航空攝影測(cè)量中新技術(shù)的應(yīng)用

賈亞紅 李慧

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714068

摘要：在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，在城市測(cè)繪、復(fù)雜地形以及國(guó)界等測(cè)繪區(qū)域中航空攝影測(cè)量技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，目前，航空攝影測(cè)量技術(shù)已經(jīng)取得了十足的發(fā)展，并且不斷趨于數(shù)字化，越來越多的新技術(shù)也涌現(xiàn)出來。鑒于此，本文對(duì)航空攝影測(cè)量進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，并針對(duì)航空攝影測(cè)量模式進(jìn)行闡述，提出航空攝影測(cè)量作業(yè)要求，最后對(duì)航空攝影測(cè)量中新技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：航空攝影測(cè)量；新技術(shù)；應(yīng)用

1 航空攝影測(cè)量概述

航空攝影測(cè)量指的是通過二維對(duì)地進(jìn)行影響觀測(cè)，并對(duì)三維地表空間信息進(jìn)行提取的科學(xué)技術(shù)，通過該項(xiàng)技術(shù)，人們可以有效獲取地球空間信息。航空攝影測(cè)量中，幾何定位指的是對(duì)遙感影響加以利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)地面目標(biāo)點(diǎn)空間位置的確定，遙感影像目標(biāo)識(shí)別就是基于此得的實(shí)現(xiàn)的。為了使目標(biāo)定位得以實(shí)現(xiàn)，就需要提高影響獲取時(shí)空間方位恢復(fù)的快速性與準(zhǔn)確性。

在空間定位技術(shù)、傳感器技術(shù)以及計(jì)算機(jī)計(jì)算等的發(fā)展，航空攝影測(cè)量幾何定位的方法的得到了一定的完善，對(duì)地面控制點(diǎn)的需求也逐漸減小。上世紀(jì)50年代初，攝影測(cè)量工作人員開始針對(duì)相關(guān)輔助數(shù)據(jù)的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)地面控制點(diǎn)的減少展開研究，然而受限于落后的技術(shù)條件，在實(shí)際應(yīng)用中這一目標(biāo)尚未實(shí)現(xiàn)。到了70年代，美國(guó)GPS全球定位系統(tǒng)的出現(xiàn)對(duì)于航空攝影測(cè)量的發(fā)展產(chǎn)生了重要的影響，人們開始載波相位差分GPS動(dòng)態(tài)定位技術(shù)加以運(yùn)用，通過該項(xiàng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)航空攝影瞬間攝站的空間位置的確定，通過此展開空中三角測(cè)量，使測(cè)量作業(yè)中對(duì)地面控制點(diǎn)的需求得到有效減少，航成圖周期得到有效控制，在生產(chǎn)成本的降低上也取得了很大的突破，攝影測(cè)量由此取得了重大成果。但是，GPS輔助空中三角測(cè)量的主要特點(diǎn)還是在大區(qū)域、中小比例尺、困難地區(qū)的航空攝影測(cè)量中得到充分體現(xiàn)，而在帶狀趨于、城區(qū)大比例尺測(cè)圖的應(yīng)用中，其具備的優(yōu)勢(shì)并不是很明顯。

但是，基于3S技術(shù)，以生產(chǎn)4D產(chǎn)品為最終目標(biāo)的數(shù)字?jǐn)z影時(shí)代背景下，將當(dāng)代航空攝影測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)充分發(fā)揮粗來，實(shí)現(xiàn)4D產(chǎn)品生產(chǎn)的規(guī)模化，以及快速更新相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，成為了相關(guān)工作人員研究的重點(diǎn)課題。因此，針對(duì)當(dāng)下航空攝影測(cè)量的作業(yè)模式以及技術(shù)要求的研究具有重要意義。

2 航空攝影測(cè)量模式探究

現(xiàn)階段，航空攝影測(cè)量主要包括三種模式，即常規(guī)航空攝影測(cè)量、GPS航空攝影測(cè)量、DGPS/MU航空攝影測(cè)量。通過對(duì)航空攝影測(cè)量模式的主要工序可知，現(xiàn)行的3種航空攝影測(cè)量方法主要是在獲取航空影響以及影響定向方面存在區(qū)別。常規(guī)航空攝影測(cè)量中的影像定向是在大量地面控制點(diǎn)的輔助下，通過攝影測(cè)量加密技術(shù)實(shí)現(xiàn)模型定向點(diǎn)的獲取；GPS航空攝影測(cè)量中，在航空影響獲取的過程中，對(duì)動(dòng)態(tài)GPS定位技術(shù)加以運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)攝影中心的定位，使地面控制點(diǎn)被取代，通過攝影測(cè)量加密實(shí)現(xiàn)模型定向點(diǎn)的獲取，然而在加密點(diǎn)的輔助下，使影像定向得以實(shí)施。

3 航空攝影測(cè)量作業(yè)要求

3.1 航空攝影部分

現(xiàn)代航空攝影測(cè)量中，為了使影像獲取的質(zhì)量得到有效提升，不僅需要將飛行控制系統(tǒng)安裝在航攝儀上，在對(duì)GPS航空攝影測(cè)量中，還需要實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)與航攝儀的固聯(lián)；如果是DGPS/MU航空攝影測(cè)量，那么就要將POS系統(tǒng)安裝在航攝儀上，并以航空攝影測(cè)量模式的不同，對(duì)攝影方案進(jìn)行合理定制。

3.2 地面控制部分

在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站中，攝影測(cè)量加密采用的都是具有嚴(yán)密理論的光束法區(qū)域網(wǎng)評(píng)查，然而根據(jù)攝影測(cè)量模式的不同，需要對(duì)地面控制方案進(jìn)行合理選個(gè)，如此才能夠加密點(diǎn)坐標(biāo)與像片外方位元素的獲取質(zhì)量更高。

3.3 內(nèi)業(yè)測(cè)繪部分

就理論而言，在影像精確外方位元素獲取中之后，就要對(duì)影像外方位元素進(jìn)行安置，以此實(shí)現(xiàn)可量測(cè)的立體模型的建立，然后在影像匹配技術(shù)識(shí)別同名像點(diǎn)的輔助下，使地形與地物的自動(dòng)測(cè)繪得以實(shí)現(xiàn)。但是，現(xiàn)行的4D產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，大部分作業(yè)流程都是以單片內(nèi)定向→像對(duì)相對(duì)定向→單模型絕對(duì)定向→立體模型測(cè)繪為主，只是在DGPS/MU航空攝影測(cè)量中的對(duì)地目標(biāo)的直接定位的方法中對(duì)POS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)影像定向參數(shù)的獲取來恢復(fù)模型的理論與方法的研究與探討。

4 航空攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

4.1 數(shù)字航攝儀DMC

數(shù)字航攝儀DMC屬于一種數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有較高的精度與分辨率，在航空攝影測(cè)量中具有較高的應(yīng)用價(jià)值。DMC數(shù)字航空相機(jī)的組成部分包括四個(gè)全色傳感器與四個(gè)多波段傳感器。在四個(gè)多波段傳感器輔助下，DMC航空相機(jī)分別對(duì)紅色、綠色、藍(lán)色以及近紅外數(shù)據(jù)進(jìn)行捕捉；四個(gè)全色傳感器則是對(duì)影像進(jìn)行捕捉，以少量重疊區(qū)域?yàn)橐劳校挂粋€(gè)大的768013824鑲嵌影像得以生成。

低空數(shù)字航空攝影測(cè)量的傳感器采用的是像素超過2000萬的小像幅數(shù)碼相機(jī)，并在無人飛機(jī)的支持下，實(shí)現(xiàn)低空航攝。其特點(diǎn)在于具有較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性，能夠快速完成作業(yè)任務(wù)，并且在經(jīng)濟(jì)成本方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。該項(xiàng)技術(shù)能夠快速實(shí)現(xiàn)局部區(qū)域數(shù)字影像的獲取，并且在精度與分辨率方面也相對(duì)較高，不會(huì)過分依賴天氣與機(jī)場(chǎng)，在應(yīng)急保障、防災(zāi)減災(zāi)以及地形測(cè)繪等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。

4.2 IMU/DGPS輔助航空攝影測(cè)量技術(shù)

GPS指的是全球定位系統(tǒng)，在航空攝影測(cè)量中的應(yīng)用中，利用空三的方式實(shí)現(xiàn)角元素的獲取，并且投影光束的直接獲取也得以實(shí)現(xiàn)。IMU/DGPS則是指慣性測(cè)量單元/差分GPS，在航空攝影測(cè)量中得到應(yīng)用之后，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)三個(gè)線元素與三個(gè)角元素的直接獲取，在航空攝影測(cè)量中對(duì)地面控制點(diǎn)的需求不大，航片定向甚至整個(gè)測(cè)圖工作得到了簡(jiǎn)化。

4.3 LIDAR激光測(cè)高掃描系統(tǒng)

LIDAR激光測(cè)高掃描系統(tǒng)是基于空中三角測(cè)量技術(shù)，在GPS輔助下，使航空攝影測(cè)量對(duì)地面控制點(diǎn)的需求得以降低，在該系統(tǒng)下，作業(yè)周期相對(duì)較短，在成本方面也具有一定優(yōu)勢(shì)，在困難地區(qū)、無圖區(qū)以及邊境區(qū)的基礎(chǔ)測(cè)量中，這種技術(shù)具有較強(qiáng)的適用性。在該測(cè)量技術(shù)的支持下，有地面控制點(diǎn)的四角帶中，地圖精度可滿足1：10000的比例尺要求。對(duì)于具有豐富特征以及較好的影像的地面，比例尺為1：50000的精度要求也可以滿足。在西部大開發(fā)戰(zhàn)略中，這種測(cè)量技術(shù)具有重要的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)于我國(guó)基本地形圖的完善而言有著十分重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭大海，吳立新，王建超，等.IMU/DGPS輔助航空攝影新技術(shù)的應(yīng)用[J].國(guó)土資源遙感，2006，（1）：5155，74.