現(xiàn)代航空攝影測量加密方法探析

王志萍

(新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院測繪工程院，新疆 昌吉 831100)

現(xiàn)代航空攝影測量加密方法探析

王志萍

(新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院測繪工程院，新疆 昌吉 831100)

以技術(shù)方向作為基本的出發(fā)點(diǎn)研究可知，其主要以內(nèi)業(yè)作為數(shù)據(jù)采集的主體，并且在城建、采礦等方面發(fā)揮著較為重要的作用。本文基于上述基礎(chǔ)，對其加密技術(shù)進(jìn)行了深入的研究與闡述，將其技術(shù)與核心內(nèi)容作為研究的重點(diǎn)，以期能夠在未來的航空測量技術(shù)方面貢獻(xiàn)一絲力量。

航空 攝影測量 加密方法

伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷推進(jìn)，高新技術(shù)如雨后春筍般在各個(gè)領(lǐng)域生根發(fā)芽，尤其在信息技術(shù)方面，更是扮演著十分重要的角色。而航空攝影測量技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步與高新技術(shù)的不斷演進(jìn)又有著千絲萬縷的關(guān)系，目前航空攝影測量技術(shù)已經(jīng)逐漸朝著空間數(shù)據(jù)處理技術(shù)的核心環(huán)節(jié)發(fā)展，在野外測量綜合技術(shù)的應(yīng)用方面得以廣泛使用。

一、現(xiàn)代航空攝影測量技術(shù)發(fā)展分析

航空攝影測量加密技術(shù)在某種意義上來說，是一項(xiàng)基于遙感成像技術(shù)基礎(chǔ)之上的測量技術(shù)，其主要借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對所需要測量的地物進(jìn)行監(jiān)測，隨后結(jié)合影像技術(shù)對其所監(jiān)測的內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)的剖析。

空間測量的發(fā)展與進(jìn)步與紅外線掃面技術(shù)的引進(jìn)密不可分，并且其在地面控制點(diǎn)位方面也發(fā)揮了重要的作用。國際的航空攝影測量加密方法在Schmid等人提出光速理論法后得到長足發(fā)展，區(qū)域網(wǎng)平差技術(shù)也隨之發(fā)展起來，這樣一來加密技術(shù)便得到了進(jìn)一步的優(yōu)化。

相比較現(xiàn)在的攝影技術(shù)而言，以往的攝影測量技術(shù)存在著一定的缺陷，其在區(qū)域四周只有2條基線，平高只有1個(gè)，并且在中央只配置了4條基線，雖然在高程地面控制點(diǎn)方面給予一個(gè)較高的點(diǎn)，但是卻很難實(shí)現(xiàn)全方位的加密工作，由于其控點(diǎn)需求十分嚴(yán)苛，最后導(dǎo)致所獲取的結(jié)果并不客觀。這時(shí)候就需要引進(jìn)較為先進(jìn)高新的技術(shù)對其進(jìn)行完善。

GPS技術(shù)主要的工作原理是借助載波相位差動態(tài)定位技術(shù)，借用攝影瞬間拍站將其物理孔簡頂額不同的位置拍攝下來，實(shí)際上所應(yīng)用的是三角測量技術(shù)。GPS相比較其他系統(tǒng)而言，其自身具備一定的加密控制性。能夠在不同位置設(shè)立不同的平高點(diǎn)，以保證所獲取的圖片真實(shí)全面。

空中三角測量法借助GPS技術(shù)，對其帶狀區(qū)域和城區(qū)大比例尺的地形測繪都能夠全面進(jìn)行掌控，并且通過技術(shù)手法將曝光瞬間的空間方位明晰化，在此過程中借助IMU的慣性測量模擬裝置將其影像捕捉到，所獲取的影像最后將用于監(jiān)測內(nèi)業(yè)的影像定向分析之中。除此之外，數(shù)字化的地形測繪，能夠在利用POS系統(tǒng)后獲取一個(gè)較為完整的立體模型，相關(guān)的元素就可以用來測圖，從而形成地質(zhì)測繪規(guī)模，并能夠在時(shí)差的可控區(qū)域內(nèi)進(jìn)行檢測。即使如此，由于部門測繪圖清晰度較低，最后只能利用四角地面控制點(diǎn)加以輔助。

目前，三維成像技術(shù)不斷發(fā)展4D產(chǎn)品開始逐漸出現(xiàn)，其主要應(yīng)用在數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)方面，并且由于其內(nèi)部測繪技術(shù)加密法則各不相同，最后對外部方位的元素的獲取形式也各異，但是相比較而言，其成本較低，定向性較為穩(wěn)定。

二、現(xiàn)代航空攝影測量加密方法模型

目前的航空攝影測量加密技術(shù)主要以加密基本數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，因此就需要對其內(nèi)部構(gòu)建的模型進(jìn)行較為系統(tǒng)的剖析。

首先，基于坐標(biāo)基準(zhǔn)之上的常規(guī)光束法區(qū)域網(wǎng)平差模型，需要對所涉及的坐標(biāo)進(jìn)行測量，以此構(gòu)建獨(dú)立的數(shù)字加密模型，并形成數(shù)字投影測量模型。借助眾多坐標(biāo)的組建將其影響外方位元素的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部方位元素的準(zhǔn)確度。從而根據(jù)像點(diǎn)的種類以及數(shù)量建立誤差方程，以用來測量。

其次，GPS輔助光速法區(qū)域網(wǎng)平差其主要基于光速法區(qū)域平差常規(guī)基準(zhǔn)之上，借助GPS技術(shù)進(jìn)行三維空間觀測值的確定，并穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸與觀察的鏈接程序。將GPS系統(tǒng)放入到系統(tǒng)內(nèi)部，通過三維坐標(biāo)系的設(shè)立，最后可獲取較為精確的區(qū)域位置。

最后，POS輔助光束法區(qū)域網(wǎng)平差，其主要基于GPS光束法區(qū)域網(wǎng)平差的理念之上，將IMU技術(shù)融入其中，借助航空測量技術(shù)將其航攝儀姿態(tài)角進(jìn)行捕捉，以此實(shí)現(xiàn)帶權(quán)觀測值的獲取，并通過此途徑與POS數(shù)據(jù)相契合。但是由于該項(xiàng)技術(shù)對其攝影設(shè)備有著較高的要求，每次IMU 的三維坐標(biāo)軸的角度與其軸線都要求必須平行，并且還需要在軸系之間留有一定夾角，因此很難一次性完成，在拍攝的過程中為了保證MIU的精準(zhǔn)性，最后將航攝儀姿態(tài)角設(shè)置為帶權(quán)觀測值，所獲取的數(shù)據(jù)收入到區(qū)域網(wǎng)平差之中。

三、加密技術(shù)的方法試驗(yàn)

任何數(shù)學(xué)模型都有著不同之處，針對其特性勢必需要建立一種新的加密系統(tǒng)，首先其需要以WUCAPS為基準(zhǔn)，隨后將數(shù)字影像與自動化測量結(jié)合起來，這樣所獲取的結(jié)果，并不是最后可以用于測量的最終結(jié)論，必須進(jìn)行檢測。

第一，不同的攝影技術(shù)與技術(shù)參數(shù)都必須根據(jù)其特性建立航攝負(fù)片，在借助WuCPS技術(shù)與 JX-4測量技術(shù)的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行自動化測量，主要在控制點(diǎn)內(nèi)部的平面性質(zhì)的坐標(biāo)上體現(xiàn)其效能，與此同時(shí)，WuCPS系統(tǒng)通過采用連續(xù)法可以將不同時(shí)期所監(jiān)測到的點(diǎn)進(jìn)行整理，這時(shí)不同方位的元素便可以得到確認(rèn)，其也歸屬于POS系統(tǒng)測量技術(shù)主要以影像外的方位元素的采集為工作的主體。

第二，為了得到精確的數(shù)據(jù)，在加密處理環(huán)節(jié)需要借助專業(yè)的模式進(jìn)行處理，并對其理論精度給予設(shè)置。

第三，加密需要采用較小的加密模式進(jìn)行。所有需要加密的點(diǎn)都需要以4D產(chǎn)品需求的基本滿足點(diǎn)為基礎(chǔ)，使其能夠適應(yīng)較為復(fù)雜的地理地勢。除此之外，POS系統(tǒng)的輔助光束法區(qū)域網(wǎng)主要涵蓋了四個(gè)高程檢查點(diǎn)，這時(shí)候難免出現(xiàn)殘差值，將會導(dǎo)致其值大于預(yù)期權(quán)限，因此，在檢測的過程中必須對加密精度嚴(yán)加把關(guān)。

第四，不同設(shè)備的測試區(qū)域內(nèi)，其密度周邊的布點(diǎn)光束法區(qū)域網(wǎng)平差值必須明確化。所有需要后期進(jìn)行檢測的點(diǎn)都必須要有對應(yīng)的物體點(diǎn)，以此對立體測量工作進(jìn)行保障。即使在檢測的過程中不可避免的存在誤差，但是引進(jìn)POS外方位元素誤差之后，就可以將值最大限度的接近實(shí)際值。這樣所加密的事項(xiàng)才能夠真實(shí)、客觀。

第五，常規(guī)光速區(qū)域網(wǎng)平差的準(zhǔn)確程度與整體地面控制系統(tǒng)的布設(shè)有著較為密切的聯(lián)系。假設(shè)地面控制點(diǎn)的分布距離超出了控制區(qū)域，那么就需要增加控制點(diǎn)，以保持原有的平衡性。此外，另一種加密技術(shù)GPS和POS輔助光束發(fā)只需要在所需要檢測的區(qū)域設(shè)置四個(gè)平高地面控制點(diǎn)就可以實(shí)現(xiàn)加密的目的，并且效果較為突出。

結(jié)語

伴隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展與進(jìn)步，現(xiàn)代航空攝影測量技術(shù)正逐漸應(yīng)用在各種地質(zhì)環(huán)境與地區(qū)的監(jiān)測之中，但在加密技術(shù)研究與應(yīng)用方面還需要進(jìn)一步的完善，本文針對三種加密方法進(jìn)行了研究得出，其能夠有效適應(yīng)目前國情的發(fā)展需要，但是還需要根據(jù)時(shí)代的具體需要進(jìn)一步的深化，因此，在未來的航空攝影測量技術(shù)的研發(fā)與使用方面，必須大膽創(chuàng)新，積極學(xué)習(xí)較為先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，借助信息化網(wǎng)絡(luò)將其不斷完善起來，以達(dá)到全面促進(jìn)航空攝影測量行業(yè)發(fā)展的目的。

[1]李德仁,鄭肇葆.解析攝影測量學(xué)[M].北京∶測繪出版社,1992

[2]袁修孝,朱武,武軍酈,等.無地面控制 GPS 輔助光束法區(qū)域網(wǎng)平差[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)·信息科學(xué)版, 2004, 29(10)∶852-857

[3]袁修孝,楊芬,趙青,等.機(jī)載POS 系統(tǒng)視準(zhǔn)軸誤差檢校[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)·信息科學(xué)版,2006, 31（12）∶1 039-1 043

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1007-6344（2015）03-0310-01