徠卡ADS80數(shù)字航空攝影測(cè)量系統(tǒng)及運(yùn)用

陳雷

摘? ?要：ADS80為新一代多功能數(shù)次航攝儀，該項(xiàng)設(shè)備儀器是以CCD、GPS及高精度的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等為基礎(chǔ)而獲取數(shù)字影像。本文在闡述ADS80系統(tǒng)構(gòu)成的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體航測(cè)工程實(shí)況，對(duì)ADS80在工程測(cè)繪中的具體應(yīng)用進(jìn)行研究與分析。希望與相關(guān)人員共同分享實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)ADS80效能的充分發(fā)揮，全面優(yōu)化工程測(cè)繪作業(yè)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：徠卡ADS80? 數(shù)字航空攝影測(cè)量系統(tǒng)? 航測(cè)工程

中圖分類號(hào)：P2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）06（c）-0019-02

徠卡ADS80測(cè)量系統(tǒng)屬于當(dāng)下較為高端的掃式機(jī)載數(shù)字航空攝影測(cè)量系統(tǒng)，在獲取數(shù)據(jù)方面具有成本低、過(guò)程快速、獲得數(shù)據(jù)精確等特征。本文主要探究徠卡ADS80系統(tǒng)在城市大比例尺地形圖航測(cè)工程中的應(yīng)用情況，并闡述了各個(gè)工序?qū)?yīng)的精確度指標(biāo)，希望本文研究?jī)?nèi)容對(duì)航測(cè)工程測(cè)繪作業(yè)的開(kāi)展有一定借鑒作用。

1? ADS80系統(tǒng)概述

ADS8為是瑞士徠卡公司自主研發(fā)的一類性能較為高端的機(jī)載數(shù)字航空攝影測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)的構(gòu)成以傳感器頂部、控制單元、操作界面、導(dǎo)航界面以及數(shù)字光學(xué)鏡頭等零部件為主，鏡頭構(gòu)件設(shè)計(jì)過(guò)程中采用中心垂直投影方法，線中心投影是影像的典型特征。系統(tǒng)像平面的成像格局有三種，分別是F27、F02以及B14，具體是由3個(gè)全色波段陣列對(duì)地面形成的，進(jìn)而能直接形成6個(gè)立體像對(duì)進(jìn)行立體測(cè)圖[1]。ADS8系統(tǒng)在航空攝影過(guò)程中，應(yīng)用了三線陣掃描原理同步獲取了前視、后視、下視3個(gè)方向具備高于90%的3°重疊、持續(xù)、緊湊的地面立體影像，與此同時(shí)還能采集地面大范疇的全色與多光譜圖像。

2? 工程概況

為迎合現(xiàn)代城市規(guī)劃及建設(shè)需求，某市規(guī)劃院擬定委托我院進(jìn)行1：1000地形圖航空攝影測(cè)量作業(yè)，測(cè)繪區(qū)域占地面積約為165.0km2，測(cè)繪作業(yè)包括本測(cè)量區(qū)域中的地面控制測(cè)量（平面、高程）、航空攝影、地形圖航測(cè)、信息編輯等。本次工程平面坐標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)用了以1980西安坐標(biāo)系橢球?yàn)榛A(chǔ)的任意帶高斯投影坐標(biāo)系，高程系統(tǒng)選用了1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。針對(duì)成圖精確度指標(biāo)的控制，針對(duì)內(nèi)業(yè)加密點(diǎn)和地物點(diǎn)對(duì)周邊野外控制點(diǎn)的平面位置內(nèi)的誤差值應(yīng)分別≤0.4mm、0.6mm[2]。

3? 徠卡ADS80數(shù)字航空攝影測(cè)量系統(tǒng)在航測(cè)工程中的應(yīng)用

3.1 準(zhǔn)備工作

在航空攝影作業(yè)開(kāi)展之前，應(yīng)結(jié)合測(cè)區(qū)工程實(shí)況擬定相應(yīng)的航空攝影計(jì)劃，主要內(nèi)容有：

資料收集、測(cè)區(qū)踏勘、申請(qǐng)軍區(qū)批文，航空攝影技術(shù)設(shè)計(jì)、航攝系統(tǒng)安裝、測(cè)試，機(jī)載GPS天線偏心分量測(cè)定等。在開(kāi)展航空攝影準(zhǔn)備工作時(shí)，應(yīng)和本地有關(guān)部門建設(shè)穩(wěn)定的聯(lián)動(dòng)關(guān)系。本文如下對(duì)在地面GPS 基站布置以及測(cè)量情況進(jìn)行分析與介紹。本工程在航測(cè)區(qū)域中均勻布置了15個(gè)基礎(chǔ)控制位點(diǎn)，聯(lián)合測(cè)平面現(xiàn)已知4個(gè)控制位點(diǎn)，水準(zhǔn)已知位點(diǎn)有2 個(gè)。在控制平面結(jié)構(gòu)過(guò)程中嚴(yán)格依照D 級(jí)GPS 控制網(wǎng)進(jìn)行測(cè)量與設(shè)置，網(wǎng)平差處理后控制最弱點(diǎn)點(diǎn)位平均誤差為0.3cm，針對(duì)測(cè)區(qū)中的高程的控制，應(yīng)依照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行四等水準(zhǔn)網(wǎng)測(cè)設(shè)，平差以后高程中誤差最大值為0 .01950m，高差平均誤差值為0.01510m。

3.2 航空攝影過(guò)程

本測(cè)區(qū)航空攝影作業(yè)選用運(yùn)—5飛機(jī)搭載Leica ADS80去執(zhí)行，在航攝作業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程中，地面對(duì)GPS基站發(fā)揮支撐作用。其中GPS地面站應(yīng)用靜態(tài)模式，樣本采集過(guò)程中時(shí)間間隔均設(shè)為1.0s，地面站數(shù)目最后設(shè)置為4個(gè)，均勻布設(shè)在測(cè)區(qū)測(cè)設(shè)的GPS控制位點(diǎn)上部。對(duì)本次航攝材料的有關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行歸納，主要包括地面分辨率為0.14m（平均）、象元規(guī)格為6. 3μm、攝影焦距為62. 5mm、航測(cè)高程為1252m、旁向重疊率為35.0%、攝影平面積為160㎞?。

3.3 航攝信息內(nèi)業(yè)處理

在飛機(jī)航行結(jié)束以后，組織航飛部門依照地面基站信息、國(guó)家GPS持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)參考站信息、機(jī)載GPS以及貫導(dǎo)信息，擬定選用Xpro軟件去對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與空三加密。

（1）以POSPac的IML &GPS為基礎(chǔ)的信息處理。ADS80系統(tǒng)的初始數(shù)據(jù)主要有三種，分別是影像數(shù)據(jù)、POS數(shù)據(jù)與元數(shù)據(jù)，均被納入到ADS80系統(tǒng)的大容量機(jī)載存儲(chǔ)單元CL80內(nèi)。下載IML /GPS數(shù)據(jù)文件后，對(duì)以上數(shù)據(jù)信息進(jìn)行解算與整合處理見(jiàn)表1。

在對(duì)表1中數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整體分析后，我們認(rèn)為ADS80儀器能在影像作業(yè)中獲取兼具精確性、可靠性特征的IML &GPS數(shù)據(jù)信息，與測(cè)區(qū)成圖要求一致[3]。

（2）采用 ORIMA 軟件完成空三加密。ORIMA 軟件是構(gòu)成ADS80系統(tǒng)的三角測(cè)量模塊，數(shù)字空中三角測(cè)量方式包括有控、無(wú)控、手工量測(cè)等，結(jié)合本工程實(shí)況，擬定應(yīng)用有控方式完成空三加密任務(wù)。各項(xiàng)精度統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表2。

通過(guò)本次的實(shí)踐與研究，筆者發(fā)現(xiàn)為保證ADS80空三加密效率，若在面積相同時(shí)，則所需要的影像數(shù)目相對(duì)較少，這是保證數(shù)據(jù)信息完整性與統(tǒng)一性的有效方法，同時(shí)也為數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)創(chuàng)造了便利條件。

3.4 檢測(cè)立體測(cè)圖的精確度

為檢測(cè)立體測(cè)圖結(jié)果的精確度，擬定在測(cè)量區(qū)域中均勻設(shè)置205個(gè)實(shí)測(cè)高程檢查位點(diǎn)，132個(gè)平面檢測(cè)位點(diǎn)，對(duì)內(nèi)業(yè)測(cè)圖后進(jìn)行對(duì)比分析，誤差X最小值為0.028m、Y為0.024m，最大誤差X為0.20m、Y為0.28m，XY平均中位誤差是0.24m;高程精度最小值、最大值依次為0.06m、0.38m，平均高程中位誤差為0.27m。經(jīng)整體分析后，判斷由 ADS80系統(tǒng)測(cè)量的精度符合本工程對(duì)大比例尺地形圖提出的精度要求。

4? 結(jié)語(yǔ)

（1）本工程在測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)用了以ADS80數(shù)碼影像系統(tǒng)的數(shù)據(jù)生成形成，能明顯降低人力資源的耗用量。雖然航飛過(guò)程中地面GPS基站的測(cè)量工作量顯著增加，但針對(duì)相同范疇中的DLG數(shù)據(jù)生產(chǎn)比，應(yīng)采用傳統(tǒng)生產(chǎn)方法進(jìn)行，這能夠?qū)⑸a(chǎn)作業(yè)工期上能夠減縮30.0%以上。（2）對(duì)本測(cè)區(qū)的各項(xiàng)精確度指標(biāo)進(jìn)行整體分析后，發(fā)現(xiàn)成圖的精確度和國(guó)家相關(guān)規(guī)范相比較，精確度提升了50.0%。

參考文獻(xiàn)

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[2] 王香茗，劉杰，崔永利.基于Leica XPro系統(tǒng)的ADS80數(shù)字影像空三加密方法研究[J].測(cè)繪與空間地理信息，2016（6）：114-115，118.

[3] 高立.ADS 80航空攝影測(cè)量系統(tǒng)的特點(diǎn)與應(yīng)用[J].測(cè)繪與空間地理信息，2011（6）：212-214.