淺談ＶｉｒｔｕｏＺｏ ＡＡＴ自動空中三角測量

摘要：本文針對自動空中三角測量的技術問題，介紹幾點提高其加密精度的方法。

關鍵詞：VirtuoZo AAT；自動空中三角測量；加密精度；方法

1 引言：

自動空中三角測量是攝影測量生產(chǎn)中的關鍵步驟，它利用少量地面控制點來計算一個測區(qū)中所有影像的外方位元素和所有加密點的地面坐標。這一過程的實現(xiàn)需要兩個專業(yè)軟件模塊的強有力支持：AATM（自動空中三角測量）模塊和PATB 光束法區(qū)域網(wǎng)平差模塊。其中，AAT是VirtuoZo全數(shù)字攝影測量系統(tǒng)中最重要的一個模塊（VirtuoZo全數(shù)字攝影測量系統(tǒng)的影像配準算法具有可靠、快速和精確的優(yōu)點），AATM除半自動量測控制點之外，其它所有作業(yè)（包括內定向、選取加密點、轉刺加密點、相對定向、模型連接和生成整個測區(qū)像點網(wǎng)）都可以自動完成；PATB 光束法區(qū)域網(wǎng)平差程序則具有高性能的粗差檢測功能和高精度的平差計算功能。將上述兩個軟件的優(yōu)點結合在一起，即 VirtuoZo 的AATM 和 PATB 集成后就成為功能強大的自動空三軟件。

自動空中三角測量區(qū)域網(wǎng)平差的最后精度取決于平差區(qū)域的幾何條件，包括區(qū)域的內部連接條件（連接點的分布和重疊度數(shù)）和外部控制條件（地面控制點的數(shù)量、質量和分布）。此外，不可補償?shù)南到y(tǒng)誤差，未能剔除的粗差，所使用的平差方法對區(qū)域網(wǎng)平差精度也有影響。以上這幾種因素比較外在且容易掌握其要點。而在整個的流程中，有些步驟需人工干預才可完成，而人工干預的方法得當與否也會對其精度有著較大的影響。根據(jù)多年的操作經(jīng)驗，簡單介紹幾點可以提高加密精度的人工干預方法。

2 自動空三基本步驟

自動空中三角測量的基本步驟如下：

影像列表： 輸入各航帶及各區(qū)影像名，建立影像索引列表

內定向： 對測區(qū)內影像全自動內定向

航帶間的偏移量：確定航帶間偏移量

連接點布局：確定連接點的布局

連接點提取： 全自動選點，全自動相對定向與全自動轉點

調用PATB挑粗差：平差解算，對連接點挑粗差，剔除粗差點

量測控制點：在交互編輯界面加入外業(yè)控制點

調用PATB平差：平差解算對加入的外業(yè)控制點進行平差計算

輸出加密點：輸出最終的加密點的地面坐標

3 干預方法

3.1 從“連接點自動提取” 到“自動剔除粗差點”過程中

在傳統(tǒng)的空三作業(yè)中，一般是在影像三度重疊區(qū)的上中下三個標準點位上各選刺一個連接點，這種分布方式只能保證最基本的加密作業(yè)，對于粗差探測和加密精度來說是遠遠不夠的。因此推薦用戶選用 5×3 布局方式（5 個點位，每點位 3 個點），這種布 局對于旁向重疊度大于 30％時尤其有利。

在平差時，一般程序會自動從連接點中挑選一部分點計算模型坐標，并作為平差過程中的控制點使用。這時用戶可以在自動挑點之前進入連接點編輯界面并首先在測區(qū)的四角刺入四個外業(yè)控制點，這樣當用戶作自動挑點時，程序將自動使用這些真正的外業(yè)控制點來做控制。這樣既可以較高精度的控制網(wǎng)形，又可以提高剔除粗差點的準確度。

3.2 從“加入外控點”到“區(qū)域平差”過程中

在控制點的量測過程中，傳統(tǒng)的作業(yè)方式是將外業(yè)控制點在編輯界面按順序逐一加入，然后進行平差計算。VirtuoZoAAT 系統(tǒng)提供了控制點預測的功能，因此，可以采取下列方式加入外業(yè)控制點：

在區(qū)域網(wǎng)第一條、中間一條和最后一條這三條航線的頭、中間、尾各加入一個外業(yè)控制點（特長的航線可考慮中間多加幾個外控點），然后調用PATB進行平差解算，平差結束后預測其它控制點的點位，根據(jù)預測點位加入其它外業(yè)控制點。

此方法可以較高精度的控制網(wǎng)形，使整個區(qū)域有一個較穩(wěn)固的邊界，從而減弱區(qū)域邊緣的變形，同時可提高加點速度，節(jié)省作業(yè)時間。

注意事項：兩個外控點之間可間隔的模型數(shù)基本無限制，但要分布均勻。在不規(guī)則區(qū)域網(wǎng)的拐角和邊緣要增加外控點的個數(shù) ?？刂泣c預測只能預測平高控制點，對于平面控制點和高程控制點是不能預測出點位的。

3.3 在“交互式編輯（調整外業(yè)控制點）”過程中

經(jīng)過平差解算，會有部分控制點的點位誤差值超限（與設定的限差值比較），這需要在編輯界面下對所有的控制點進行點位的查看和調整，方法如下：

3.3.1 調整外業(yè)控制點加點點位的平面差，視其點的誤差值，由大到小分組分步調整 ，調整和平差計算交互進行，直至點位位置與外業(yè)量測點位一致。

3.3.2 調整外業(yè)控制點加點點位的高程差，先調整誤差值為正的點，再調整誤差值為負的點。因為正負相對且相互影響，其絕對值改變方向一致。正負交互調整會降低作業(yè)效率。重復這一步驟，直至加點點位位置與外業(yè)量測點位一致。

此方法較以往的以點為單位，平面、高程一起調整的方法更為科學，更有秩序，從而提高作業(yè)精度。

注意事項：由于影響控制點加點點位精度的因素比較多，調整外業(yè)控制點點位，應嚴格對照外業(yè)精確刺點點位和相應的點位注解，不可人為的以平差解算的誤差值是否超限為準，使其偏離正確位置。

3.4 在“調整像點視差”過程中

反復調整像點視差，其過程中要不斷減小誤差限定值，所設定的誤差值最低不能低于解算值。這樣做，有利于將像點視差由大到小排序并且按此順序對像點進行調整。從而提高像點點位精度。

3.5 在“系統(tǒng)誤差改正”過程中

在確定控制點外業(yè)量測及內業(yè)加點點位都準確無誤（以外業(yè)刺點為準，不管誤差值大?。?，且排除其他人為誤差的情況下，若外業(yè)控控制點誤差值仍超限，才可使用系統(tǒng)誤差改正。使用此方法前，務必將測區(qū)的.tpc文件備份，因為此.tpc文件是不可恢復性文件。一旦后期發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差改正之前存在沒有解決好的問題，將無法進行糾正或是撤消，而不得不放棄工作成果，其加密工作將從頭開始。

4 結束語

自動空中三角測量區(qū)域網(wǎng)平差的精度受一系列先期因素的影響，在作業(yè)過程中通過人工干預，不僅可以彌補軟件自身存在的細節(jié)上的不足，還可以不斷發(fā)現(xiàn)并糾正前一步驟遺留的問題，剔除粗差，從而提高加密精度。但這種方法還是受到軟件的限制，在提高精度方面只是起到輔助性作用，精度的好壞最終取決于平差區(qū)域的幾何條件，包括區(qū)域的內部連接條件（連接點的分布和重疊度數(shù)）和外部控制條件（地面控制點的數(shù)量、質量和分布）。此外，不可補償?shù)南到y(tǒng)誤差，未能剔除的粗差，所使用的平差方法對區(qū)域網(wǎng)平差精度也有影響。

參考文獻

[1]張祖勛， 張劍清. 數(shù)字攝影測量學. 武漢測繪科技大學出版社，1996.

[2]適普軟件公司. 全數(shù)字攝影測量系統(tǒng)使用手冊. 2003