数字航空摄影测量数据处理关键技术研究

数字航空摄影测量数据处理关键技术研究

张慧松

中科遥感科技有限公司天津300384

摘要：利用数字摄影技术对测量测绘工作进行完成是在近些年才发展起来的，之前我国航空摄影都是在胶片摄影的基础上进行开展的，在技术不断发展下，数字摄影虽然说不能达到光学摄像机的清晰程度，但是照片是可以数字化的，文件可以轻松的传输至地面上，而信息交流速度也有效的加快，在数字化摄影技术不断发展下，其清晰程度已经达到了测量精度要求。本文主要基于作者实际工作经验，简要的分析数字化航空摄影测量数据的处理，希望对相关从业人员有所帮助。

关键词：数字摄影；航空技术；测量技术

前言：数字化航空摄影测量技术作为现代化航空摄影测量的关键方式，主要是为观察世界、了解世界提供了新角度。陆地微型、SAR、机载激光雷达等技术飞速发展，有效的促进航空摄影测量技术的空间数据获取方式呈现出多样化的发展趋势，而传统的单一野外测量方式远不能满足实际需求，我们必须不断的对数据采集方式进行完善和优化，形成业内为主的内外业综合性数据采集的技术，推动航空摄影测量数据能够更好的发展。

1数字航空摄影测量的进展

数字航空摄影技术与一般的数字摄影技术不是一个相同的概念，数字航空摄影技术应用的优势时间上最新的科技，比如激光技术，光学分辨技术、雷达技术等，利用这些最新技术卫星拍摄到照片，并把采集到得数据发回地面指挥中心。数字航空摄影技术还需要非常多的数字设备，包括社航仪等。设备的发展也促进了数字航空摄影技术的快速发展。

2航空摄影测量技术的准确性、科学性分析

在航空摄影测量活动的过程中，通常对航空摄影测量的准确性提出更高的要求，在实际航空摄影测量过程中，必须保证其摄影模板设计的合理性、科学性。在实际的航空摄影活动过程中，通常需要选择更好的摄影位置，掌握好拍摄角度，这样直接的影响航空摄影测量效果以及航空摄影测量计算等等。在开展航空摄影的测绘工作过程中，需要结合客观实际以及实际情况，做好课题资料正确反应工作，这样能够更加有效获得数据，同时还能够选择更加合适比例来进行科学还原。同时，在实际的摄影过程中，需要加大大比例数字图使用频率，为航空摄影测量合理性和正确性提供保障。在进行数据还原过程中，需要谨慎选择还原方案，保证材料整理工作与资料收集工作符合实际情况，在绘制图形过程中，需要避免注意力集中在图像上面，可以恰当利用视频资料来为航空摄影测量技术科学性与精确性提供保障。

3数字航空摄影测量数据处理关键技术分析

3.1空中三角加密

空中三角加密技术在数码航空相片拍摄中起着关键作用，应用的自动加密“VirtuoZoAAT+Pat-B”模块，光束区域网的平差是由Pat-B软件进行计算的。空中三角网的构建方法是利用相对定向、内定向及连接点转刺三个方法在其空中作业时所组成的三角网，称之为空中三角网。之后再将POS数据传输到系统中与系统中的航空摄影数据测量控制点，以数字的形式，分别对其进行整体层次性的平差计算，两者间的计算使得加密点与外方位元素得以优化。我们将航空摄影数据测量外业分区的三角加密，以数字的形式利用坐标，对其应用进行解析。其加密地域间必须要有衔接，且作业任务完成以后还要填写图历表以作记录，则是以输出作业形式说明、加密点区域分布图、加密点坐标、外业控区域制点分布略图、外业像控点坐标、检查点坐标、大地定向、接边点坐标以及检验报告的形式来说明加密成果的。

3.2DMC、ADS40数字航摄仪技术分析

应用空中三角加密成果，自动创建测区立体模型以及参数文件，生成核线影像（epipolarimage）。DEM数据采集时，应用影像自动相关技术，生成DEM点或者视差曲线，并且在视差曲线编辑过程中保持合理的视差曲线间隔。DEM点或者视差曲线应该切准地面，从而真实地反映出地形态势。根据加密点直接按照区域生成大范围区域DEM，并通过引入特征点、特征线及特征面等数据生成三角网，进行插值计算，最后按照2．5m32．5m网格间距建立DEM。DMC数字航摄仪系统主要由8个镜头组成，在每个镜头中都装有CCD传感器。这8个镜头中最重要的是飞机底部的4个全色波段镜头，这4个镜头可以在飞机飞行中进行工作，拍摄影像。通过这4各摄像头所获取的影像进行二次处理，利用外扩法拼合成虚拟焦距为120mm的中心投影影像，最终的真彩影像（红外影像）的合成也是将这些投影的影像进行处理而获得。根据线阵式CCD技术的ADS40数字航摄仪，结合了导航与惯性装置（MU）的新型摄影测量仪器，以线阵式CCD传感装置扫描，并获得清晰的影像画面。由多条CCD线阵式与安装了分光镜的焦平面，在空中飞行以多方面角度来进行扫描成像，则会显现出下、前、后视、R、G、B及近红外波段，多方位角度下的影像画面分别构成立体图像。

3.3.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（或视差曲线）。采用视差曲线编辑过程时，视差曲线间隔要合理。视差曲线（或DEM点）必须切准地面，真实反映地形态势。

采集特征点、线、面。主要是针对一些在完成影像自动匹配比较困难的地区和部位，例如大片居民区、水域及高层建筑旁被黑影遮盖部分等所作出的处理，主要方法是量测出相应部位的特征点、线、面。

（1）单特征线：是指地形发生明显变化的地形变化线，量测时沿这些特征线以静态读点方式严格切准立体模型采集。遇树林等植被覆盖区，要尽量切准林间空地测读碎部点高程；（2）双特征线：是指依比例尺的陡坎、斜坡、堤、河流、公路、铁路等，为了保证影像纠正质量，对于带状构造物，例如公路、铁路、路堤、依比例尺双线堤，应按双特征线量测上端两侧堤顶和下端两侧堤脚线。对于弯曲线状地物，至少要采集弧线上的三条特征线，特征线不应出现交叉点；（3）对高架路、桥等制作DEM时，应在高架路、桥上边沿量测特征线，DEM点需编至高架路、桥面上，以保证纠正后的影像不变形和位移；（4）封闭型要素：对于面积大于100m2的水库、池塘等静止水域内的DEM格网点高程应一致，流动水域的上下游DEM格网点高程应呈梯度下降，关系合理

4数字航空摄影测量的技术难题与研究热点

数字航空摄影技术技术难点的数字摄像技术发展技术很低，数字摄像机的像素是有着限制的，所以我国很多数字航空摄影卫星还是依靠光学摄影技术来捕捉相应的图片，因此需要胶片的使用，但是太空上的胶片有限，所以一个卫星能够完成的任务量是有限的，所以超高分辨率的数字相机一直是数字航空摄影技术的研究的关键，但是首先数字摄像机在拍摄如此细节的照片上，细节还原能力严重不足，尤其在云层的影响下，效果更差，与实际情况有着巨大的差异，数字摄影的一大局限在区域视图是矩形，所以视图框小。所以要解决很多问题才能实现数字数字摄像机的应用。

此外，目前数字摄影测量的发展，主要还是围绕着利用航空摄影测量测绘地形图展开的，而对于数字近景（地面）摄影测量的研究甚少，数字近景摄影测量必将成为数字航空摄影测量发展的新领域，它将成为机器人视觉现场识别的主要解决手段，而对实时性、全自动源数据获取及仿真虚拟手段的研究将成为近景应用研究的主题。

结束语：

综上所述，与其他学科相比，数字航空摄影测量技术发展历史相对较短，数字航空摄影测量技术借助计算机技术替代了过去人眼，促使数字航空摄影测量技术在实践与理论上实现飞速发展，特别是广泛应用GIS数据、三维可视化技术之后，数字摄影技术逐渐取代传统胶片摄影，对航空遥感研究提供了技术支持，数字航空摄影测量技术发展必将促进测量技术革命并对社会贡献其应有的力量。

参考文献：

[1]李晨.试析航空摄影测量在地籍测量中的应用[J].建筑工程技术与设计,2015,(18):1736-1736.

[2]李晨.试析航空摄影测量在地籍测量中的应用[J].建筑工程技术与设计,2015,(17):1806-1806.