航空攝影測量新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

池 波

（鶴壁市規(guī)劃建筑設(shè)計研究院有限公司，河南 鶴壁 458030）

一、概述

測繪航空攝影是指在航空器（飛機、直升機、飛艇、氣球等）上安裝航空攝影儀，從空中對地球表面進(jìn)行的攝影。航空攝影測繪方式需要依靠外界的一些輔助因子才能夠確定投影光線，即所謂的三個線因子以及三個角因子。近些年來，社會與經(jīng)濟的建設(shè)發(fā)展都十分的迅速，當(dāng)前所存在的城市、土地調(diào)查數(shù)據(jù)都和現(xiàn)實當(dāng)中的情況有著相當(dāng)大的差距和不符，因此這就造成了我國的國土資源的一種浪費現(xiàn)象。依賴控制點并且利用空三倒推出光線的外方位因子的老式攝影成像技術(shù)已經(jīng)無法跟上現(xiàn)在的測繪發(fā)展步伐。從上世紀(jì)八十年代，航空攝影測繪技術(shù)應(yīng)經(jīng)逐漸被運用在國內(nèi)的所有的大城市測繪城市大比例尺地形地貌圖。伴隨著社會建設(shè)的必然趨勢，在各個大型城市的相關(guān)測繪機構(gòu)，都需要在其機構(gòu)中的航測部門增加一些航空攝影的新項目，大比例尺航拍成像技術(shù)在我國的各個城市的測繪單位中被迅速的廣泛的運用。

目前階段，伴隨各種航拍新技術(shù)的產(chǎn)生運用，比如數(shù)字航攝儀DMC、IMU/DGPS新技術(shù)、LI-DAR激光測高掃描系統(tǒng)等航拍測繪新技術(shù)，以目前的趨勢來看航空攝影測繪技術(shù)必然將變成大比例尺地圖的主要的測繪方式。然而，航空攝影測繪技術(shù)運用在地籍測繪項目的時間較為短暫，機上航拍自身的技術(shù)存在缺陷以及測繪精確度的不足之處，有時依然無法完成預(yù)期的測繪目標(biāo)。

二、航空攝影操作的關(guān)鍵和方式應(yīng)用

1 攝影精確，設(shè)計科學(xué)

在航空攝影測繪的過程當(dāng)中需要先對攝影實施準(zhǔn)確的計算，從而令別的相關(guān)要求都有一個很好的發(fā)展，同時需要注意的是要優(yōu)化航拍的設(shè)計。攝影辦法是要先確定好攝影的地點以及實施一個適合的角度攝影從而能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的設(shè)計計算。進(jìn)行攝影測繪必須要切合現(xiàn)實情況，利用適合的比例來對收集到的數(shù)據(jù)以及圖像進(jìn)行還原，此外還需要添加一個大比例尺的數(shù)字圖，增加攝影的準(zhǔn)確因子，增強攝影高度、比例尺、以及攝影的焦距以及圖像的清晰度，經(jīng)過以上的因素從而對攝影設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化。另一方面，對圖像進(jìn)行還原的方案必須要是科學(xué)合適的，圖片以及數(shù)據(jù)的收集設(shè)計需要有根有據(jù)，需要依據(jù)實際的圖像從而進(jìn)行數(shù)據(jù)以及圖片的收集相關(guān)設(shè)計，測繪不能僅僅關(guān)注在繪制圖像上，應(yīng)當(dāng)具有數(shù)據(jù)性的圖像視頻。

2 收集精確，處理科學(xué)

在航空攝影測繪過程當(dāng)中需要對攝影器械攝影收集到的數(shù)據(jù)以及圖片實施精確的計算分析，收集的方式要合理，滿足相關(guān)的指標(biāo)要求，利用精確的定位以及攝影的方式是科學(xué)合理的，從而使攝影的結(jié)果更加的切合實際情況、更加的精確。另一方面實施攝影的相關(guān)作業(yè)人員也需要對于攝影的方法有個準(zhǔn)確的認(rèn)識，根據(jù)攝影的高度不同，所采用的攝影辦法都要根據(jù)實際做出調(diào)整。同樣需要關(guān)注的是相關(guān)數(shù)據(jù)的處理方式，處理方式需要通過反復(fù)的分析探究以及相關(guān)人員的反復(fù)推算，從而可以完成對于各種數(shù)據(jù)的科學(xué)統(tǒng)計分析，因此令航空攝影測繪工作能夠很好的被執(zhí)行。航空攝影首先要在使用的飛機外體組裝好測繪過程當(dāng)中所需要使用到的相關(guān)裝置，因此能夠?qū)Φ孛鎸嵤┴Q直攝影，從而得到有關(guān)的圖像視頻，指導(dǎo)數(shù)據(jù)的采集朝著自主化以及數(shù)字化方面進(jìn)行開發(fā)。

3 質(zhì)量檢測精確，結(jié)果提交科學(xué)有效

在實施航拍測繪的最終階段需要針對收集到的相關(guān)數(shù)據(jù)實施高要求的檢測，對于攝影的整個過程實施精確審核以及研究，從而達(dá)到整體的質(zhì)量準(zhǔn)確性標(biāo)準(zhǔn)，此外在最終階段的檢測作業(yè)中必須要把控好質(zhì)量的這個標(biāo)準(zhǔn)。針對攝影的方式要增加每個操作單元智聯(lián)的相互聯(lián)系，能夠分辨出各個操作單元之間的異同點，對于攝影的具體項目實施整體的計算，同時對于計算得到的結(jié)果要進(jìn)行多次推導(dǎo)驗證，驗證結(jié)果是否符合實際情況，增加其真實性。此外對于數(shù)字的準(zhǔn)確度、數(shù)據(jù)的完整性以及精確性都要實施驗證，而進(jìn)行驗證的部門都是相關(guān)的質(zhì)量檢測部門，對于檢測和驗證的過程都需要依照相關(guān)的要求，將合同中的規(guī)定作為依據(jù)。在檢測合格之后再實施相關(guān)的驗證，如果出現(xiàn)檢測資料不達(dá)標(biāo)則驗證部門能夠拒絕驗證。

三、航空攝影測量新技術(shù)的應(yīng)用

1 數(shù)字航攝儀DMC

DMC航空攝影相機是利用四個多頻率的接收器分別接收紅、藍(lán)、綠三色光以及近紅外數(shù)據(jù)；而四個全色傳感器分別捕捉的影像，依靠少量的重疊區(qū)域生成一個大的7680′13824鑲嵌影像。此系統(tǒng)能夠在各種光線環(huán)境中，通過調(diào)整相機的曝光時間，保證圖片的質(zhì)量，該系統(tǒng)對于地面的分辨率能夠達(dá)到5cm。低空數(shù)字航空攝影測量以2000萬像素以上的小像幅數(shù)碼相機為傳感器，采用無人飛機進(jìn)行低空航攝，具有機動、快速、經(jīng)濟等優(yōu)勢。此種技術(shù)可以在較短的時間內(nèi)獲得部門地區(qū)較為準(zhǔn)確的高分辨率的數(shù)字圖像，另外對于天氣以及機場的依靠性較小，目前已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在應(yīng)急保證、防災(zāi)減災(zāi)、圖形測繪等方面。

2 IMU/DGPS輔助航空攝影測量技術(shù)

GPS，即是全球定位系統(tǒng)，運用在航空攝影測繪后，利用空三素的辦法得到角元素，從而完成了部分直接得到投影光束。IMU/DGPS，即是慣性測量單元/差分GPS，運用在航拍之后，能夠直接取得三個線元素以及三個角元素，極少需要甚至不需要地面控制點就能夠?qū)嵤┖娇諗z影測繪，從而大大的簡化了攝影測繪工作。IMU/DGPS協(xié)助航空攝影的工作原理是利用了IMU、DGPS兩種新技術(shù)的綜合分析驗算，從而得到了具有十分高的準(zhǔn)確度的航空攝影測繪相關(guān)的概念、技術(shù)以及方案。

這種攝影方法的工作方式是首先利用組裝在飛機外體上的GPS接收裝置或是地面站點的GPS接收裝置，進(jìn)行持續(xù)的并且同步的檢測太空中的GPS衛(wèi)星信號，接下來是利用GPS載波相位測繪差分定位技術(shù)的協(xié)助從而得到了航空攝影儀的有關(guān)定位數(shù)值。IMU/DGPS技術(shù)能夠直接的得到每一張攝影到的圖片外方位元素，把其當(dāng)作加權(quán)檢測值參加到攝影測繪區(qū)域網(wǎng)的平差，因此得到了準(zhǔn)確度更加高的圖片外方位元素結(jié)果，這種測繪的方法叫做IMU/DGPS協(xié)助航空三角測繪方法。高準(zhǔn)度的差分GPS與慣性測繪部分得到航拍的曝光時間的圖像定位期空間位置，之后再針對去實施變差的更正，因此得到個各張圖片的高準(zhǔn)度外方位元素的方法稱作直接定向法。

3 LIDAR激光測高掃描系統(tǒng)

LIDAR激光測高掃描系統(tǒng)通過GPS輔助空中三角測繪技術(shù)，能夠減小地表的控制點，減短測繪時間，降低成本，可以真正應(yīng)用于困難地區(qū)、無圖區(qū)及邊境區(qū)的基礎(chǔ)測量。

結(jié)語

伴隨著計算機以及互聯(lián)網(wǎng)通信相關(guān)的技術(shù)的開發(fā)與研究，航空攝影測繪技術(shù)已經(jīng)從模式測量朝著數(shù)字化測量轉(zhuǎn)化，從而做到了運用高科技技術(shù)來代替人進(jìn)行測繪，令攝影測繪全面地走進(jìn)數(shù)字信息化的測繪階段。當(dāng)前行業(yè)內(nèi)多數(shù)使用的大比例尺圖紙測繪技術(shù)大多數(shù)都是應(yīng)用航空攝影技術(shù)，其已經(jīng)成為了航空攝影的核心研究項目，各類航空攝影的新型技術(shù)必然會逐漸地被改善，根據(jù)航攝地區(qū)的特點選擇合適的技術(shù)獲取影像，極大地提高航攝效率，縮短獲取影像周期，提高影像質(zhì)量。

[1]宋大明.DMC影像在數(shù)字?jǐn)z影測量中的應(yīng)用[J].測繪與空間地理信息，2006（03）.

[2]李學(xué)友，趙榮軍，李英成，呂和平.IMU/DGPS輔助航測技術(shù)在大比例尺航測成圖中的應(yīng)用[J].測繪科學(xué)，2006（01）.

[3]易映輝，肖遠(yuǎn)煥.基于航測實例的IMU/DGPS輔助航空攝影測量技術(shù)探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010（11）.

[4]胡惠娟.IMU/DGPS輔助航空攝影測量在祁連山航攝項目中的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010（26）.

[5]付青松.深度探討基于實例的IMU/DGPS輔助航攝測量技術(shù)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010（06）.