航空攝影測量中新技術的應用

賈亞紅 李慧

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714068

摘要：在科學技術不斷發展的背景下，在城市測繪、復雜地形以及國界等測繪區域中航空攝影測量技術已經得到了廣泛的應用，目前，航空攝影測量技術已經取得了十足的發展，并且不斷趨于數字化，越來越多的新技術也涌現出來。鑒于此，本文對航空攝影測量進行簡單介紹，并針對航空攝影測量模式進行闡述，提出航空攝影測量作業要求，最后對航空攝影測量中新技術的應用進行分析，以供參考。

關鍵詞：航空攝影測量；新技術；應用

1 航空攝影測量概述

航空攝影測量指的是通過二維對地進行影響觀測，并對三維地表空間信息進行提取的科學技術，通過該項技術，人們可以有效獲取地球空間信息。航空攝影測量中，幾何定位指的是對遙感影響加以利用，實現對地面目標點空間位置的確定，遙感影像目標識別就是基于此得的實現的。為了使目標定位得以實現，就需要提高影響獲取時空間方位恢復的快速性與準確性。

在空間定位技術、傳感器技術以及計算機計算等的發展，航空攝影測量幾何定位的方法的得到了一定的完善，對地面控制點的需求也逐漸減小。上世紀50年代初，攝影測量工作人員開始針對相關輔助數據的應用來實現地面控制點的減少展開研究，然而受限于落后的技術條件，在實際應用中這一目標尚未實現。到了70年代，美國GPS全球定位系統的出現對于航空攝影測量的發展產生了重要的影響，人們開始載波相位差分GPS動態定位技術加以運用，通過該項技術，實現對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量，使測量作業中對地面控制點的需求得到有效減少，航成圖周期得到有效控制，在生產成本的降低上也取得了很大的突破，攝影測量由此取得了重大成果。但是，GPS輔助空中三角測量的主要特點還是在大區域、中小比例尺、困難地區的航空攝影測量中得到充分體現，而在帶狀趨于、城區大比例尺測圖的應用中，其具備的優勢并不是很明顯。

但是，基于3S技術，以生產4D產品為最終目標的數字攝影時代背景下，將當代航空攝影測量技術的特點充分發揮粗來，實現4D產品生產的規模化，以及快速更新相應的數據庫，成為了相關工作人員研究的重點課題。因此，針對當下航空攝影測量的作業模式以及技術要求的研究具有重要意義。

2 航空攝影測量模式探究

現階段，航空攝影測量主要包括三種模式，即常規航空攝影測量、GPS航空攝影測量、DGPS/MU航空攝影測量。通過對航空攝影測量模式的主要工序可知，現行的3種航空攝影測量方法主要是在獲取航空影響以及影響定向方面存在區別。常規航空攝影測量中的影像定向是在大量地面控制點的輔助下，通過攝影測量加密技術實現模型定向點的獲取；GPS航空攝影測量中，在航空影響獲取的過程中，對動態GPS定位技術加以運用，實現攝影中心的定位，使地面控制點被取代，通過攝影測量加密實現模型定向點的獲取，然而在加密點的輔助下，使影像定向得以實施。

3 航空攝影測量作業要求

3.1 航空攝影部分

現代航空攝影測量中，為了使影像獲取的質量得到有效提升，不僅需要將飛行控制系統安裝在航攝儀上，在對GPS航空攝影測量中，還需要實現動態GPS接收機與航攝儀的固聯；如果是DGPS/MU航空攝影測量，那么就要將POS系統安裝在航攝儀上，并以航空攝影測量模式的不同，對攝影方案進行合理定制。

3.2 地面控制部分

在數字攝影測量工作站中，攝影測量加密采用的都是具有嚴密理論的光束法區域網評查，然而根據攝影測量模式的不同，需要對地面控制方案進行合理選個，如此才能夠加密點坐標與像片外方位元素的獲取質量更高。

3.3 內業測繪部分

就理論而言，在影像精確外方位元素獲取中之后，就要對影像外方位元素進行安置，以此實現可量測的立體模型的建立，然后在影像匹配技術識別同名像點的輔助下，使地形與地物的自動測繪得以實現。但是，現行的4D產品生產過程中，大部分作業流程都是以單片內定向→像對相對定向→單模型絕對定向→立體模型測繪為主，只是在DGPS/MU航空攝影測量中的對地目標的直接定位的方法中對POS系統實現影像定向參數的獲取來恢復模型的理論與方法的研究與探討。

4 航空攝影測量技術的應用

4.1 數字航攝儀DMC

數字航攝儀DMC屬于一種數字相機系統，該系統具有較高的精度與分辨率，在航空攝影測量中具有較高的應用價值。DMC數字航空相機的組成部分包括四個全色傳感器與四個多波段傳感器。在四個多波段傳感器輔助下，DMC航空相機分別對紅色、綠色、藍色以及近紅外數據進行捕捉；四個全色傳感器則是對影像進行捕捉，以少量重疊區域為依托，使一個大的768013824鑲嵌影像得以生成。

低空數字航空攝影測量的傳感器采用的是像素超過2000萬的小像幅數碼相機，并在無人飛機的支持下，實現低空航攝。其特點在于具有較強的機動性，能夠快速完成作業任務，并且在經濟成本方面具有一定的優勢。該項技術能夠快速實現局部區域數字影像的獲取，并且在精度與分辨率方面也相對較高，不會過分依賴天氣與機場，在應急保障、防災減災以及地形測繪等領域中有著廣泛的應用。

4.2 IMU/DGPS輔助航空攝影測量技術

GPS指的是全球定位系統，在航空攝影測量中的應用中，利用空三的方式實現角元素的獲取，并且投影光束的直接獲取也得以實現。IMU/DGPS則是指慣性測量單元/差分GPS，在航空攝影測量中得到應用之后，能夠實現對三個線元素與三個角元素的直接獲取，在航空攝影測量中對地面控制點的需求不大，航片定向甚至整個測圖工作得到了簡化。

4.3 LIDAR激光測高掃描系統

LIDAR激光測高掃描系統是基于空中三角測量技術，在GPS輔助下，使航空攝影測量對地面控制點的需求得以降低，在該系統下，作業周期相對較短，在成本方面也具有一定優勢，在困難地區、無圖區以及邊境區的基礎測量中，這種技術具有較強的適用性。在該測量技術的支持下，有地面控制點的四角帶中，地圖精度可滿足1：10000的比例尺要求。對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。在西部大開發戰略中，這種測量技術具有重要的應用價值，對于我國基本地形圖的完善而言有著十分重要的作用。

參考文獻：

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