數字攝影測量空三加密的精度控制及應用研究

邵琳琳 王富宇

摘要：空三加密是數字攝影測量過程中的一道重要工序。空三加密的精度高低和速度快慢直接影響整個作業的精度和進程，因此在整個過程中要注意每一個環節，保證精度。為了保證作業過程中的精度，就需要制定出一套切實可行的作業方法。針對自動空中三角測量作業流程中存在的一些問題，筆者結合適普軟件公司研發的自動空三加密軟件Virtuozo-AAT及具體數據進行實際的操作練習，探索出一套切實可行、可靠、快捷的空三加密方法以及作業中的精度保障措施，進一步提高內業加密速度、加密精度。

關鍵詞：數字攝影測量；空三加密；精度分析；AATM/PATB系統

1 自動空三加密模塊介紹

VirtuoZo全數字攝影測量系統的影像配準算法具有可靠、快速和精確的優點。其中的自動空三量測（AAT）模塊除半自動量測控制點之外，其他所有作業包括內定向、選取加密點、加密點轉點、相對定向、模型連接和生成整個測區像點網都可以自動完成。

主要功能：

1）自動內定向：自動識別影像框標以及計算內定向參數。

2）自動生成穩定的、可靠的測區像點網。

3）完全支持PATB的各項平差功能，如相機自檢校法補償系統誤差和GPS參數聯合平差等，可以實現高精度的區域網平差。

2 空三加密的原理

空中三角測量主要是利用VirtuoZo全數字攝影測量系統來實現，VirtuoZo的影像配準算法具有可靠，快速和精確的優點。其中的自動空三測量模塊除半自動測量控制點之外。其他所有作業（包括內定向，選取加密點，加密點轉點，相對定向，模型連接和生成整個測區像點網）都可以自動完成。

3 空三加密的作業流程

空中三角測量是攝影測量生產中的關鍵步驟。它是將建立的投影光束，單元模型和航帶模型以至區域模型的數學模型，根據少量地面控制點，按最小二乘法原理進行平差，解求出各加密點的地面坐標。

3.1 數據準備

主要完成影像格式轉換，創建測區，創建影像列表和內定向三部分工作，為構網平差提供基礎。（1）影像格式轉換及導入，（2）創建測區，（3）設置測區基本參數，（4）創建影像列表。

3.2 確定航帶的偏移量

在AAT/PATBV3.4界面上單擊空三，選擇航帶間偏移量菜單項。

1） 單擊移動影像圖標或在航帶號和影像下拉列表中選擇相應影像的文件名，來選擇航帶間存在旁向重疊的影像。

2） 用鼠標左鍵在上面航帶的影像中選取一個明顯點，然后在下面航帶的影像中量測同名點，并對同名點進行精確量測后保存。由于控制點點號一般為4位數，所以在輸入同名點點號時應盡量選擇6位數以防覆蓋控制點。在確定航帶之間關系加點的時候，如果點的位置不好的話，連接就可能失敗。

3.3 連接點的提取

在AAT/PATBV3.4界面上單擊空三，選擇連接點提取-重新開始提取連接點菜單項-是。系統開始會出現空三連接點自動提取的進度窗口。通過進度窗口中顯示的報告，可觀察航帶的同名點數以及報告中是否有warnings或errors。若報告中有warnings或errors信息時需要進行人工干預。

3.4 自動挑點

所謂自動挑點就是反復調用 PATB平差程序進行平差，并根據平差結果剔除自動轉點中的粗差點，最后根據指定的連接點分布方式挑選精度較高的點保留下來作為加密點。

3.5 剔除粗差點

點擊自動剔除連接點，選擇3×5的布局形式，則程序運行PATB軟件，選擇精度（Accuracy）選項，在控制點平面精度中填入0.10，在高程精度中填入0.10，點擊Execute PATB，程序運行結束后，點擊EXIT，重復以上步驟，直至程序自動跳出PATB程序，最后備份結果文件為*.tpc。

3.6 生成加密點

確定所有控制點量測結束后再次進行平差計算，系統調出PATB程序，在Accuracy（精度）一欄設置Set no.1的平面控制點和高程控制點限差均為0.6m，執行PATB程序，之后依次將Set no.1的平面控制點和高程控制點限差改為0.4m，0.2m，保存修改后執行PATB程序，最后保證平面精度為0.2m以內，高程精度一般設定為0.15m以內，加密點生成后退出程序。

3.7 加密成果的輸出檢查與校正

打開加密成果文件.pri檢查加密精度，通過平差報告可得知所有的控制點精度都合格，控制點2156在影像1157上的位置不準確導致影像重疊度降為2度重疊，連接點1157244、2166223三點分別在影像2164和1156上的位置不準確導致模型點減少到3個。打開交互編輯界面，點擊查找點按鈕 ，輸入點號回車，系統彈出編輯連接點的對話框，用鼠標右鍵選擇圖像，用左鍵點擊微調按鈕調整點位后點擊保存。再次進行平差運算，精度Set no.1的平面控制點和高程控制點限差均設置為0.2m，退出平差運算再次檢查評差報告，重復上述步驟直到所有點都合格為止。

4 空三精度分析與控制方法

4.1 影響平差精度的主要因素

1） 直接影響原始觀測數據之精度的各項因素原始觀測數據包括地面控制點的坐標等其他輔助數據，連同區域網的幾何結構，諸如像片的重疊度，連接點和控制點的數量及其分布等因素，共同決定了平差區域的最終精度。其次，在數字化空三過程中，數字化的原始圖像質量也非常關鍵，對精度產生一定的影響。

2） 影響區域網之幾何強度的各項因素：

控制點的數量、分布及精度。

攝影覆蓋的方式在常規攝影測量作業中，一般都采用具有航向重疊60%和旁向重疊20%的平行航帶來構成攝影測量區域。

4.2 平差精度的檢查

一個平差區域做完之后，對作業成果的驗收，對作業精度的檢查，主要看以下參數是否達標：

1） 定向精度：內定向、相對定向、模型連接、絕對定向報告等，查看這些報告中的指標數值是否滿足測區精度要求及規范要求。

2） 外業點平面高程是否滿足限差要求。

4.3 空三加密精度的控制方法

4.3.1 設置參數時出現的問題

1） 如果直接在VirtuoZo-AAT軟件中設置參數，會在設置控制點文時出現錯誤提示致使無法進行以后的工作。所以在VirtuoZo V3.2里的設置測區里進行設置依次設置控制點文件夾、加密點文件夾、攝影比例尺。由于初次接觸此軟件經常會在Import Images的設置時會出現錯誤，此項的正確設置應該輸入所建立的測區目錄里而不是子目錄里。

2） 在建立相機文件時，應該注意相機文件中的焦距及坐標的輸入，其中輸入時不能出現空格及其他符號。

3） 在輸入外業控制點的時候，可以一個個的輸入，也可以直接打開控制點文件全部直接導入，在導入的時候有可能出現x，y坐標導入相反，致使后面不能生成模型。

4.3.2 編輯連接點時出現的錯誤

1） 在添加連接點的時候，以一張像片為基準，進行加點，之后應該采用手動匹配，如果利用自動匹配，可能會因為預選點在實地不存在而引起誤差，導致在其他的影像中并不存在此連接點。

2） 未生成加密點文件。在進行手動加點的時候，不應該直接點擊交互編輯里的加點。而應該先設置手動加點，否則會在加點完成之后，并不產生加密點文件，或者產生部分加密點文件，在加密點文件里面只有多加點的坐標，卻沒有自動生成加密點坐標。

參考文獻

[1] VirtuoZo NT全數字攝影測量系統使用手冊[M].適普軟件有限司.

[2] 楊黎康，賈秋菊.VirtuoZo 3.6在自動空三測量及加密中的應用研究[J].科技資訊，2009.

[3] 楊愛玲，戴立權.淺析AATM/ PAT-B生產中的應用[J].東北測繪季刊，2001，2 （24）.