向數(shù)字化航空攝影測量時展。

參考文獻：

[1]尹鵬飛,王雙亭,王友,孟麗艷,陳萍. 淺論攝影測量的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 影像技術(shù),2014,05:55-56.

[2]李少峰,張建霞,劉保還. 數(shù)字攝影測量像點量測精度檢測方法研究[J]. 測繪技術(shù)裝備,2014,03:25-28.

[3]王宗輝. 航空攝影測量技術(shù)的應(yīng)用研究[J]. 價值工程,2014,30:235-236.

[4]左志權(quán),王柯,劉正軍,彭向陽,謝小偉,王銳. 無人機多傳感器數(shù)據(jù)幾何后處理框架設(shè)計與質(zhì)量控制[J]. 遙感信息,2014,05:32-36.

篇5

關(guān)鍵詞：航空攝影測量數(shù)字高程模型正射影像航空攝影 立體像對

中圖分類號： P2 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

1 技術(shù)路線

本文研究利用Virtuozo全數(shù)字攝影測量系統(tǒng)工作站進行1:1000數(shù)字正射影像圖DOM的制作。在全數(shù)字攝影測量工作站中，導入空三成果恢復測區(qū)并創(chuàng)建立體像對，作業(yè)生產(chǎn)區(qū)域DEM數(shù)據(jù)，并用特征點、線參與計算修改生成DEM。利用DEM數(shù)據(jù)對原始影像進行數(shù)字微分糾正，通過自動生成的鑲嵌線對整個測區(qū)的模型正射影像進行無縫拼接，并最終完成數(shù)字正射影像圖。最后按40cm×50cm矩形圖廓對影像進行分幅裁切，形成DOM數(shù)據(jù)成果。

2 DEM生產(chǎn)

利用空三成果，自動建立測區(qū)立體模型及其參數(shù)文件，在此基礎(chǔ)上生成核線影像。DEM數(shù)據(jù)采集時應(yīng)采用影像自動相關(guān)技術(shù)，生成DEM點（或視差曲線）。采用視差曲線編輯過程時，視差曲線間隔要合理。視差曲線（或DEM點）必須切準地面,真實反映地形態(tài)勢。

2.1 采集特征點、線、面

主要是針對一些在完成影像自動匹配比較困難的地區(qū)和部位，例如大片居民區(qū)、水域及高層建筑旁被黑影遮蓋部分等所作出的處理，主要方法是量測出相應(yīng)部位的特征點、線、面。

（1）單特征線：是指地形發(fā)生明顯變化的地形變化線，量測時沿這些特征線以靜態(tài)讀點方式嚴格切準立體模型采集。遇樹林等植被覆蓋區(qū)，要盡量切準林間空地測讀碎部點高程；（2）雙特征線：是指依比例尺的陡坎、斜坡、堤、河流、公路、鐵路等，為了保證影像糾正質(zhì)量，對于帶狀構(gòu)造物，例如公路、鐵路、路堤、依比例尺雙線堤，應(yīng)按雙特征線量測上端兩側(cè)堤頂和下端兩側(cè)堤腳線。對于彎曲線狀地物，至少要采集弧線上的三條特征線，特征線不應(yīng)出現(xiàn)交叉點；（3）對高架路、橋等制作DEM時，應(yīng)在高架路、橋上邊沿量測特征線，DEM點需編至高架路、橋面上，以保證糾正后的影像不變形和位移；（4）封閉型要素：對于面積大于100平方米的水庫、池塘等靜止水域內(nèi)的DEM格網(wǎng)點高程應(yīng)一致，流動水域的上下游DEM格網(wǎng)點高程應(yīng)呈梯度下降，關(guān)系合理。（5）采用點編輯、面編輯相結(jié)合的方法，將DEM點修正到立體模型表面。按要求輸出DEM數(shù)據(jù)。DEM的編輯必須結(jié)合地貌特征內(nèi)插生成格網(wǎng)DEM（2.5米間距），檢查DEM點與每個模型的吻合情況，對DEM點與模型不吻合的區(qū)域進行修測，使每個格網(wǎng)點都貼近地表。

采用顯示等高線模式或顯示等視差模式，在立體模型中對匹配結(jié)果進行檢查、編輯。本項目中應(yīng)注意對以下的情況下進行檢查、編輯：

（1）影像的不連續(xù)、被遮蓋及陰影等區(qū)域原因，檢查匹配點是否切準地面；（2）建筑物、樹林等部位，檢查匹配點是否為地面點，而非物體表面上的點；（3）大面積平坦地區(qū)、溝渠及地形破碎區(qū)域，檢查匹配點和等視差曲線是否真實表現(xiàn)地形；（4）大面積跨圖幅的靜水面，對涉及的模型均給定值，保證水面DEM高度保持一致；（5）高架橋、高架鐵路、高架公路根據(jù)具體情況對其抬高或置平，保證DOM影像不變形。

2.3 建立DEM

根據(jù)加密點直接按區(qū)域生成大范圍區(qū)域DEM，通過引入特征點、線、面等采集數(shù)據(jù)構(gòu)三角網(wǎng)，進行插值計算，按2.5m×2.5m格網(wǎng)間距建立數(shù)字高程模型即DEM。

2.4DOM生產(chǎn)

利用DEM完成影像微分糾正，按照分區(qū)對測區(qū)內(nèi)影像以像元大小為0.1m進行雙線性內(nèi)插或三次卷積內(nèi)插法進行重采樣，生成分區(qū)正射影像(DOM)。通過自動生成的鑲嵌線對整個測區(qū)的模型正射影像進行無縫拼接。DOM接邊中高大建筑物的投影差帶來的接邊倒影，可采用調(diào)換左右片生成正射影像進行貼補，使高層建筑物達到無縫接邊，并最終完成數(shù)字正射影像圖。

2.5 正射影像檢查修補

檢查所生成的正射影像是否失真、變形，尤其是房屋、橋梁和道路，是否有房角拉長、房屋重影、橋梁和道路扭曲變形等。若有此情況，則要重新采集生成DEM，重新糾正，確保影像無誤。對正射影像上局部出現(xiàn)的模糊、重影現(xiàn)象，通過貼補糾正后的單模型正射影像進行修補。

2.6 影像勻色

為保證鑲嵌后正射影像色彩一致、均勻，針對航攝過程中出現(xiàn)的色差，需對所生成的正射影像進行色彩糾正，包括單影像色彩調(diào)整與多影像色彩均衡。勻色標準：選取幾個有代表性的圖幅，對測區(qū)中代表不同地貌的幾個影像圖進行勻色，分析效果，調(diào)整出一幅符合整個測區(qū)顏色信息的標準樣圖。根據(jù)標準樣圖，對測區(qū)正射影像進行全自動色彩調(diào)整和平衡處理，確保最終DOM的整體色彩均勻一致。影像應(yīng)色彩真實、影像紋理清晰、層次豐富、反差適中、色調(diào)飽滿，色調(diào)正常，圖幅與圖幅之間色彩過渡自然、色調(diào)一致。

2.7 正射影像鑲嵌

相鄰的數(shù)字正射影像必須在空間和幾何形狀上都要精確的匹配。必須進行可視化的檢查，以確保相鄰的數(shù)字正射影像中地面特征沒有偏移。還應(yīng)該盡量利用鑲嵌線避開由于高程特征引起的偏移和錯位，同時應(yīng)盡量保證地物的完整性。

2.8DOM檢查

（1）利用空三加密的保密點對DOM進行檢查，當同名點平面差異較大時應(yīng)查明原因，必要時進行返工。（2）相鄰DOM影像鑲嵌處的接邊限差以目視直接判讀不得出現(xiàn)明顯接邊痕跡為主要原則，不應(yīng)大于4個像素，對滿足接邊精度要求的影像進行無縫接邊，對于接邊超限的影像，須查明原因進行修改。（3）正射影像鑲嵌前的接邊檢查，還需要檢查相鄰DOM影像鑲嵌處的顏色，保證相鄰DOM影像鑲嵌后影像過渡自然，不得出現(xiàn)明顯色差。

2.9 正射影像分幅裁切

按GB/7930-87的分幅規(guī)則,采用40cm×50cm規(guī)格進行分幅，確定圖幅四個圖廓點坐標為裁切范圍，每幅面積為0.2 KM2。

2.10 正射影像質(zhì)量控制

（1）采用目視檢查的方法進行圖面檢查，保證正射影像圖面清晰，反差適中，色調(diào)均勻。（2）正射影像圖不得有重影，模糊或紋理斷裂等現(xiàn)象，影像應(yīng)連續(xù)完整，灰度無明顯不同，色彩平衡一致。并保證相鄰圖幅間的影像色調(diào)基本一致。（3）正射影像上的地物地貌真實，無扭曲變形，無噪聲等缺陷。（4）正射影像覆蓋范圍內(nèi)的影像無漏洞。

3 結(jié)語

數(shù)字航空攝影測量是一門相對年輕的學科，它利用計算機替代“人眼”，使得數(shù)字攝影測量在理論和實踐中都得到迅速發(fā)展,它將在三維可視化、GIS數(shù)據(jù)更新、數(shù)學近景攝影測量等方面得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。它的發(fā)展使得膠片攝影被數(shù)字攝影所取代成為必然趨勢，數(shù)字航空攝影測量系統(tǒng)的研究已成為當前航空遙感領(lǐng)域的研究熱點和發(fā)展方向，新型數(shù)字航空攝影機的應(yīng)用必將為航空攝影測量技術(shù)帶來一次變革 ,并把我國航空攝影測量技術(shù)推向數(shù)字航空攝影時代。

參考文獻

篇6

關(guān)鍵詞：航空攝影測量， Virtuozo，Jx4，輸入，輸出，正攝影像，符號庫 ， 比較

Abstract: in recent years, aerial photogrammetry in all over the country in surveying and mapping unit flourished, to engage in aerial photogrammetry job assignments in the industry of the workers, Virtuozo and Jx4 is must master and use of software, this paper between both the characteristics of the simple comparison and explanation.

Keywords: aerial photogrammetry, Virtuozo, Jx4, input, output, is photography as symbol, library, more

中圖分類號：P231 文獻標識碼：A文章編號：

Virtuozo與Jx4是國內(nèi)公認的兩套比較優(yōu)秀的航測內(nèi)業(yè)軟件，在航測軟件市場上始終占據(jù)著主導地位，隨著航空攝影測量的不斷發(fā)展，這兩套軟件也不斷的更新、完善，并各自發(fā)展出了一些自身的特點。在科技不斷進步，知識膨脹的今天，始終占據(jù)著市場的一定份額。通過幾年的使用，對這兩套軟件各自的特點進行了比較，有幾點不成熟的個人看法，與大家共同探討。

一、操作界面的視覺效果

任何一種軟件給人的第一印象就是它的操作界面，界面是否友好、操作是否方便，是評價該軟件的重要的因素之一。在這方面Virtuozo顯然更具優(yōu)勢，Virtuozo一改傳統(tǒng)Jx4立體與矢量分兩個顯示器顯示的做法，使用單顯示器。這使立體量測顯的更加簡單。但這同時也產(chǎn)生了一個問題，那就是用Virtuozo測圖時，若想擴大立體測圖的視野，就必須縮小矢量的界面，若想使立體界面充滿整個屏幕，就必須將矢量界面隱藏在下面，在操作過程中必須不斷的在兩個窗口之間進行切換。

二、定向建模型模塊的細微差異

定向建模型是整個航測內(nèi)業(yè)作業(yè)過程中極為重要的組成部分，它是整個作業(yè)的基礎(chǔ)，決定著作業(yè)成果的質(zhì)量、精度。它在操作步驟上是固定的，統(tǒng)一的。但在操作的過程中，Virtuozo可以很同步的觀察到作業(yè)人員每一次操作的結(jié)果，而Jx4則需要在操作以后再進行計算才可以看到結(jié)果。雖然在最后的結(jié)果和幾個操作步驟上是沒有過大的差異的，但Virtuozo的操作界面顯然讓操作人員感覺更加舒適和方便。

三、數(shù)據(jù)輸入輸出的方式的差異

對于一種軟件而言，數(shù)據(jù)輸入輸出的方式直接影響著它的工作速度，航測內(nèi)業(yè)需要完成的主要工作就是對于三維數(shù)據(jù)的采集和編輯，所以，數(shù)據(jù)錄入的速度直接決定著生產(chǎn)的效率。在這方面，Virtuozo中的使用鼠標及腳盤配合進行數(shù)據(jù)錄入的方式，無疑是對傳統(tǒng)的手輪腳盤錄入方式的一次重大挑戰(zhàn)，當然，在Jx4中也可以使用鼠標輸入數(shù)據(jù)，但是其靈活程度遠不如Virtuozo，基本不被作業(yè)人員采用。另一方面，在Virtuozo中，立體影像的界面中可以對套合在影像上的矢量進行節(jié)點及特性的編輯的功能以及顯示的同步性，使作業(yè)人員在測圖過程中對立體窗口的矢量的編輯，就像在矢量窗口一樣方便、直觀。然而在Jx4中，利用像素顯示套合在立體上的矢量的方法使得立體窗口的矢量偶爾不能同步顯示，以及在放大和縮小窗口時，矢量不能清晰顯示，這一直都是在使用Jx4的過程中使作業(yè)人員很頭痛的一個問題。

四、正射影像的生成及處理方法的差異

隨著3S技術(shù)的不斷發(fā)展和4D產(chǎn)品的普遍應(yīng)用，正射影像越來越被人們所熟知，也越來越多的被應(yīng)用在各個領(lǐng)域，正射影像的處理模塊也成為航測內(nèi)業(yè)軟件中至關(guān)重要的組成部分, Virtuozo中提供了兩種DEM的生成方式，一種方法是用編輯視差曲線的方式來編輯影像自動匹配生成的DEM，這種方法可以輸出高精度的DEM及曲線。但采用這個DEM來糾正正射影像，效果不是很理想，經(jīng)常發(fā)生影像的扭曲和變形。另一種方法是將在立體上采集的三維數(shù)據(jù)作為特征數(shù)據(jù)文件構(gòu)TIN，用TIN來生成DEM,再采用這個DEM來糾正正射影像。這種方法作出的正射影像效果要比第一種方法好的多，但是沒有采集三維數(shù)據(jù)的位置，若高差大就不能確保該位置正射影像的精度。

在舊的Jx4A中，也是采用傳統(tǒng)的影像自動匹配的方法生成DEM，但是編輯該DEM的過程十分繁瑣，且用該DEM糾正出來的正射影像效果與Virtuozo中第一種方法作出的正射影像基本相似。但在北京四維公司最近新開發(fā)的JX4C的版本中新增加了一個用TIN直接糾正正射影像的功能，有效的解決了上述問題。這種方法直接利用立體采集的三維數(shù)據(jù)構(gòu)TIN，使得正射影像的制作過程更加方便、快捷。即保證了正射影像的精度，又大大的減少了正射影像中的扭曲變形問題，有效的提高了正射影像的制作速度和質(zhì)量。

符號是地圖中用于表示地物的特定的圖形，不同的工程對其工程中符號的表示的要求都是有所差異的，根據(jù)不同的要求定制不同的符號庫的功能是測繪類軟件必不可少的組成部分。在這一方面Virtuozo與 Jx4都提供了較為開放的，可與操作用戶進行交互的模塊。Jx4對于符號庫的編輯是通過對一系列的文件進行修改來完成的，系統(tǒng)中對于這些文件的格式，以及各類動作碼都進行了詳細的規(guī)定，操作人員只要按照這些規(guī)定來編輯這些文件，就可以更新系統(tǒng)對于符號形文件的索引，更改符號編碼、性質(zhì)、動作等等。關(guān)于形文件的定義，Jx4提供了一個模塊，可以讓用戶定制或修改形定義文件，并紀錄下用戶按尺寸輸入各類符號，在測圖過程中按照用戶在文件中定義的索引來調(diào)用這些形文件。

而Virtuozo中則是把符號庫的編輯列入到操作界面的主菜單中，對于各類符號的形狀、性質(zhì)等都不再是一些數(shù)字的約定，而更多的演變成了文字的直接說明。大部分的編輯工作，用戶只需在系統(tǒng)所列出的選項中進行選擇就可以完成對符號庫的編輯。這使符號庫的編輯更加簡單、易學，操作起來也更加直觀。

結(jié)束語

篇7

關(guān)鍵詞：無人機航空攝影測量三維模型精度驗證

引言

無人機航空攝影測量因成本低、精度高、作業(yè)方式靈活等特點得到了廣泛的應(yīng)用。在我公司承擔的某核電項目中，采用了無人機獲取測區(qū)的DEM及DOM建立了三維電子沙盤，通過現(xiàn)場檢查證明，電子沙盤平面精度可達到30cm以上，高程精度達到50cm以上，為工程前期階段的規(guī)劃、設(shè)計、土石方量的估算等工作提供重要的技術(shù)支持。

該核電廠位于廣西壯族自治區(qū)防城港市港口區(qū)，廠址地處欽州灣盆地西北邊緣，交通便利，北距省會南寧市約130km（直線距離），主要地貌為沿海丘陵和海灣灘涂。

2、無人機航空攝影

無人機航空攝影與傳統(tǒng)航空攝影有較大區(qū)別，首先飛行高度低，影像分辨率高；其次機動性高，可隨時隨地執(zhí)行航攝任務(wù)；但由于無人機重量輕速度慢受風力影響較大，而核電廠區(qū)長期3-4級風，加之廠區(qū)附近無合適起降場地，增加了本次航攝的難度。

2.1 無人機航空攝影測量的技術(shù)設(shè)計

2.1.1 航高設(shè)計

經(jīng)計算當?shù)孛娣直媛蕿?.15米時航高約為520米，考慮測區(qū)位于海邊空風大且存在渦流現(xiàn)象，低空飛行時影響飛機姿態(tài)及攝影質(zhì)量，故本次飛行的設(shè)計航高為480米。

2.1.2劃分航攝分區(qū)

本次執(zhí)行任務(wù)的無人機續(xù)航時間為1小時，航速33±5米/秒，航線間回頭轉(zhuǎn)彎約4分鐘，起飛與降落需10分鐘，有效飛行時間約40分鐘，每架次可飛行面積約10km2，該區(qū)需2個架次飛行；鑒于地表高差起伏僅20-30米，遠小于航高的三分之一，故只設(shè)一個航高區(qū)飛行即可。

2.1.3 航線設(shè)計

根據(jù)攝影區(qū)域地形情況、起飛場地情況以及攝影分辨率要求等要素，使用“微型無人機低空遙感系統(tǒng)”自帶程序進行自動航線設(shè)計。共布設(shè)10條航線（如下圖所示）。按照數(shù)字攝影測量新型解算理論（即多基線自動空三解算）要求，該區(qū)設(shè)計航向重疊75%―85%，旁向重疊45%―55%，旁向最少不小于25%。

圖1航線規(guī)劃圖

當測區(qū)的風向與設(shè)計的航線成垂直方向時，為減小飛行過程的漂移問題，可調(diào)整航線方向。

3、無人機航空攝影測量的外業(yè)工作

3.1控制測量

3.1.1 加密控制點的布設(shè)

測區(qū)有三等GPS點6個，四等GPS點18個，其坐標系統(tǒng)為1980西安坐標系和WGS84坐標系，高程為1985國家高程基準。以上控制資料可作為本項目的基礎(chǔ)控制資料。鑒于該區(qū)已有基本控制點成果，而該項目所必需的像片控制點測量只需達到圖根點精度即可滿足正射影像圖制作要求，故該區(qū)可不再加密控制測量，可以從已有控制點上用快速靜態(tài)GPS直接聯(lián)測像片控制點。

照現(xiàn)代航測自動空三軟件MAP-AT1.0+要求，一個作業(yè)區(qū)只需要五個像片控制點即可實現(xiàn)絕對定向。為了確保作業(yè)區(qū)的作業(yè)質(zhì)量，擬布設(shè)不少于16個的像控點。以多余觀測點參與平差，進一步提高空三解算精度。鑒于本測區(qū)的特殊地形情況及新的作業(yè)方法，為提高像片控制點捕捉精度，本測區(qū)在航攝前布設(shè)地面像控點標志。

3.1.2 控制點測量

采用GPS快速靜態(tài)觀測，其技術(shù)要求如下：

表2 GPS觀測技術(shù)指標

對于GPS不能直接測量的點位，可用不多于三條邊的雙定向支導線引點觀測。高程采用GPS擬合高程，起算高程點應(yīng)多于三個，并使起算點分布于解算點。起算點高程等級不低于四等水準。

3.2 航飛作業(yè)

航攝時間盡量選擇在中午11點―15點之間，減少高差陰影。陰天時可不受時間段限制。無人機飛行對近地區(qū)域氣流反應(yīng)靈敏，一般要求起飛和降落的地面風力1―2級為宜，但該區(qū)近海岸普遍風大且有亂流，故飛行時應(yīng)充分考慮此因素，空中飛行時的風力最好小于4級（5.5米/秒）以保證航片的重疊度。空氣能見度的好壞，直接影響影像質(zhì)量，當空氣能見較差時，應(yīng)壓低航高或增加感光度以保證影像質(zhì)量。實際航攝影像覆蓋，航向應(yīng)超出范圍外一條基線，旁向超出范圍線不少于像幅的15%，像片航向重疊不小于60%，旁向重疊不小于30%；旋偏角一般不大于10º，在確保不影響解算質(zhì)量前提下，個別旋偏角最大不超過15º。

4、無人機航空攝影測量的內(nèi)業(yè)處理

無人機航攝數(shù)據(jù)處理，應(yīng)用現(xiàn)代航測自動空三軟件MAP-AT1.0+”進行自動空三加密，輸入相機參數(shù)、POS數(shù)據(jù)、外控點成果及原始像片數(shù)據(jù)，輸出空三加密成果及像控點殘差成果。使用“現(xiàn)代航測自動空三軟件MAP-AT1.0+”的MAP-DEM功能，利用空三加密成果，自動匹配解算生成整個測區(qū)的DEM。

使用“現(xiàn)代航測自動空三軟件MAP-AT1.0+”的MAP-DOM功能，利用DEM成果及預處理后的影像，批量生成整個測區(qū)的DOM成果。生成后的DOM經(jīng)過檢查、編輯、接縫處理和色彩處理，其地物判讀分辨率精度執(zhí)行1：1000比例尺地形圖有關(guān)指標要求。

將最終處理好的DOM和DEM在ArcGlobal軟件中進行疊加，在加上注記信息，即可建立三維電子沙盤，如下圖：

圖2某核電廠電子沙盤

5、結(jié)論

無人機低空攝影測量系統(tǒng)具有實時性、低成本等技術(shù)優(yōu)勢，其所獲得的高分辨率遙感數(shù)據(jù)可應(yīng)用于多種領(lǐng)域，以快捷便利的方式獲取野外影像數(shù)據(jù)，減輕野外作業(yè)勞動強度，提高生產(chǎn)效率。采用了無人機獲取測區(qū)的DEM及DOM建立了三維電子沙盤，為核電工程前期階段的規(guī)劃、設(shè)計、土石方量的估算等工作提供重要的技術(shù)支持。

參考文獻：

[1] 尹金寬．無人機低空數(shù)字攝影測量系統(tǒng)及其在道路工程中的應(yīng)用[D]，碩士學位論文，2007年5月

[2] 鄭團結(jié)，王小平，唐劍．無人機數(shù)字攝影測量系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用，計算機測量與控制[J]，2006年5月

篇8

關(guān)鍵詞 數(shù)字高程模型；流程；征點線采集

中圖分類號：P231 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）07-0133-01

1 數(shù)字高程模型（DEM）概念及應(yīng)用

數(shù)字高程模型（digital elevation model，DEM）是在一定范圍內(nèi)通過規(guī)則格網(wǎng)點描述地面高程信息的數(shù)據(jù)集，用于反映區(qū)域地貌形態(tài)的空間分布。數(shù)字高程模型是國家基礎(chǔ)地理信息數(shù)字成果的主要組成部分。在實際生產(chǎn)中，DEM可以用來計算土方量，坡度，坡向，繪制坡度圖，暈渲圖等。在通信領(lǐng)域，可以用于蜂窩基站的分析。

2 航空攝影測量法采集DEM設(shè)備狀況

DEM的采集有航空攝影測量法，空間傳感器法，地形圖掃描矢量化法，野外采集法等。其中，航空攝影測量法是最常見的一種方法，具有效率高，勞動強度低等優(yōu)點，它主要是通過全數(shù)字攝影測量工作站來進行，主要有JX4-C全數(shù)字攝影測量工作站，Virtuo Zo NT全數(shù)字攝影測量工作站，MapMatrix多源空間信息綜合處理平臺等。

3 數(shù)字高程模型的生產(chǎn)工藝流程

1）資料準備。主要有航空攝影像片，空三加密結(jié)果，外業(yè)控制點成果，技術(shù)設(shè)計書等。

2）像對定向。順序為內(nèi)定向，相對定向，核線重采樣，絕對定向。內(nèi)定向限差≤0.01 mm，相對定向≤0.005 mm，平面坐標≤0.0002 Mm，高程定向≤0.3 m。數(shù)字高程模型的格網(wǎng)尺寸根據(jù)比例尺選擇，通常1：500至1：2000的格網(wǎng)尺寸不應(yīng)大于0.001M圖（M圖為成圖比例尺分母），1：5000至1：10萬不大于0.0005M圖。

3）特征點線采集。以1：10000地形圖黃土地貌為例，數(shù)據(jù)采集時應(yīng)特別注意塬、梁、峁的特征，其上比較平坦，以散點表示；邊緣地貌特征比較明顯，采集塬、梁、峁邊緣線配合散點表示，采集應(yīng)確保準確反映地貌形態(tài)。明顯的地形特征線如山谷線，山脊線，斷裂線，盡量用折線方式采集，數(shù)據(jù)點過密的話會增加不必要的存儲量，影響數(shù)據(jù)的提取和處理，測池塘一般以塘坎內(nèi)邊沿采集，塘坎線與水邊線投影較大，可以明顯分開時，水邊線采集時第一點要測準，保持水邊線高程一致。碎步點選在地形特征點上，如路交叉口，坎頂，坎底，鞍部，山頂，池塘邊，河邊等，河流、水渠的采集應(yīng)按從下游向上游的方向進行采集。采集依比例的雙線時，應(yīng)注意兩岸水涯線的深度保持一致。采集道路時必須切準，保證道路邊線的高程精度，防止道路飛離地表。路堤、路塹、陡坎采集斷裂線，但應(yīng)測注碎部點，以反映地形變化。進行地物取舍時，要注意像對之間的接邊。路堤和路塹采集時，一定要切準上邊線和坡腳線，保證道路不扭曲。特征線要測出工作邊界，相關(guān)匹配計算時邊界有時會出一片粗差點，俗稱“大巴叉”，此時特征點線超出工作邊界一點，在計算相關(guān)匹配，“飛點”就沒有了。相鄰相對的采集數(shù)據(jù)要接邊，不出現(xiàn)漏洞，接邊處的高程應(yīng)符合高程連續(xù)的特征。溝緣線指的是從坡面到溝道的突變邊緣線，每條流域的溝緣線應(yīng)是一條封閉的多邊形。在采集時特意把溝緣線和溝道里的斷裂線在數(shù)據(jù)上區(qū)分其他斷裂線，這樣可以按用戶要求提交溝緣線專題數(shù)據(jù)。溝寬大于10米的溝緣需采集。若溝緣線被人工地物切斷比如：公路、堤壩等，溝緣線跨越公路或堤壩表示，以體現(xiàn)出自然地形為原則，難以表示時也可沿公路或堤壩采集，這時將人工地貌作為自然地貌看待。

4）構(gòu)建TIN。TIN的構(gòu)建主要有線性內(nèi)插法，雙線性多項式內(nèi)插法，分塊雙三次多項式內(nèi)插法，移動曲面擬合內(nèi)插方法等，然后在TIN的基礎(chǔ)上通過線性和雙線性內(nèi)插件DEM。當下常用的方法是通過等高線和高程點構(gòu)建TIN，在TIN的基礎(chǔ)上通過線性和雙線性內(nèi)插DEM。

5）DEM數(shù)據(jù)編輯中，在相關(guān)匹配前，水域線先采集出來，這樣區(qū)域內(nèi)的點不用做相關(guān)匹配了，創(chuàng)建物方DEM時采集水域的第一點的高程沖到該區(qū)域，此時水域內(nèi)不會有曲線通過，所以，在采集水域時第一點很重要，要測準確。以后的點就可切準立體放松些。對于平坦地區(qū)，可以用非相關(guān)區(qū)把平地范圍采集出來，在范圍內(nèi)高倍人工打樁點后構(gòu)TIN，這樣精度可以提高。對于出現(xiàn)的深溝立體采集特征線是比較模糊，這時可以用反立體使深溝變成山脊，把腳盤打反可以得到好的立體觀測效果，水域中的小島是要吧水域分為兩塊勾繪，不要讓任何一個水域內(nèi)出現(xiàn)小島。對于大片森林，要加樹高改正，先測樹高，測森林邊界要測在地面，森林內(nèi)部匹配點全部編輯在數(shù)頂，在創(chuàng)建物方DEM時程序時自動把這些點減去樹高在構(gòu)建TIN。對于大比例尺有散樹散房的地方，由于大比例尺精度要求高，采用密集相關(guān)匹配會增加立體編輯的工作量，因為太多點要從房頂樹頂壓到地面，此時比較適合用中等密度相關(guān)，然后上立體點點編象方格網(wǎng)點，并加測特征線來滿足精度要求。對于特寬角高山區(qū)看不了立體，可以采用：①把重疊度改大到70%或75%；②把無立體，陰影區(qū)用非相關(guān)區(qū)內(nèi)部估計立體打點成圖；③縮小一倍編輯；④平滑挑粗差增至0.4-0.5；⑤外推象元數(shù)增至300等方法來解決。

6）DEM數(shù)據(jù)接邊，相鄰的DEM數(shù)據(jù)檢查接邊高程差大于2倍中誤差的格網(wǎng)點，則為超限，需要重新編輯，再接邊。

7）DEM數(shù)據(jù)鑲嵌和裁切，需要外擴一排或多排DEM格網(wǎng)，防止圖幅邊無效值。

8）質(zhì)量檢查。從以下幾方面進行大地基準：高程基準，地圖投影，格網(wǎng)點精度，相鄰DEM接邊精度，數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)文件名，元數(shù)據(jù)，質(zhì)量檢查記錄，驗收報告，技術(shù)總結(jié)。檢查DEM可以通過內(nèi)插等高線的方法，目視等高線是否有突變的地方，或者與已經(jīng)做好的地形圖比較，當?shù)孛残螤罡叱滩町愝^大時，可以判斷可能有的質(zhì)量問題，進行修改。在MapMatrix多源空間信息綜合處理平臺中，可以對其他系統(tǒng)的拼接質(zhì)量報告文件進行檢查，以直觀的方式表示出來，便于檢查拼接質(zhì)量，系統(tǒng)將自動在作業(yè)區(qū)內(nèi)把外系統(tǒng)的文本文件中的點用不同顏色的點標在示意圖上，這樣可以很方便的看到哪些區(qū)域的點誤差大，即可方便直觀的對該區(qū)域進行下一步編輯。

9）成果整理與提交。項目完成后需要提交的成果包含，DEM數(shù)據(jù)文件、特征點、線文件、元數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)文件結(jié)合表、質(zhì)量檢查記錄、驗收報告、技術(shù)總結(jié)等。數(shù)字高程模型的主要存儲介質(zhì)為光盤。DEM的格式可以根據(jù)甲方的要求轉(zhuǎn)換多種格式。可以生產(chǎn)ArcGIS的grid數(shù)據(jù)，再生成txt格式數(shù)據(jù)。利用FME軟件可以轉(zhuǎn)成dgn格式等。

參考文獻

[1]鄧國慶，肖學年，王占宏，等.數(shù)字航空攝影測量-空中三角測量規(guī)范.

篇9

關(guān)鍵詞：航測 數(shù)字化成圖 數(shù)據(jù)入庫 空三測量

中圖分類號：P237 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（a）-0032-02

1 技術(shù)設(shè)計方案

ADS40相機采用CCD線陣推掃方式，同時獲取前視、下視、后視三個視角的圖像，由這些圖像構(gòu)成立體模型。此外，ADS40系統(tǒng)集成了GPS/IMU設(shè)備，構(gòu)成了可在航攝的同時記錄了外方位元素的POS單元，數(shù)據(jù)處理較為復雜。利用ADS40數(shù)碼航攝資料，進行航測測圖作業(yè)，與傳統(tǒng)的框幅式航攝有著不盡相同的作業(yè)方法，作業(yè)流程如圖1，作業(yè)內(nèi)容見表1。

2 有關(guān)精度及其它要求

（1）采用1 m基本等高距，圖幅高程大于50 m的丘陵山地用2 m等高距，高程注記點密度為圖上每5～20個/100cm2。

（2）外業(yè)空三檢查點精度。

①外業(yè)空三檢查點的精度要求與1：2000圖根點相同。②平面精度：外業(yè)空三檢查點相對于鄰近控制點的點位中誤差不應(yīng)大于圖上0.1 mm。③高程精度：外業(yè)空三檢查點相對于鄰近控制點的高程中誤差不應(yīng)大于測圖基本等高距的1/10。

（3）高程中誤差：內(nèi)業(yè)加密點和等高線插求點相對于鄰近高程控制點高程中誤差應(yīng)符合表4的規(guī)定，等高距為1m的平坦地區(qū)或丘陵地的高程注記點中誤差參照等高線插求點中誤差執(zhí)行。

3 空中三角測量及立體模型建立

3.1 空中三角測量

原始影像引入工程后得到的影像為L0級影像，利用Gpro軟件，在其上做自動點匹配（APM），獲得像片連接點。然后用ORIMA軟件，利用航攝時的GPS定位數(shù)據(jù)（GPS定位測量利用連續(xù)運行衛(wèi)星定位系統(tǒng)（CORS），定位精度較高）、IMU數(shù)據(jù)以及像片連接點，進行光束法區(qū)域網(wǎng)平差CAP-A。以殘差、中誤差、標準偏差、誤差橢圓、可靠性等指標，剔除含粗差的點及參數(shù)調(diào)整，再重復進行光束法區(qū)域網(wǎng)平差CAP-A，以達到精度要求，獲取精確的外方位元素。

3.2 L1級影像糾正及立體模型建立

將空三平差所獲得的精確外方位元素，重新引入到GPro中，對L0級影像進行糾正，重新獲取L1級影像。此時的L1級影像是進行立體觀測和目標定位的基礎(chǔ)。一般我們只選擇前、下、后視3個全色波段的L1級影像來構(gòu)成立體模型。

4 坐標系統(tǒng)及轉(zhuǎn)換

ADS40航拍數(shù)據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)及L1級影像是基于WGS84坐標系統(tǒng)的，而現(xiàn)有的地形圖及修測后的地形圖成果是平面、高程坐標系，因此需要進行坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。

徠卡為了保證其軟件開放性，可以允許用戶在一個ASC碼文件spheroid.tab中添加自己的轉(zhuǎn)換七參數(shù)和水準面精化成果bin文件。其中，bin文件是一個開放格式的二進制文件，內(nèi)有每個格網(wǎng)點的高程改正值，非常容易解析。而我們知道，現(xiàn)在這些參數(shù)和數(shù)據(jù)都是嚴格保密的，為了保證數(shù)據(jù)安全，我們不得不探索另外一種工作流程。

5 航內(nèi)修測作業(yè)方法及步驟

航內(nèi)空間數(shù)據(jù)采集及成圖由徠卡的LPS數(shù)字攝影測量軟件平臺和PRO600數(shù)字測量模塊完成。PRO600數(shù)字測量模塊的成圖環(huán)境為MicroStation V8，提供dgn格式的圖形文件。PRO600軟件提供了增加點、線符號代碼功能，可以將我們的符號庫的符號增加進去，從而獲得與現(xiàn)有地形圖一致的圖形文件。

（1）由于PRO600測圖環(huán)境為3D，而現(xiàn)有地形圖為2D，需要將現(xiàn)有地形圖的所有點、線、面數(shù)據(jù)賦予高程值，將其輸出為3D圖形文件形式。（2）將圖形文件從該縣平面、高程坐標系轉(zhuǎn)換為UTM84坐標系。對于一般的點、線、面，除了平面坐標的轉(zhuǎn)換，在高程轉(zhuǎn)換時，需要進行正常高到大地高的高程逆改正；對于高程注記，需要特殊處理，在其高程點的實際高程值發(fā)生變化后，其附近對應(yīng)的文本注記（高程注記）也必須改變，轉(zhuǎn)換為UTM84坐標系高程值高程點注記。這部分功能在ADS40數(shù)據(jù)后處理軟件中實現(xiàn)。（3）打開LPS軟件，首次作業(yè)需建立工程文件*.blk，主要是建立參考坐標系統(tǒng)、傳感器模型、工作單位等一些參數(shù)。并調(diào)入相應(yīng)航線的L1級影像。（4）在LPS環(huán)境下打開PRO600，同樣首次作業(yè)需建立工程文件*.prj，主要是選擇種子文件、點符號庫、線性庫、成圖比例尺等一些參數(shù)。（5）打開經(jīng)轉(zhuǎn)換坐標后的圖形文件，通過立體模型與地形圖對照，對發(fā)生變化的地物、地貌，選擇相應(yīng)的代碼，便可進行航內(nèi)修測作業(yè)。（6）將修測后的UTM84坐標系下的地形圖，轉(zhuǎn)換為該縣坐標系，同時進行大地高到正常高的高程改正，供后續(xù)作業(yè)用。與第2步相同，同樣要對高程注記進行處理。這部分功能在ADS40數(shù)據(jù)后處理軟件中實現(xiàn)。（7）圖根導線布設(shè)方式可以采用GZCORS RTK測量控制點再引測圖根導線方式，也可以查找周邊舊有控制點引測導線的方式。（8）RTK點作為起算時，允許引測4 km長的圖根導線。

6 數(shù)字化疊加成圖

打開航內(nèi)修測的圖形文件，在航內(nèi)修測圖形的基礎(chǔ)上，以外業(yè)調(diào)繪圖形為基本資料，按照技術(shù)要求進行數(shù)字化。數(shù)字化內(nèi)容包括對圖形的補測、修測、加注記以及地物屬性的錄入。數(shù)字化完成后，形成1：2000地形圖入庫數(shù)據(jù)；通過符號配置和圖形整飾，形成標準的1：2000地形圖成圖數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理流程如圖2。

7 數(shù)據(jù)入庫流程及方法研究

7.1 作業(yè)方案

航內(nèi)空間數(shù)據(jù)采集采用基于MicroStation V8平臺的PRO600數(shù)字測量模塊完成，采集的數(shù)據(jù)已按照技術(shù)規(guī)程中數(shù)據(jù)入庫的要求進行代碼、分層、顏色等的分類。數(shù)據(jù)入庫過程是將Pro600中的代碼屬性轉(zhuǎn)換為MGE代碼，并在MGE環(huán)境中采集錄入道路、水系、房屋、地名、山名等屬性點信息并存儲在后臺數(shù)據(jù)庫中。

該測區(qū)仍按照之前的1：2000航測數(shù)據(jù)入庫方式進行操作。待軟件平臺升級后，可將該次作業(yè)的MGE數(shù)據(jù)通過航測與EPS接口軟件讀入EPS軟件中，并通過EPS軟件平臺轉(zhuǎn)換為MDB格式，并最終導入規(guī)劃局統(tǒng)一辦公平臺的ArcGIS數(shù)據(jù)庫。

7.2 入庫作業(yè)流程及方法

（1）以Intergraph/Geovec軟件為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)文件格式包括*.DGN、*.ATT、*.PTR、 *.PAR和*.XYZ等5種類型。（2）對提交的航測數(shù)字化入庫數(shù)據(jù)進行檢查，確保每一入庫的圖幅其5個格式的文件齊全，以保證入庫過程的順利進行；（3）將航測數(shù)字化數(shù)據(jù)錄入臨時數(shù)據(jù)庫中，以確保待入庫數(shù)據(jù)的代碼、屬性信息與圖形元素一致；（4）根據(jù)待入庫數(shù)據(jù)的圖幅范圍，確定并連接相應(yīng)的MGE工程；（5）通過航測數(shù)字化軟件入庫模塊，進行圖形、屬性內(nèi)容的正式入庫；（6）檢查入庫后的數(shù)據(jù)，確保所有圖形要素正確入庫；（7）通過MGE的MGNUC模塊，檢查入庫數(shù)據(jù)的代碼和屬性內(nèi)容是否已正確入庫；通過MGE的BASEMAPPER模塊，將入庫數(shù)據(jù)的文件名（圖幅號）在工程數(shù)據(jù)庫中注冊；并檢查維護屬性記錄在數(shù)據(jù)庫中的一致性、完整性。

參考文獻

[1] 胡文元.基于ADS40的數(shù)字攝影測量生產(chǎn)體系研究與應(yīng)用[J].測繪通報，2009 （1）：37-39.

篇10

關(guān)鍵詞：GPS　航空攝影　空中三角測量

中圖分類號：P231　文獻標識碼：A　文章編號：1007-3973(2011)008-058-02

GPS用于輔助空三測量是全球定位系統(tǒng)在航測中應(yīng)用的重點，由于GPS全球定位系統(tǒng)可用于動態(tài)定位，因此我們可以利用置于地面固定點上和飛機上的多臺GPS接收機同時快速連續(xù)地記錄GPS信號，通過采集動態(tài)載波相位GPS相對定位技術(shù)的離線數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理后，獲得航攝飛行時攝影機曝光時刻，攝站相對于地面已知點在WGS-84坐標系中的三維坐標；然后將其視為輔助觀測數(shù)據(jù)，引入攝影測量區(qū)域網(wǎng)平差中，獲取最終的大地坐標。

基于GPS導航定位技術(shù)的航空攝影輔助空三測量技術(shù)，是利用GPS手段只需少量的地面控制點就能內(nèi)業(yè)成圖的一種新的測量方法。廣西測繪局在2005年百色基礎(chǔ)測繪中，經(jīng)過反復實驗使該技術(shù)在航測內(nèi)業(yè)生產(chǎn)中獲得成功。GPS空三測量技術(shù)的應(yīng)用，能夠較好地解決山區(qū)區(qū)域網(wǎng)控制布點、刺點、觀測困難等問題，大大減輕外業(yè)工作勞動強度，降低了生產(chǎn)成本，縮短了成圖周期，提高了1：1萬地形圖數(shù)字化生產(chǎn)能力。結(jié)合我院在百色攝區(qū)GPS輔助空三地面測量的工作，介紹GPS在航空攝影輔助空三測量中的應(yīng)用。

1　項目內(nèi)容及工作量

百色攝區(qū)共劃分為4個航攝分區(qū)，8個加密分區(qū)，布設(shè)10條構(gòu)架航線。為滿足本攝區(qū)GPS輔助空三航攝工作的要求，布設(shè)2個GPS基準站、23個地標點和20個檢測點。為滿足基礎(chǔ)測繪成圖需要，攝區(qū)內(nèi)基準站和部分地標點、檢測點聯(lián)測水準點(1985國家高程基準)，具體的外業(yè)工作量見表1。

2　踏勘

百色攝區(qū)踏勘確定的23個地標點中，多數(shù)選設(shè)在山頂上，其少數(shù)選設(shè)在樓頂上、田埂相交處和路邊。因百色攝區(qū)地處邊遠山區(qū)，經(jīng)濟相對落后，交通非常不便，這給布標帶來一定難度。23個地標點中，2個點位于攝區(qū)中間，21個點分布在攝區(qū)范圍外，距標準點位均小于1公里，均符合設(shè)計要求。由于地標點位置受到地形條件限制，根據(jù)環(huán)視圖地標點視場內(nèi)障礙物高度角多數(shù)小于15°；部分點視場內(nèi)部分區(qū)域障礙物高度角達15°～30°，但障礙物高度角大于15°的范圍水平投影累計不大于45°，均符合設(shè)計要求。

3　布標

地標點布設(shè)在構(gòu)架航線與加密分區(qū)首末測圖航線重疊處，位于攝區(qū)周邊的布標點均布出自由圖邊外，確保控制滿幅，并與設(shè)計標準點位的距離小于1公里，根據(jù)設(shè)計要求百色攝區(qū)布設(shè)了2個基準站點(百色基準站和平果基準站)。基準站點采用不銹鋼強制對中中心標志，23個地標點采用T形、Y形和形(簡稱“T形、三叉形、方形”標志)三種標志，地標點的布標材料用黑油漆、白油漆、黑碳粉、白石灰粉及用油漆刷白的薄膜。

4　觀測

4.1地面基準站聯(lián)測

地面基準站聯(lián)測采用天寶5700型雙頻GPS接收機，地面基準站聯(lián)測時觀測了2個時段，時段長度(UTC)為00：05：00―23：45：00，數(shù)據(jù)采樣間隔為15秒，觀測衛(wèi)星數(shù)4顆以上，衛(wèi)星截止高度角為5度。為了檢查兩個基準站周圍是否有不明因素影響，分別在兩個基準站上架設(shè)儀器，觀測兩次，一次觀測24小時，一次8個小時，對當天觀測的GPS數(shù)據(jù)進行下載、格式轉(zhuǎn)換、并選用TEQC軟件進行數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查，檢查結(jié)果見表2。

根據(jù)上表，可以看到數(shù)據(jù)利用率全為100％，大于要求的85％：多路徑效應(yīng)最大0.39，小于要求的0.50，由此可見兩個基準站周圍沒有不明因素干擾基準站觀測，說明我們觀測的數(shù)據(jù)是可靠的。

4.2對空地標點觀測

對空地標點觀測采用天寶5700型雙頻GPS接收機，2個基準站分別架設(shè)在基準點上長時觀測，流動站(地標點)觀測2個小時。對空地標點遠離基準站超過100公里，適當延長了觀測時間，時段長度為2-4小時，確保地標點坐標滿足像控點精度要求。所觀測的數(shù)據(jù)通過TEQC軟件進行數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查，均符合設(shè)計要求。

4.3基準站的高程聯(lián)測

百色基準站的高程聯(lián)測，起閉于Ⅰ沙田95、Ⅰ沙田96基兩個水準點；平果基準站則起閉于Ⅰ開田78、Ⅰ開田79基或Ⅰ開田118基。聯(lián)測方法：用四等水準精度施測至建筑物附近固定點，然后用電磁波高程導線的方法施測，以確定基準站的高程。經(jīng)施測，各項精度指標均達到設(shè)計要求。

4.4GPS輔助空三測量的數(shù)據(jù)采集

GPS輔助空三測量的數(shù)據(jù)采集與常規(guī)的GPS測量和攝影測量都不完全一樣，涉及到一些新的問題。置于地面基準站的GPS接收機應(yīng)具有精確的三維已知坐標(一般應(yīng)有世界大地坐標WGS，84和國家大地坐標系的兩組坐標和高程)，而且應(yīng)位于地勢開闊和地面植被良好的地方，便于使基準點和動態(tài)接收機共同觀測到衛(wèi)星和接收GPS信號，并且應(yīng)預先根據(jù)選擇最佳的衛(wèi)星組合圖形，確定數(shù)據(jù)采集時間。航攝期間基準站觀測，數(shù)據(jù)采樣間隔為1秒，觀測衛(wèi)星數(shù)4顆以上，衛(wèi)星截止高度角為5度。觀測時段長度隨當日航攝計劃而定。航攝時攝區(qū)內(nèi)2個基準站均應(yīng)同時開機觀測，飛機滑行前20分鐘開始采集數(shù)據(jù)，飛機落地不動后20分鐘停止觀測。此間基準點和機載GPS接收機不間斷同步采集GPS數(shù)據(jù)，實施各航帶的GPS測量。所測數(shù)據(jù)經(jīng)檢查，均符合設(shè)計要求。

4.5機載GPS天線偏心分量測定

對于航空攝影來說，GPS動態(tài)定位時刻和攝影機曝光時間是不同步的。GPS動態(tài)定位解算后，獲得一定時間間隔的連續(xù)的坐標序列。為了精確測得攝站位置，除了應(yīng)測定偏心矢量外，必須從GPS有規(guī)律的坐標序列中內(nèi)插出攝影機攝影瞬間天線相位中心的位置(或攝影機攝站位置)。攝影瞬間天線相位中心的推算，不僅與GPS采樣間隔的大小有關(guān)，而且須顧及攝影機曝光瞬間時間內(nèi)插的精度，高精度的GPS測量一般采用曝光時間內(nèi)插器(CET)內(nèi)插曝光時間。航空飛行作業(yè)時，航空攝影機會在攝影瞬間發(fā)出一個脈沖，它和由GPS接收機R232接口輸出的秒脈沖，通過計算機處理，將曝光時間歸化為GPS時間，以便計算機計算該時刻攝影站的位置。機載GPS天線偏心分量測定結(jié)果見表3。

5　檢查

5.1檢測點的觀測

為了檢驗整個項目的質(zhì)量，在獲得航攝像片后，在第5加密區(qū)內(nèi)選擇了2個地形明顯且能夠控制圖邊的地物點作為地標點；在第8加密區(qū)內(nèi)選擇了20個明顯地形地物點作為檢測點，4個地形地物點作為地標點，共6個地標點和20個檢測點進行GPS數(shù)據(jù)觀測。大部分點位距離基準站超過100公里，每個地標點、檢測點與兩個基準站的聯(lián)測時間均大于3小時，采樣間隔設(shè)置為15秒，衛(wèi)星數(shù)大于4顆，衛(wèi)星截止高度角設(shè)置為15度。所觀測的數(shù)據(jù)通過TEQC軟件進行數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查，均符合設(shè)計要求。

5.2檢測區(qū)(加密分區(qū)8)內(nèi)的6個地標點和20個檢測點等外水準聯(lián)測

為了檢驗高程，對26個檢測點和3個地標點進行了水準聯(lián)測(1985國家高程基準)，對4個檢測點和3個地標點進行了相當于四等水準精度的電磁波高程導線聯(lián)測。各項精度指標均符合設(shè)計要求。