航空攝影測(cè)量影像定向的若干探討

蘇立紅（陜西國(guó)土測(cè)繪工程院，陜西　西安　710054）

航空攝影測(cè)量影像定向的若干探討

蘇立紅
（陜西國(guó)土測(cè)繪工程院，陜西西安710054）

隨著社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的的不斷發(fā)展，在我國(guó)的科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，一些先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)也先后問世，推動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。在航空領(lǐng)域內(nèi)，航空技術(shù)不斷提高的同時(shí)，帶來了一些航空攝影項(xiàng)目的實(shí)施，其目的是方便觀察我國(guó)各個(gè)區(qū)域內(nèi)的真實(shí)情況，對(duì)鎖定的目標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)的研究，對(duì)土地規(guī)劃及利用率等進(jìn)行深入探究。本文將對(duì)于航空攝影測(cè)量影像定向的情況進(jìn)行分析。

航空攝影；測(cè)量影像；定向；分析

對(duì)于目前我國(guó)的航空領(lǐng)域上所取得的成就而言，推動(dòng)一列的測(cè)量技術(shù)的發(fā)展。比如我們可以運(yùn)用航空技術(shù)進(jìn)行空間的定位、計(jì)算機(jī)信息的應(yīng)用以及發(fā)展新型的遙感技術(shù)等等。這些先進(jìn)科技的應(yīng)用，為我國(guó)的各大領(lǐng)域帶來了飛速的發(fā)展，使地圖的測(cè)繪更加精確及高速就是很好的效果。與此同時(shí)，在航空攝影測(cè)量影像定位技術(shù)上的的研究，也取得了一定的成就。下面我們將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的分析研究。

一、航空攝影測(cè)量影像定向技術(shù)

對(duì)于航空攝影測(cè)量影像定向來說，其主要的工作原理就是將所要獲取的地面目標(biāo)的空間位置固定下來，從而通過遙感影像技術(shù)對(duì)所控制的目標(biāo)進(jìn)行確切的定位。其先進(jìn)之處就是通過其技術(shù)可以快速的將目標(biāo)所在的空間方位進(jìn)行獲取。攝影測(cè)量的理念就是通過攝影相交的光束來定位地面上的點(diǎn)。使用此方法的同時(shí)，要與三個(gè)線元素與三個(gè)角元素兩種外方位元素共同作用。以我國(guó)目前的發(fā)展?fàn)顩r來看，各個(gè)區(qū)域的土地調(diào)查資料上顯示的成果與實(shí)際的數(shù)據(jù)有很大的不同，這對(duì)于土地的規(guī)劃及利用會(huì)有障礙。如果運(yùn)用傳統(tǒng)的攝影成圖技術(shù)將很難得到精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，不能滿足對(duì)于城市測(cè)繪的合理需要。

二、航空攝影測(cè)量影像定向技術(shù)的發(fā)展前景

在20世紀(jì)以前，人們很難得到精確的測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)于我國(guó)測(cè)量空間進(jìn)行定位，即使人們發(fā)明了雷達(dá)測(cè)高儀及激光斷面儀等技術(shù)，仍然不能滿足測(cè)量的需要，所呈現(xiàn)的結(jié)果也不夠準(zhǔn)確。在20世紀(jì)70年代的時(shí)候，技術(shù)人員就發(fā)明了全球定位系統(tǒng)，就是我們現(xiàn)在經(jīng)常涉及到的GPS技術(shù)，它的飛速發(fā)展，使技術(shù)人員可以通過攝影瞬間來確定所測(cè)目標(biāo)的空間位置，深入研究后，發(fā)現(xiàn)將GPS技術(shù)與空中的三角測(cè)量進(jìn)行結(jié)合的方法進(jìn)行測(cè)量。并使此技術(shù)得到了普遍的推廣。但是此種方法也存在著一定不足，其技術(shù)具有一定的苛刻性。城市大比例尺、條形區(qū)域等都很難進(jìn)性測(cè)量工作的實(shí)施。故在90年代后，國(guó)際的攝影測(cè)量界又研究了一種新型的技術(shù)，被稱為DGPS/IMU組合系統(tǒng)（POS系統(tǒng)）。并將該技術(shù)進(jìn)行廣泛的應(yīng)用，該項(xiàng)技術(shù)可以直接獲取攝影時(shí)的空間具體方位，以及在航空測(cè)量影像的空間定位技術(shù)上面。但是大量的數(shù)據(jù)與實(shí)地?cái)?shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，精確度還是不盡人意。

21世紀(jì)的到來，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，促使數(shù)字化的攝影測(cè)量技術(shù)發(fā)生了翻天覆地的變化，通過對(duì)航空攝影測(cè)量技術(shù)的參數(shù)進(jìn)行具體的分析研究，將航空攝影測(cè)量影像定位技術(shù)進(jìn)行確立。至此之后，研究人員先后將3S確定為主要的測(cè)量方式，4D產(chǎn)品作為輔助測(cè)量技術(shù)進(jìn)行測(cè)量工作的開展。并將此技術(shù)在航空攝影測(cè)量影像定向中廣泛實(shí)施。對(duì)于航空測(cè)量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行廣泛的傳播，并充分的加以利用，對(duì)于所建立的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行及時(shí)的研究與更新，把4D產(chǎn)品的生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)擴(kuò)大規(guī)模等問題是我們現(xiàn)在所需要重視的。同時(shí)推進(jìn)我國(guó)航空測(cè)量事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

三、我國(guó)航空攝影測(cè)量影像定向技術(shù)現(xiàn)在的狀況

對(duì)于我國(guó)航空事業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀來說，主要采用三種航空攝影測(cè)量模式，分別為常規(guī)化、GPS化、DGPS/IMU化等。這三種測(cè)量方式存在著本質(zhì)的區(qū)別，主要區(qū)別于航空影響的獲取方式及對(duì)于所要獲取的目標(biāo)進(jìn)行定位的方法。我們現(xiàn)在所運(yùn)用的航空攝影測(cè)量影像定位技術(shù)，就是依靠地面上諸多的控制點(diǎn)進(jìn)行加密從而進(jìn)行定向點(diǎn)的模擬。

由于GDPS/IMU技術(shù)所涉及的價(jià)格很高，但是通過其工作效率可直接將傳感器的六個(gè)外方位元素進(jìn)行精確測(cè)定，可滿足客戶端額需求，從而是客服感覺價(jià)格的合理性。想要進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理，首先我們需要利用地面參考技術(shù)將傳感器數(shù)據(jù)或目標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為一個(gè)完善的坐標(biāo)系統(tǒng)。

四、數(shù)字航攝儀DMC

數(shù)字航攝儀DMC是一種用于高精度、高分辨率航空攝影測(cè)量的數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)。DMC數(shù)字航空相機(jī)由四個(gè)全色傳感器和四個(gè)多波段傳感器組成。DMC航空相機(jī)通過四個(gè)多波段傳感器分別捕捉紅色、藍(lán)色、綠色及近紅外數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)在不同的光線條件下，通過改變曝光時(shí)間，確保影像質(zhì)量，其對(duì)地面分辨率可達(dá)到5cm。

低空數(shù)字航空攝影測(cè)量以2000萬(wàn)像素以上的小像幅數(shù)碼相機(jī)為傳感器，采用無人飛機(jī)進(jìn)行低空航攝，具有機(jī)動(dòng)、快速、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)能夠在短時(shí)間獲取局部區(qū)域的較高精度的高分辨率數(shù)字影像，且天氣及機(jī)場(chǎng)的依賴性小，已廣泛應(yīng)用于應(yīng)急保障、防災(zāi)減災(zāi)、地形測(cè)繪等領(lǐng)域。

五、航空攝影測(cè)量影像定向作業(yè)的要求及實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)代的航空攝影測(cè)量在作業(yè)上一般在航空攝影、地面控制和內(nèi)業(yè)測(cè)繪上有一定的要求。在采用GPS航空攝影測(cè)量時(shí)一般會(huì)將動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)與航攝儀固聯(lián)以提高影像獲取的質(zhì)量。

一般在采用DGPS/IMU航空攝影測(cè)量時(shí)，都會(huì)在航攝儀上安裝POS系統(tǒng)。根據(jù)不同的情況要選擇不同的地面控制方案，以獲得最佳的加密點(diǎn)坐標(biāo)和像片外方位元素。僅僅是在DGPS/IMU航空攝影測(cè)量直接對(duì)地目標(biāo)定位方法中探討如何利用POS系統(tǒng)獲取的影像定向參數(shù)進(jìn)行模型恢復(fù)的有關(guān)理論和方法。攝影測(cè)量加密和直接對(duì)地目標(biāo)定位是航空攝影測(cè)量幾何定位的兩種方式。

結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)航空事業(yè)的飛速發(fā)展，航空攝影測(cè)量影像定向技術(shù)通過不斷的研究與完善，其廣泛的應(yīng)用將使其更加的成熟穩(wěn)定。對(duì)其進(jìn)行很好的應(yīng)用將能幫助我們更好的了解我們所處的地理環(huán)境、資源利用情況、土地規(guī)劃狀態(tài)等，地球的千姿百態(tài)將促使我們低于其深入的研究，這就要求技術(shù)人員對(duì)于航空攝影測(cè)量影像定向技術(shù)持續(xù)研究，更好的發(fā)展該項(xiàng)技術(shù)。

[1]袁修孝.POS數(shù)據(jù)用于立體模型恢復(fù)時(shí)的上下視差分析[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版），2012（10）：90-92.

[2]明洋.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)，2012（12）：10-12.

[3]謝酬.基于已知定向參數(shù)影像的光束法區(qū)域網(wǎng)平差[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（信息科學(xué)版），2012（11）：51-56.

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