航空摄影测量技术探讨

·58·20147航空摄影测量技术探讨

钱 亮

（身份证号码：[***********]）

【摘要】本文作者分析了现行航空摄影测量模式，对航空摄影测量技术提出了自己的见解。

【关键词】

航空摄影测量；空三加密；数据处理20世纪50年代初，摄影测量工作者着手研究如何利用各种辅助数据以减少地面控制点，但限于当时的技术条件未能实际应用。到了70年代，美国GPS全球定位系统出现以后，人们开始采用载波相位差分GPS动态定位技术来确定航空摄影瞬间摄站的空间位置，利用其进行空中三角测量可使摄影测量作业大量减少地面控制点、缩短航测成图周期、降低生产成本，引发了摄影测量一场小小的技术革命。然而，GPS辅助空中三角测量的优越性主要体现在大区域、中小比例尺、困难地区的航空摄影测量作业中，对于带状区域、城区大比例尺测图的应用并不具有明显的优势。

1 现行航空摄影测量模式

航空摄影测量是从二维对地观测影像提取三维地表空间信息的一门科学与技术，是获取人类赖以生存的地球空间信息的重要手段之一。航空摄影测量几何定位即利用遥感影像来确定地面目标点的空间位置，是遥感影像目标识别的基础。要实现目标定位，关键在于快速而且正确地恢复影像获取时空间方位。长期以来，这一目标是通过空中三角测量，并借助大量合理分布的地面控制点来间接实现的。

目前，航空摄影测量主要有常规航空摄影测量、GPS航空摄影测量、DGPS/MU航空摄影测量3种模式。现行的3种航空摄影测量方法主要区别在于航空影像的获取和影像定向的方法上。常规航空摄影测量中的影像定向是借助大量地面控制点的摄影测量加密技术获取模型定向点来实现的；GPS航空摄影测量中，在获取航空影像的同时采用动态GPS定位技术确定摄影中心的位置，以取代地面控制点进行摄影测量加密来获取模型定向点，再利用加密点实施影像定向DGPS/MU航空摄影测量则是将影像和影像定向参数一并获取，希望通过安置定向元素来恢复摄影时的影像空中姿态，实现摄影过程的几何反转。

随着社会的不断进步，科学技术也在飞速发展，摄影测量已经完全是基于数字化的影像和数字化影像进行的数据处理，也就是说进入了数字化摄影测量的阶段。航空技术的不断发展以及数字航摄像机、导航定位技术、内外业一体化等等新型技术和设备的出现和发展，对于以前传统的航空摄影测量技术造成了巨大的影响。

2 城市航测的现代化

城市测绘部门随着数字化测图技术内、外业一体化的实现、基础地理信息系统的建立，数字摄影测量成为基础地理信息获取和快速更新的重要数据。数字摄影测量系统除了胜任解析测图仪的一切功能外，还具有诸如图像识别、影像的比较分析、任意方式的纠正和数据库管理等功能，以测绘常规地形图为主的城市航测成图将全面转向以实现GIS数据库的自动建立和更新。

3 城市航空摄影测量的展望

利用高分辨率CCD相机所摄倾斜影像，根据建筑物的几何条件与约束条件，按照透视交换原理直接获取等主距的平行影像进而获取建筑物立面影像的方法，随后依最少的地面控制，将平行影像发达到给定比例尺的数字城市中，这种方法可大大加快车载系统大比例尺建筑物立面影像的获取过程，不受建筑物高低的影响，可用于机载、固定和人工作业多种测量模式，解决了航空摄影测量的“盲区”，将成为数字城市建设的核心技术之一。

4 航空摄影测量数据处理关键技术4.1空三加密

空三加密采用区域网法，用GXP-AAT自动空中三角测量系统在微机上进行，用光束法和多项式法进行整体平差解算。空三加密的精度高低和速度快慢直接影响整个航测数字化成图的作业进程和精度，检验解算好坏的重要标志是影像像元的均方根，像元的均方根等于或小于0.5像元的解算结果才可以接受。加密点一般选在像片的标准位置，尽可能选在影像清晰的房角、地角处等明显宣判的位置。空三加密工作的主要内容：测区信息、相机

信息、控制点信息数据的准备；制作金字塔影像；量测框标及内定向；选取航线拼接点；选取标准点位点；检查选点遗漏；合并数据；自动匹配航线内加密；人工修测人工点的粗差；多项式整体 平差；光束法整体平差；输出最后成果；设定测图定向点；测区与测区之间界边；人工修测地面定向点、检查点和连接点的粗差。

利用VirtuoZoAAT+Pat-B自动空三加密模块，以数码航片作为空三加密的原始数据，运用Pat-B平差软件进行光束法区域网平差。通过航测内业方法构建空中三角网，并将外业控制点成果和POS数据导入系统按严密的数字模型进行区域整体平差，得到优化后的外方位元素和加密点成果。以航测外业已划分的区域分区内业空三加密的基本单元。使用数字摄影测量系统采集像点坐标，采用解析空三平差程序解算大地坐标。加密分区间参加大地定向的公共像控点必须是唯一的即同点号、同坐标值。

4.2 4.2.1数字正射影像图（技术路线

DOM）数据生产在全数字摄影测量工作站中，导入空三成果恢复测区并创建立体像对，作业生产区域DEM数据，并用特征点、线参与计算修改生成DEM，利用DEM数据对原始影像进行数字微分纠正，通过自动生成的镶嵌线对整个测区的模型正射影像进行无缝拼接，并最终完成数字正射影像图。

4.2.2 DEM生产

利用空三成果，自动建立测区立体模型及其参数文件，在此基础上生成核线影像。DEM数据采集时应采用影像自动相关技术，生成DEM点。采用视差曲线编辑过程时，视差曲线间隔要合理。视差曲线必须切准地面，真实反映地形态势。

5 辅助航空摄影测量数据处理

5.1 航摄准备工作：包括摄区资料搜集、现场勘测、航摄设计、航摄方法选择、调机及空域协调、系统安装测试、DGPS基站建立、检校场选取布设等工作。

5.2 航空摄影工作：包括摄区及检校场航空摄影、机载GPS数据记录、机载IMU数据记录、地面DGPS基站同步观测、摄影处理、摄影成果整理、质量检查等工作。

5.3 数据处理工作：包括检校场空三解算、IMU/DGPS数据处理、偏心角系统误差改正以及每张像片外方位元素计算，提交数据成果及资料等工作。

5.4 航摄成图工作：根据测区情况及设计方案，进行内业成图，如选用直接定向法，可应用IMU/DGPS技术直接获取的每张像片的外方位元素成果直接建立立体模型，进行成图或者在每个加密分区使用一定数量的控制点进行加密，将基于IMU/DGPS技术直接获取的每张像片的外方位元素，作为带权观测值进行航摄区域网平差，获得更高精度的像片外方位元素成果，然后再进行成图。

6 结束语

随着IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术的 不断发展，以及国际上对满足航空摄影测量成图精度所要求IMU限制的减少，因此有必要迅速吸收引进国际上先进IMU/DGPS产品和技术，形成针对海岛海岸带调查工作进行规模化推广应用的生产流程，为国民经济建设服务。

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航空摄影测量技术探讨

作者：

作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

钱亮

建筑工程技术与设计

Architectural Engineering Technology and Besign2014(19)

引用本文格式：钱亮 航空摄影测量技术探讨[期刊论文]-建筑工程技术与设计 2014(19)