航空攝影測(cè)量數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)研究

李政召 耿超瑋

河北省地礦局第六地質(zhì)大隊(duì)，河北石家莊 050000

航空攝影測(cè)量技術(shù)由于在實(shí)際應(yīng)用中測(cè)得的數(shù)據(jù)有著較高的精確度，所以是當(dāng)前測(cè)繪技術(shù)研究的重點(diǎn)，并且相關(guān)行業(yè)在發(fā)展中也非常熱衷于采用該技術(shù)獲取所需的數(shù)據(jù)。目前，在該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用期間，常規(guī)數(shù)據(jù)測(cè)量使用的膠片已經(jīng)被淘汰，取而代之的是以數(shù)碼相機(jī)為主導(dǎo)的數(shù)字航空攝影技術(shù)，該種數(shù)字化程度較高的測(cè)量技術(shù)以內(nèi)業(yè)為主導(dǎo)，兼并外業(yè)的方式來(lái)采集需要的數(shù)據(jù)，使得最終得到的數(shù)據(jù)在質(zhì)量方面有顯著的提升，使用者使用數(shù)字化拍攝技術(shù)采集的數(shù)據(jù)能夠高質(zhì)量、高效率的開(kāi)展多項(xiàng)工作。

1 航空攝影測(cè)量技術(shù)分析

我國(guó)在進(jìn)行航空攝影測(cè)量技術(shù)研究期間，最初研究出的技術(shù)為模擬航空攝影測(cè)量技術(shù)，伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，技術(shù)人員通過(guò)對(duì)原有技術(shù)應(yīng)用效果以及側(cè)視雷達(dá)、激光等現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)的總結(jié)與學(xué)習(xí)，利用數(shù)字相機(jī)研發(fā)出了航空攝影測(cè)量技術(shù)。該技術(shù)現(xiàn)階段主要應(yīng)用在國(guó)家軍事方面，即依托數(shù)字相機(jī)對(duì)重要的軍事基地、港口等地理位置信息進(jìn)行拍攝測(cè)量，以此為軍隊(duì)和平時(shí)的作戰(zhàn)演習(xí)以及戰(zhàn)略準(zhǔn)備工作的有序開(kāi)展提供精準(zhǔn)性非常高的數(shù)據(jù)。還可以應(yīng)用在社會(huì)生活中，即在當(dāng)前農(nóng)業(yè)種植業(yè)發(fā)展、森林資料測(cè)繪、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后的救災(zāi)搶險(xiǎn)以及城市規(guī)劃、考古等工作開(kāi)展中，借助于數(shù)字相機(jī)進(jìn)行相應(yīng)地理信息的測(cè)量，所以該技術(shù)無(wú)論在哪個(gè)方面應(yīng)用，均要有著準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，以此才可以更好地為各行各業(yè)的發(fā)展提供便利條件[1]。此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用期間拍攝的地面畫(huà)面不僅清楚直觀，有著較高的分辨率，而且能夠?qū)Σ杉降臄?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的處理，并借助于傳輸通道保質(zhì)保量的傳輸出來(lái)，數(shù)據(jù)可以有效應(yīng)用到實(shí)處，因此該種技術(shù)需要加強(qiáng)應(yīng)用。

2 航空攝影測(cè)量數(shù)據(jù)處理期間的關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 空中三角加密技術(shù)

在處理數(shù)字相機(jī)拍攝的資料數(shù)據(jù)時(shí)需要先進(jìn)行自動(dòng)空三加密模型的構(gòu)建工作，構(gòu)建期間需要把握好VirtuoZoaat+pat-B的基礎(chǔ)，在構(gòu)建的模型中原始數(shù)據(jù)為數(shù)碼航空像片，此種像片是通過(guò)空三加密技術(shù)來(lái)處理的，之后在展開(kāi)光束法區(qū)域時(shí)則需要使用平差軟件（pat-B）來(lái)進(jìn)行。在進(jìn)行空中三角網(wǎng)構(gòu)建時(shí)，需要采用航測(cè)方式處理，以此在數(shù)據(jù)處理時(shí)所需的外部控制點(diǎn)能夠盡快獲取。導(dǎo)進(jìn)系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)需要使用POS系統(tǒng)，區(qū)域整體的平差優(yōu)化則需要應(yīng)用嚴(yán)密性較強(qiáng)的數(shù)字模型來(lái)處理，待優(yōu)化完畢后要控制方位元素、加密點(diǎn)[2]。該種加密技術(shù)應(yīng)用于航空攝影測(cè)量數(shù)據(jù)處理中，主要是在兩個(gè)方面發(fā)揮作用（內(nèi)、外分區(qū)），以此開(kāi)展的地面坐標(biāo)采集工作質(zhì)量較好，但是加密技術(shù)在具體應(yīng)用期間需要把握好以下的要點(diǎn)內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)技術(shù)的良好應(yīng)用，即使用期間確定的像控點(diǎn)（加密分區(qū)公共像控點(diǎn)），其中涉及的點(diǎn)號(hào)、坐標(biāo)值需要保持一致，以此確保該處像控點(diǎn)能夠提供唯一且準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)；同時(shí)應(yīng)用加密技術(shù)時(shí)需要對(duì)國(guó)家頒布的相關(guān)測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行熟悉和了解，從而能夠根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容檢查設(shè)計(jì)的加密限差是否合理，如果不合理則需要及時(shí)調(diào)整，以此使得加密分區(qū)接邊符合數(shù)據(jù)處理以及測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)要求[3]。

2.2 數(shù)字正射影像圖（DOM）數(shù)據(jù)生產(chǎn)

DOM數(shù)據(jù)在生產(chǎn)期間，首先要確定技術(shù)路線，在本文的研究中選取能夠產(chǎn)生DOM數(shù)據(jù)的工作站為全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)工作站（Virtuozo），該工作站在工作期間，需要先對(duì)空中三角加密技術(shù)應(yīng)用之后產(chǎn)生的加密成果進(jìn)行處理，通過(guò)導(dǎo)入技術(shù)使其能夠在工作站中恢復(fù)出來(lái)，并且要根據(jù)成果將立體像構(gòu)建出來(lái)，借助于特征線、點(diǎn)等數(shù)據(jù)對(duì)于數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)做好全面的處理工作，最終經(jīng)過(guò)計(jì)算修改便可以形成數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)。之后工作站對(duì)于拍攝的原始影像資料還需要使用上述生成的數(shù)據(jù)加以處理，微分糾正處理完畢之后需要無(wú)縫拼接影像生成DOM，并按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)裁切完好之后便可以完成數(shù)據(jù)處理工作。

其次，生產(chǎn)、建立DEM。在生產(chǎn)DEM期間需要依托自動(dòng)化技術(shù)優(yōu)勢(shì)以及加密成果，形成檢測(cè)區(qū)域的立體模型，確定相關(guān)參數(shù)，使得該區(qū)域有核線影像存在。在采集此種數(shù)據(jù)時(shí)，需要直接自動(dòng)生成視差曲線、數(shù)據(jù)點(diǎn)，并對(duì)曲線進(jìn)行間隔編輯，保證曲線能夠?qū)Φ孛嫘畔⒆龀鰷?zhǔn)確的切入測(cè)量，測(cè)量區(qū)域的地理地貌狀態(tài)能夠完整呈現(xiàn)。在建立DEM期間，需要在區(qū)域內(nèi)結(jié)合加密技術(shù)應(yīng)用時(shí)確定的加密點(diǎn)得出該數(shù)據(jù)，生成三角網(wǎng)，依據(jù)特征點(diǎn)、線、面數(shù)據(jù)保證該三角網(wǎng)精準(zhǔn)性較高，最終建立的三角網(wǎng)的網(wǎng)格間距需要控制在2.5m×2.5m標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，據(jù)此建立的DEM應(yīng)用價(jià)值高。

再次，生產(chǎn)、檢查修補(bǔ)DOM。生產(chǎn)DOM時(shí)則需要微分糾正原始影像，然后分區(qū)采樣并獲得分區(qū)DOM，再無(wú)縫拼接分區(qū)DOM時(shí)則需要采用鑲嵌線來(lái)處理，如果在接邊過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有倒影存在時(shí)，需要使用正射影像來(lái)處理，以此在該種影像貼補(bǔ)處理之后保證無(wú)縫接邊的處理效果良好。在檢查修補(bǔ)DOM時(shí)，需要重點(diǎn)對(duì)該數(shù)據(jù)是否存在測(cè)量對(duì)象的扭曲變形、重影、數(shù)據(jù)失真等情況進(jìn)行檢查，如果存在上述問(wèn)題則需要對(duì)DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行再次的采集、生產(chǎn)以及創(chuàng)建，最大化低降低DOM可能發(fā)生各類問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)。在檢查過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)上述問(wèn)題僅為部分出現(xiàn)，則采用左右片調(diào)換處理法效果理想，該法會(huì)生成具有貼補(bǔ)作用的正射影像，以此可以盡快解決局部DOM失真、變形問(wèn)題，保證不會(huì)有問(wèn)題再次發(fā)生的情況出現(xiàn)。

最后，鑲嵌、檢查、裁切DOM。保證DOM質(zhì)量良好，在使用這些技術(shù)之前，要對(duì)影像色彩做好調(diào)整，要求影像上的所有顏色要均勻呈現(xiàn)，并且保持一致，不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的色差問(wèn)題，而且整體色調(diào)需要真實(shí)飽滿。在鑲嵌DOM時(shí)，需要對(duì)各個(gè)分區(qū)DOM做好檢查，要求分區(qū)DOM的地形特征符合實(shí)際測(cè)量過(guò)程中的標(biāo)準(zhǔn)特征，并且能夠精確匹配空間，不會(huì)有幾何形狀不符情況發(fā)生，如果有地形特征的移位情況出現(xiàn)可以使用鑲嵌線來(lái)解決問(wèn)題。在DOM檢查中，如果發(fā)現(xiàn)有較大的平面差異情況時(shí)，且為同一個(gè)像控點(diǎn)，則要求針對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行返工處理；檢查無(wú)縫接邊的質(zhì)量，經(jīng)檢查如果接邊處的像素超過(guò)4個(gè)，并且接邊痕跡非常直觀且明顯，要求返工；檢查鑲嵌質(zhì)量時(shí)，主要對(duì)鑲嵌區(qū)域的整體顏色完整性、統(tǒng)一性進(jìn)行檢查，盡量不要有較大的色差。在DOM的裁切中，需要按照分幅裁切標(biāo)準(zhǔn)來(lái)處理，即就是按照40cm×50cm的大小裁切出多個(gè)DOM畫(huà)面，每幅畫(huà)面的面積則需要控制為0.2km2。在DOM數(shù)據(jù)全部處理結(jié)束后，還需要進(jìn)行最后一個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)督檢查，確保測(cè)量數(shù)據(jù)處理效果好、價(jià)值高。質(zhì)量檢查中，需要檢查畫(huà)面的色差是否過(guò)大、是否存在模糊不清的畫(huà)面、是否有重影、畫(huà)面是否具有連貫一致性的特點(diǎn)以及地形地面測(cè)量期間是否有圖像的扭曲、噪聲、變形情況，如果沒(méi)有則可以判定數(shù)據(jù)處理有效，經(jīng)檢查若出現(xiàn)的問(wèn)題非常多，則需要對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行表現(xiàn)與原因的分析，從而找出解決辦法處理問(wèn)題。

此外，在目前的航空攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用期間，分析應(yīng)用情況存在一些影響數(shù)據(jù)處理質(zhì)量的因素，需要技術(shù)研究人員在未來(lái)能夠繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的研究，學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，找到與航空攝影測(cè)量技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用的切入點(diǎn)優(yōu)化技術(shù)，減少以往測(cè)量中容易出現(xiàn)的畫(huà)面色差大、相機(jī)鏡頭攝影過(guò)程中的畸變差、拍攝的畫(huà)面過(guò)小以及工作任務(wù)多等問(wèn)題，減輕數(shù)據(jù)處理的難度和工作量，以此不斷提升該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)數(shù)據(jù)測(cè)量與處理的效果，使得航空攝影測(cè)量技術(shù)能夠更好的完成測(cè)繪工作。同時(shí)技術(shù)人員需要在該項(xiàng)技術(shù)的改進(jìn)研發(fā)中，繼續(xù)進(jìn)行新型航空測(cè)繪技術(shù)的研究，總結(jié)其它技術(shù)的應(yīng)用弊端，使得我國(guó)的航空攝影測(cè)量技術(shù)能夠發(fā)生巨大的變革，能夠在社會(huì)的多領(lǐng)域中為需要的個(gè)人、企業(yè)等提供快速處理、高精度的測(cè)量數(shù)據(jù)。

3 結(jié)語(yǔ)

航空攝影測(cè)量技術(shù)是在常規(guī)的航攝技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的一種新技術(shù)，在現(xiàn)階段的地理信息測(cè)繪工作中有著非常廣闊的應(yīng)用前景，但是該種技術(shù)在目前的應(yīng)用過(guò)程中在測(cè)量數(shù)據(jù)處理方面，還存在著不足之處，有待于技術(shù)研究人員能夠?qū)ο嚓P(guān)問(wèn)題進(jìn)行準(zhǔn)確分析，從而找出數(shù)據(jù)處理問(wèn)題的解決方案，進(jìn)而不斷優(yōu)化航空攝影測(cè)量技術(shù)，提高數(shù)據(jù)處理能力，使得該技術(shù)測(cè)量和高效處理的數(shù)據(jù)可以在更多領(lǐng)域的工作中發(fā)揮作用。