航測遙感內業數據處理關鍵技術分析

張戈蘭　史學軍　楊廣君

摘 要：航測遙感內業數據處理的關鍵技術在全數字攝影測量中發揮著重要作用。它能夠有效優化和完善全數字控制空間的數據生產流程，從而避免因數據不完整、不準確而導致測量結果不真實的情況。由此可見，科學、準確的航測遙感內業數據處理技術非常重要。從空間數據的角度出發，對該技術及其他內容進行了詳細分析，旨在為全數字攝影測量提供一定的借鑒。

關鍵詞：航測遙感；內業數據；關鍵技術；空間數據

中圖分類號：P237 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.128

航測遙感技術是人類對地表進行探究的重要手段，應用該技術能夠獲得地表物質的時間和空間屬性信息。而在整個航測遙感工作中，數據處理是非常重要的環節，對測量結果有著最直接的影響。因此，要對數據處理予以高度重視。

1 航測遙感概述

1.1 航測遙感技術的內涵

航測，也被稱為“攝影測量與遙感”，屬于測繪科學中的遙感科學。遙感科學是空間科學、電子科學、地球科學、計算機科學等學科交叉融合的結果，是一個新興的學科。航測遙感技術利用非接觸性的傳感器來獲取目標的時空信息。應用該技術不僅能夠對傳統目標進行幾何定位，還能夠通過使用外層空間傳感器來獲取目標的影像和非影像信息，為人類認識和改造自然提供科學的技術和方法。同時，航測遙感技術對國家的重大決策、國防建設、國家安全等都有一定的影響，其應用已經深入經濟、社會、民生等各個領域。

1.2 航測遙感技術的優勢

航測遙感技術具有以下優勢：①效率高。航測遙感技術所使用的無人機能夠快速、準確、及時地提供信息，使人們在最短時間內對所觀察到的現象及數據作出反應。②靈活性好。航測遙感技術中的無人機雖然飛行速度較慢，但能夠有效保證測繪的質量，且其對起降機場的條件沒有過多的要求，因此靈活性較好。③數據處理速度快。與其他大型測繪機相比，低空飛行機所運用的測繪技術具有更高的分辨率，且對數據的處理速度非常快，處理效率較高，因此在測繪領域經常被用來采集各種信息。

2 基礎地理空間數據的基本內容

根據技術的發展和用戶的需求，基礎地理空間數據產品主要有四種基本模式：DLG（數字線劃圖）、DOM（數字正射影像圖）、DRG（數字柵格地圖）和DEM（數字高程模型）。這四種產品簡稱“4D”，可以分別以數字或模擬形式提供，也可以根據具體需要進行復合，形成復合產品。例如，數字影像地形圖就是數字線劃圖與數字正射影像圖疊加而成的。

2.1 數字線劃圖

數字線劃圖是保存目標要素空間關系和屬性的矢量格式的數據集，是對地形圖上基礎要素信息基本屬性的反映。數字線劃圖不僅能夠滿足不同的空間分析需求，還能夠與其他信息疊加，然后進行空間分析和決策。

2.2 數字正射影像圖

數字正射影像圖主要是對經過掃描處理的數字化的航空照片或遙感影像進行微分糾正、輻射糾正和鑲嵌，對按標準分幅的地形圖進行裁切形成影像數據，且其中包括公里格網和外圖廓裝飾等要素的影像平面圖。這一過程采用的是數字高程模型。它的優點是信息量較大、直觀、真實、準確度高。

2.3 數字柵格地圖

數字柵格地圖是存儲和表示格式為柵格數據格式的圖形數據文件，與地形圖形的內容、色彩、規格和幾何精度等基本一致。數字柵格地圖可以用于與其他模式的數據疊加，也可以用于數字線劃圖數據的采集、更新等。

2.4 數字高程模型

數字高程模型是在高斯投影平面上規則或不規則網點的平面坐標及其高程的數據集。為了實現對地表形態更加有效的控制，還可以配套提供離散高程點數據。

3 航測遙感技術的應用

3.1 在條件限制情況下的應用

在航測中出現的較為普遍的問題是線位變動超出了測控范圍和攝影范圍。線位變動超出測控范圍時，可以對其進行補測，然后制圖；但超出攝影范圍時，由于資金問題，補攝的可能性較小，一般只能人工測繪。因此在設計時，要考慮到線路移位這一因素，并留有相應余地。此外，由于成圖時間較長，在此期間地形地貌等可能發生了一定程度的變化，圖上的線路位置也會發生變化。因此在設計時，應充分掌握選線技術，將線位變動的范圍控制在攝影范圍之內。

3.2 在地圖測繪中的應用

傳統的地圖測繪方法對人力、物力和財力等的損耗都是比較大的，且有一定的測繪難度，而航測遙感技術的發展使得地圖測繪的難度大大降低。航測遙感技術利用空中攝影對所勘測的目標進行等比例縮小，以適應不同的地理環境和地形，從而提高了地圖測繪的科學性。

4 關鍵技術分析

4.1 數據質量控制關鍵節點的設置

航測遙感內業數據處理中存在一系列問題，對數據質量產生了一定的影響。這就要求對關鍵技術的關鍵節點多加關注，控制數據質量。具體來說，對關鍵節點進行控制主要包括以下幾方面的內容。

4.1.1 像控測量、空三加密

首先通過野外實測、空間加密等方式采集平面檢測點，然后與成果中的同名點平面或高程值進行比較。經過分析之后，去除其中的粗差，并計算地物點平面絕對位置中的誤差、等高線的高程中誤差、高程注記點的高程中誤差等，最終確定成果的精度與設計標準是否相符。

4.1.2 外業調繪

對外業調繪進行質量控制主要是對調繪地物的完整性、要素屬性、調繪地名等進行核查，確保其正確性；同時，還要對新增地物進行補測。一般采用室內核查和外業實地巡視兩種方式。

4.1.3 內業數據采集

內業數據采集是利用數字正射影像圖來套合檢查數字線劃圖的數據情況，主要檢查數字線劃圖數據的中點、線、面等的平面位置、幾何位置、屬性接邊情況等；同時，與調繪片、外業實地巡視等數據進行對比，分析數據是否有多余、遺漏等錯誤。

4.2 數據處理中具體的關鍵技術

4.2.1 資料準備

航測遙感內業數據處理是以航空為基準的，因此，準備好相應的航空資料是非常重要的。航攝中需要的資料主要有航攝底片、地形圖、航攝機鑒定表、航攝驗收報告等。準備完畢后，要對資料收集是否齊全、儀器參數是否完整等進行進一步檢查。

4.2.2 影像掃描

在影像掃描時，要注意影像的清晰度、色差等。具體來說，就是根據航拍底片的具體情況，對掃描參數進行設置與調整，使反差更加適中、色調比較飽滿、框標比較清晰。同時，也要保證灰度直方圖要呈正態分布，且在能夠保證影像完整的前提下，盡可能地縮小掃描范圍，以減少數據量。此外，影像掃描的分辨率是地面分辨率和攝航比例尺分母的比值。

4.2.3 定向建模

定向建模是內業數據處理的一個非常重要的環節。基礎地理空間的數據模式有四種，只有選擇一種或幾種最為合適的模式對影像進行處理，才能得出比較準確的空間數據。處理步驟一般為：首先人工定向，減小殘差，然后自動內定向，選定模板，進行相對定向處理，最后得出的結果就是定向模型。

4.2.4 數據采集與制作

數據采集是數據生產的最關鍵環節。數據采集的內容有以下三點：①立體測判采集。立體測判采集主要是將中心點作為標準，在中心線上對重要數據進行采集，然后按照要素的密度，并遵循“幾何形狀不失真”原則制作密度曲線，并結合數字高程模型進行采集數據。②數據分層。對所采集的數據進行分層時，為了提高矢量數據的精準度和實用性，應使用數據處理技術進行處理，以便得到數字高程圖形數據。③數據拼接。數據拼接主要是將數字正射影像圖數據和數字高程模型數據拼接起來，并對拼接后的數據進行檢查，確保數據拼接的完整性。對不符合要求的數據要進行重新采集和拼接等，以得出最精準的數據。

在數據制作方面，一般是根據航空的實際需求，對以“幅”為單位的數據利用計算機進行制作，從而制作出最符合航空要求的信息。

4.3 對異常數據的提取技術

數據處理除了上述內容之外，還有對異常信息的提取。本文所說的異常信息主要指的是蝕變信息。蝕變信息是找礦的重要提示。遙感蝕變信息則是蝕變巖石在遙感圖像上所反映出的形態、特征及其他綜合信息。不同的巖石蝕變類型所表現出的影像特征也不同。因此，以巖石蝕變的綜合信息為基礎，并利用光譜理論對巖石具體的蝕變信息所顯示出的影像特征進行研究，是一項有重大實際意義的工作。它能夠定位礦物的位置，并對礦物的具體信息進行探查，節省礦物勘探的人力、物力和財力等，并且能夠取得比較好的效果。此外，蝕變信息是相關性信息，而不是突出性信息，只有經過一系列處理，才能從中提取出有用的數據。因此，必須對遙感信息的處理方法進行深入研究，才能獲得所需要的信息。

5 結束語

綜上所述，航測遙感內業數據處理是整個測繪工作不可缺少的一個重要環節。通過科學的數據處理，能夠得出精準的信息。因此，在實際測繪過程中，要非常注重數據分析，提高數據的有效性，確保最終信息的精確度，保證航測作業的成功。

參考文獻

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〔編輯：劉曉芳〕