基礎(chǔ)測(cè)繪中航攝影像的處理方法探討

張文君　師文杰

（1青海省第一測(cè)繪院青海西寧810001；2青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院青海西寧810000）

基礎(chǔ)測(cè)繪中航攝影像的處理方法探討

張文君1師文杰2

（1青海省第一測(cè)繪院青海西寧810001；2青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院青海西寧810000）

基礎(chǔ)測(cè)繪中，航空攝影圖像必須經(jīng)過進(jìn)一步的加工處理后方能形成基礎(chǔ)測(cè)繪的應(yīng)用成果。本文主要就基礎(chǔ)測(cè)繪中航攝影像在某些方面的處理方法作了一些探討。

基礎(chǔ)測(cè)繪航攝影像正射影像圖地形圖

航攝影像是航攝儀在空中對(duì)地面根據(jù)中心投影原理攝成的像片。航攝影像必須經(jīng)過處理方可成為基礎(chǔ)測(cè)繪的應(yīng)用成果。航攝影像的處理主要是根據(jù)地物的光譜特性、幾何形狀和成像規(guī)律，從像片上判釋出與像片影像相應(yīng)的地物、地貌的類別與特性以及某些要素等的作業(yè)。本文主要就基礎(chǔ)測(cè)繪中航攝影像在某些方面的處理方法作一些探討。

1　正射影像圖制作

因?yàn)楸Ａ袅撕綌z像片豐富的影像信息又具有地形圖的特征,因此,在實(shí)際生產(chǎn)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。制作正射影像圖有各種各樣的方法,當(dāng)前一般采用的是數(shù)字微分糾正技術(shù).對(duì)于航攝像對(duì),可以直接通過像對(duì)解算像點(diǎn)的地面點(diǎn)高程,進(jìn)而制作影像重疊區(qū)的正射影像。下面就利用單張航攝像片制作正射影像圖的幾種典型方法,作一些分析。

航空攝影瞬間，由于飛行姿態(tài)不同，每張像片與地面之間的幾何關(guān)系也是不同的。利用航空像片測(cè)制一定比例尺的地圖，首先要恢復(fù)這種幾何關(guān)系。對(duì)于單張像片來說，像點(diǎn)的空間位置和它相應(yīng)的地面點(diǎn)的關(guān)系可以用一些特定的參數(shù)建立起來，確定這些參數(shù)就能恢復(fù)相互的幾何關(guān)系，這些參數(shù)稱為像片的方位元素。其中，確定攝影物鏡（后節(jié)點(diǎn)）與像片關(guān)系位置的參數(shù)稱為內(nèi)方位元素，恢復(fù)內(nèi)方位元素的目的在于恢復(fù)攝影光束；確定攝影中心與地面相互關(guān)系的參數(shù)稱為外方位元素，外方位元素有六個(gè)：其中三個(gè)是攝影中心在地面輔助坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，是直線元素；另外三個(gè)是航攝像片（或攝像光束）在地面輔助坐標(biāo)系中的姿態(tài)，是角元素。確定外方位元素的目的在于恢復(fù)攝影像片與地面的幾何關(guān)系。當(dāng)這些元素都恢復(fù)后，航攝像片與地面之間的固定的幾何關(guān)系也就恢復(fù)了。

對(duì)于由多張像片構(gòu)成的立體模型來說，恢復(fù)或確定其與地面的幾何關(guān)系，一般分為兩步：相對(duì)定向和絕對(duì)定向。（1）相對(duì)定向是在儀器上恢復(fù)攝影瞬間構(gòu)成像對(duì)的像片間的相對(duì)位置關(guān)系，即恢復(fù)兩個(gè)攝影光束的相對(duì)位置，使同名投影光線成對(duì)相交。相對(duì)定向后，就能夠觀察到立體了。兩張像片構(gòu)成的單獨(dú)像對(duì)，只要轉(zhuǎn)動(dòng)左右兩個(gè)光束，就能完成相對(duì)定向；連續(xù)立體模型的相對(duì)走向則要保持左光束不動(dòng)，依次旋轉(zhuǎn)右光束即可。相對(duì)定向后，就建立了自由比例尺的、方位任意的立體模型。（2）建立立體模型的目的是為了測(cè)繪與實(shí)地相似的地圖，這就要求把模型按著確定的比例尺和實(shí)際方位放置到大地坐標(biāo)系當(dāng)中，這個(gè)過程就是絕對(duì)定向。

2　解析空中三角測(cè)量

空中三角測(cè)量是立體攝影測(cè)量中，根據(jù)少量的野外控制點(diǎn)，在室內(nèi)進(jìn)行控制點(diǎn)加密，求得加密點(diǎn)的高程和平面位置的測(cè)量方法。其主要目的是為缺少野外控制點(diǎn)地區(qū)測(cè)圖提供絕對(duì)定向的控制點(diǎn)。

解析空中三角測(cè)量指用計(jì)算的方法，根據(jù)遙感像片上量測(cè)的像點(diǎn)坐標(biāo)和少量地面控制點(diǎn)，采用較嚴(yán)密數(shù)學(xué)公式，按最小二乘法原理，用數(shù)字電子計(jì)算機(jī)解算待定點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程。解析空中三角測(cè)量目前常用的方法是區(qū)域網(wǎng)平差。按照構(gòu)網(wǎng)的方法和平差單元的劃分，區(qū)域網(wǎng)平差的基本方法有：航線法、獨(dú)立模型法和光束法。

3　基礎(chǔ)測(cè)繪航攝中航攝影像處理應(yīng)用實(shí)例

以某縣規(guī)劃區(qū)建設(shè)用地約30平方公里進(jìn)行1：1000航測(cè)數(shù)字化地形圖測(cè)繪為例，要求制作50平方公里縣區(qū)航攝正射影像圖一幅，30平方公里1：1000線劃圖159幅。

3.1空三部分

采用Virtuozo全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站，加密軟件采用自動(dòng)空中三角測(cè)量（AAT）及光束法平差軟件（PAT-B）。

（1）相對(duì)定向：由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成定向，人工干預(yù)剔除粗差。當(dāng)森林地區(qū)匹配點(diǎn)稀少時(shí)，手工增加匹配點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)殘余上下視差△q不大于±0.005mm，檢查點(diǎn)殘余上下視差△q不大于±0.008mm。

（2）整體平差：基本定向點(diǎn)平面殘余誤差一般0.100 m,最大0.195 m。

高程殘余誤差一般0.160 m，最大0.245 m。區(qū)域網(wǎng)間公共點(diǎn)平面接邊一般0.250m,最大0.336m；高程接邊一般0.260m,最大0.407m。

本測(cè)區(qū)加密共分3個(gè)區(qū)域網(wǎng)進(jìn)行平差計(jì)算，野外平高程點(diǎn)全部作為模型的定向點(diǎn)。區(qū)域網(wǎng)內(nèi)部平差精度良好，區(qū)域網(wǎng)之間進(jìn)行嚴(yán)格的接邊，限差滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2航測(cè)數(shù)字化內(nèi)業(yè)測(cè)圖

在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站上將加密成果直接導(dǎo)入建模。內(nèi)業(yè)立體采集時(shí)根據(jù)影像上地物構(gòu)像所形成的各自的幾何特性和物理特性,如形狀、大小、色調(diào)、陰影和相互位置關(guān)系等，來識(shí)別地物對(duì)象范圍和性質(zhì)內(nèi)容，確定所有地物的輪廓特征。對(duì)立體判讀有疑問的地物影像加注符號(hào)說明，供外業(yè)調(diào)繪時(shí)修改。在最后提交的采集初編圖中，測(cè)定的點(diǎn)狀地物要在其幾何位置中心，線狀地物連續(xù)，面狀地物的外圍邊線連續(xù)且使圖斑封閉。

本項(xiàng)目采用VirtuoZo全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，生成*.XYZ文件,共完成159幅圖。

3.3地形圖編輯

利用CAD對(duì)地形圖進(jìn)行編輯，按照該測(cè)區(qū)的設(shè)計(jì)要求對(duì)地形圖進(jìn)行層色處理，按照調(diào)繪底圖處理圖面。在CAD中進(jìn)行159幅地形圖編輯。

3.4數(shù)字正射影像圖的制作

當(dāng)DEM生產(chǎn)后，可進(jìn)行正射影像的制作。

（1）在批處理中生成多個(gè)像對(duì)的DOM。并對(duì)生成的DOM進(jìn)行檢查（變形、拉絲、重疊、劃痕）。（2）DOM拼接。DOM的拼接我們采用適普軟件公司的ImageXuite，因?yàn)樗泻芎玫挠跋耔偳豆δ?，可以生成無(wú)縫鑲嵌的影像，大大提高了影像（原始影像和正射影像）拼接的質(zhì)量。（3）DOM修飾、調(diào)色。成圖后用PHOTOSHOP對(duì)圖幅有劃痕、變形的進(jìn)行修飾、調(diào)色。（4）圖例整飾。在整個(gè)區(qū)域內(nèi)，主要道路、河流用0.2mm的實(shí)線畫出并標(biāo)注名稱；重要單位（如縣委、縣政府等）在其實(shí)地位置進(jìn)行注記表示。（5）DOM圖廓整飾。根據(jù)項(xiàng)目技術(shù)要求不同的數(shù)據(jù)格式，采用不同的軟件進(jìn)行整飾。即在拼接好的圖幅上加圖名、地名、圖廓、結(jié)合表及圖內(nèi)說明文字。（6）DOM數(shù)據(jù)輸出以及打印成圖。

4　結(jié)論與總結(jié)

基礎(chǔ)測(cè)繪中，航空攝影圖像必須經(jīng)過進(jìn)一步的加工處理后方能形成基礎(chǔ)測(cè)繪的應(yīng)用成果。本文主要就航攝影片加工處理的應(yīng)用方法作了一些探討，實(shí)際測(cè)繪工作中，對(duì)加工處理后的圖像仍需進(jìn)一步做質(zhì)量檢驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可形成最終的成果，加以應(yīng)用。

[1]盧志英.淺談全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量生成DOM[J].大科技·科技天地,2011,(6):147-148.

P623[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-7-221-1