航測遙感業內數據處理關鍵技術研究

摘 要：本文在介紹航測數據獲取的基礎上，結合湖南省某航測項目實例，對基于Inpho系統和MapMatrix系統的數據處理方式、流程及關鍵步驟進行了深入分析，并作多方面對比，得出Inpho系統軟件集成性高、操作性好的結論。

關鍵詞：航測數據；數據處理；Inpho系統

中圖分類號：P237 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）26-0330-02

航測遙感是對地表信息進行獲取和探究的關鍵技術手段，通過對這一技術的應用，可獲取區域內所有地表物質的空間與時間屬性信息。而在實際工作當中，業內數據處理至關重要，會影響到最終的測量結果，必須對此予以重視，引入合理可行的數據處理技術。

1 航測數據獲取

航測飛行平臺主要采用無人機，它是對遙感傳感器進行搭載，并實現飛行控制的重要設備，主要有以下三類：固定翼無人機、旋翼無人機與直升機。對不同類型的無人機，因它們的機長、翼展與發動機均不相同，所以有著不同的工作性能，如起飛重量、航行速度及飛行高度，均對航測有關鍵影響。以湖南省某1：1000航測項目為例進行分析，其飛行平臺采用大白II型無人機，控制系統采用UP30，無人機搭載相機，其拍攝照片單片像幅為5760×3840。

以航測高度和地面之間的分辨率關系為依據，采用以下公式可以得到攝影航高：

上式中，H表示攝影航高，m；f表示鏡頭焦距，mm（該項目取35.55230mm）；α表示像元尺寸，um（該項目取0.00625um）；GSD表示地面分辨率，m（該項目取0.08m）。計算可得攝影航高為455m。

對飛行控制系統而言，其作用在于對無人機的飛行進行控制并實現任務載荷方面的管理，由以下部分構成：GPS、姿態控制陀螺、傳感器、便攜計算機、電源等。通過對這一系統的應用，能實現無人機飛行高度、方向、線路、速度及姿態的可靠控制，對航測質量有至關重要的作用[1]。

對于地面監控，它主要由以下部分構成：遙控裝置、接收裝置、操作系統、電源和監控軟件，它可以完成測區查詢，對航線進行合理化設計，實時接收飛行參數，對飛行平臺傳感器收集到的數據進行接收、保存及監視，具備飛行狀態判斷、質量評定與數據預處理等重要功能，同時還是發出操作指令的控制點，以此對實行飛行姿態進行正確調整[2]。

實際航測中，應嚴格按照表1要求進行。

2 航測數據處理關鍵技術

2.1 Inpho數據處理

圖1為基于Inpho的數據處理流程。

關鍵步驟包括：

第一步，準備齊全的原始數據，如像片、飛行控制系統POS數據、校驗參數和各控制點的原始資料等；

第二步，做好數據預處理，包括像片旋轉、均勻與畸變處理等，同時整理好文件格式，為后續工作做好準備；

第三步，基于Applications Master創建一個新工程，然后按照先后順序完成相機定義、像片添加、數據與控制點導入及航帶優化設置，再借助Match-AT提取連接點，并完成局域網的平差，之后分別量測檢查點及像控點，最后采用光束法對區域網實施整體平差，并編輯出相應的爭議點，結束對空三的測量[3]；

第四步，于Match-T DSM當中自動生成DTM，然后利用DTMaster對生成的DTM進行編輯，確保它能和實際的地形保持一致，滿足量測精度提出的要求；

第五步，采用OrthoMaster根據所得DEM對像片實施正射糾正，然后再基于OrthoVista借助完成糾正的像片通過智能化鑲嵌，得出測區初始化DOM，然后對其進行檢查和編輯，當自動分幅完成以后，結束對DEM的編輯制作。

2.2 MapMatrix數據處理

圖2為基于MapMatrix的數據處理流程。

關鍵步驟包括：

第一步，準備齊全的原始數據，如像片、飛行控制系統POS數據、校驗參數和各控制點的原始資料等；

第二步，做好數據預處理，包括像片旋轉、均勻與畸變處理等，同時整理好文件格式，為后續工作做好準備；

第三步，基于DatMatrix創建一個新工程，對相機文件進行定義或者是導入，依次完成對航帶的設置與影像添加，開始內定向，然后空間三角進行自動轉點，再對檢查點及像控點實施量測，借助PATB完成空間三角平差，考慮到這一過程中易產生大量爭議點，所以要對爭議點進行編輯，多次借助PATB反復進行平差，到爭議點徹底消除，且平差最終結果可以滿足精度要求位置，最后對所得的XML文件進行導出；

第四步，于MapMatrix當中自動生成DEM，然后先后導入之前得到的XML與相機文件，對影像進行數碼量測相機內動向，基于全工程構建立體像對，通過全區匹配實現對DEM的自動生成，并對等高線進行內插，同時在立體環境下開展DEM的編輯、裁剪與拼接，至此結束對DEM的編輯制作。

2.3 兩者對比

對系統操作性而言，從整體角度講，Inpho具有更好的集成性，更便于實際操作；在空中三角測量方面，相比之下Inpho具有更加強度的測量功能，工作效率較高；兩系統在自動生成和編輯DEM方面沒有太大差別，但Inpho對人工建筑及斷裂線進行了充分考慮，所以它自動生成的DTM往往要優于MapMatrix。除此之外，兩系統得出的*.dtm文件均傾向DSM，這會對DOM的編輯制作產生重要影響；基于ArcGIS，依次疊加兩系統得出的DOM、DEM及等高線，以此對正射影像吻合情況進行檢查。與此同時，根據檢查點檢查DOM用于成圖時可達到的精度。結果表明，Inpho DOM的平面中誤差（0.072m）小于MapMatrix DOM（0.106m），但都比要求的0.6m小。因此，相比之下，Inpho系統軟件集成性高、操作性好[4]。

3 結 論

通過上述分析可知，在條件允許的情況下本項目宜采用Inpho系統對航測遙感數據進行處理，因為該系統集成性高、操作便利、測量功能強、成圖精度高。

參考文獻

[1]肖 璟，范 英.航測遙感內業數據處理關鍵技術分析[J].江西測繪，2016（03）：55～56.

[2]張戈蘭，史學軍，楊廣君.航測遙感內業數據處理關鍵技術分析[J].科技與創新，2015（24）：128～129.

[3]段小潔，陳春霞.航測遙感內業數據處理關鍵技術分析[J].數字技術與應用，2014（07）：228.

[4]王亞星.航測遙感內業數據處理關鍵技術分析[J].科技創新與應用，2014（08）：56.

收稿日期：2018-8-4

作者簡介：張 華（1969-），湖南臨澧人，高級工程師，本科，從事測量與遙感工作。