試論數字航空攝影測量數據處理關鍵技術

李錚

（黑龍江省城市規劃勘測設計研究院，黑龍江 哈爾濱150000）

在測量行業中，信息采集是最為關鍵的環節。但受到各方面因素的限制，在進行某些信息采集時，具有一定的難度。過去普遍采用人工采集信息的方式，不僅效率較低，而且人工誤差難以避免，信息的準確性得不到有效保障。而借助無人機進行測繪信息采集，則能有效解決上述問題。在無人機上搭載航空攝影裝備，實現航空攝影技術的數字化。在數字軟件的處理下，攝像機采集到的相關信息被轉化成多種呈現方式，還可以建立起三維模型，更加直觀立體。尤其無人機傾斜攝影技術，應用優勢十分顯著。能夠幫助測繪人員更加直觀地了解相關信息，而且采集到的圖像清晰準確，作業效率十分理想，因此得到了行業人士的廣泛認可。在使用數字航空攝影技術時，有需要把控的關鍵點。本文圍繞無人機數字航空攝影概況展開討論，并就技術應用提出優化建議。

1 使用無人機進行數字航空攝影現狀

在測繪行業，常用的測量技術有很多，而且都十分先進，各有各的優勢。例如實時動態控制系統，能夠幫助測量人員掌握測量進度等，應用十分廣泛。而無人機的優勢在于，該技術能夠在現場測量中發揮作用。在地質信息測量中，部分測量區域比較偏僻，人工測量具有較高的難度和危險性。而利用無人機進行測量，則不會受到施工環境的影響。而且與傳統的人工測量方式相比，無人機測量的效率無疑更高，施工周期得到控制，測量成本也明顯下降。而且在無人機的輔助下，生產力得到解放，測量人員的工作壓力有所減緩。同時，傳統的攝影技術無法進行全方位拍攝，拍攝角度有一定限制。但傾斜攝影技術則不存在這方面的缺陷，能夠從各個角度進行拍攝，保障采集信息的全面完整。

2 數字航空攝影測量數據處理技術

2.1 采集紋理信息

就地理信息測繪行業而言，經常會遇到測繪區域地形較為復雜的情況。如果測繪對象位于人口密集的城市，那么在密度較大的建筑物影響下，測繪工作是難以開展的。這時候就需要用到數字航空攝影測量技術，以排除建筑物的干擾，避免對城市居民的正常生產生活產生妨礙。而在偏遠的山地地區，由于地形復雜，具有一定的危險性，不適宜采用人工測量的方法。所以可以借助無人機，在上面安裝攝像設備，進行航空攝影。同時，通常采用photomod 軟件來進行模型分析。在無人機拍攝過程中，可能出現無法捕捉目標對象圖像的問題，這時候可以從測繪對象的紋理區域入手，從中獲取到較小的圖像。這種方法的原理實際上很簡單，其主要是利用了無人機傾斜攝影技術，對測繪建筑的墻面紋理進行獲取。用無人機上搭載的攝像機進行拍攝，并借助photomod 軟件進行紋理圖像編輯和加工。在實際操作時，可以充分利用點云數據，能夠對形狀不規則的對象進行測量，同時構建無紋理的立體模型。然后再由photomod 進行紋理信息采集，并對信息進行映射。

大數據時代下，基于信息技術的行業在生產過程中，會生成海量的信息數據。在航空攝影測量技術的應用中同樣如此，需要對大量的數據信息進行采集、處理。目前常用的數據采集方法有兩種，一種借助計算機軟件來完成，由mapmatrix 軟件和virtuzo 軟件協調配合，利用兩種軟件生產的圖像，來構建三維模型。對測繪信息進行全面的采集，并實現有價值信息的編輯和存儲。另一種方法則是依靠航測內部編輯人員完成的，其將目標信息存入JX4 方法，對數據編輯結束后，再將最終的結果存入數據庫中。

在圖像的制作階段，常用到的工具仍然是photomod 軟件，該軟件的優勢就在于，能夠對多種類型的數據信息進行采集以及統計。此外，無人機在正式工作前，要制定充分科學的飛行方案，確保能夠完成拍攝任務。首先，要像有關部門遞交飛行申請，提前做好空域準備，以避免不必要的麻煩。其次，還要明確無人機的各項參數，例如其飛行高度、間隔距離以及導航范圍等。只有確保無人機各項參數設置合理，才能為無人機的正常工作打下良好的基礎。而且photomod 軟件的應用，實際上需要飛行方向等信息的支持，只有在掌握飛行方向的前提下，才能進行地形數據的采集和編輯。在完成三維模型構建后，還需要對模型的格式進行調整，提高模型的精度和可信度。通過對圖像數學關系的提取和分析，能夠精準定位測繪對象位置，從而完成紋理三維模型的完善。

2.2 數據信息的處理

在處理數據信息的時候使用photomod 軟件。photomod 軟件是在EPS 地理信息工作站平臺下建立的航測軟件系統。作為一個航測軟件系統，它可以與航測遠景相連接，具有通用、JX4、綜合航測白帳等功能，可以隨時采集和編輯信息，采集和建立數據庫，存儲數據信息。在EPS 平臺運行過程中，無人機射擊獲得的信息可以傳輸到指定的數據庫中，并實時更新數據信息。它可以稱為集采集、編輯、存儲和數據信息更新為一體的航空測量系統。

此外，photomod 軟件作為一款航測系統，還具備其他方面的優勢。其具有十分強大的兼容性，能夠與多個平臺進行信息交流。從各個平臺上采集到所需要的信息，而且采集效率極高。同時，該軟件還涉及到對信息制圖技術以及數據轉換技術的應用。在進行數據信息采集時，數字化程度很高，采集效率極為理想，能夠對數據進行快速的篩選和監測，采集具有較高價值的信息。將該系統應用于無人機測繪，在采集到圖像信息時，對圖像數據進行整合，并構建仿真的三維模型，能夠讓測繪人員真實直觀地了解到測繪對象的特征。目前紋理映射算法得到了明顯的優化和改良，已經能夠對二維的紋理圖像進行操作轉化，最終形成精度較高的三維模型，參考價值有所提升。因為對測繪對象而言，通過三維模型所能體現的信息更全面。

無人機采集的圖像由photomod 軟件處理，采集與編輯庫不分離。測繪技術由數字化向信息化轉變。在photomod 軟件搭建的平臺上，將無人機射擊中獲得的所有地理元素用骨架線+屬性進行描述，完全滿足了地理信息系統數據庫建設和制圖應用的要求。在圖像顯示和打印高亮顯示過程中，可以動態、符號化地進行操作，符合方案規范，滿足設計圖紙要求。

雖然通過無人機傾斜攝影技術采集到的影像資料具有較高的可信度，比較貼合實際，但為了確保嚴謹科學，還是要對地形圖的精準度進行檢驗。因為受到各種因素的影響，地形圖中存在一些誤差是難以避免的。為了保障檢驗精度，就要選擇科學合理的檢測方式。目前常采用的檢測手段，主要是在無人機航攝時，在測繪區域設置散點，用于檢查測繪精度。最后還要經過反復的誤差測量以及校正，將誤差控制在較小的范圍，來提高測繪地形圖的精度。否則將會出現策略偏差，測繪地形圖與實際地貌差距多大，導致測繪工作所花費的精力遭到浪費。

綜上所述，近年來數字航空攝影技術應用十分廣泛，而且在不斷的進步改良。通過與無人機技術的融合，數字航空攝影測量應用價值得到提升。在進行拍攝測量時，能夠多角度地拍攝測量對象。通過建立三位模型，能夠真實地還原測量對象的各方面信息，測量人員能夠掌握準確、全面的測量信息。尤其是傾斜攝影技術，得到了行業人士的認可和青睞。借助數據處理軟件，對采集到的信息進行分析加工，以多元化的方式呈現。為了對大量信息進行整理，提高數據處理效率以及分析價值，可以建立健全數據管理平臺，將精度較高的三維模型保存下來，方便測量人員的調用。相信在不久的將來，我國數字航空攝影技術將得到進一步發展。