傾斜航空攝影技術(shù)設(shè)計(jì)與成果質(zhì)量檢驗(yàn)

畢 凱,趙俊霞,丁曉波,劉 飛，3

(1. 國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心，北京 100830; 2. 中測(cè)新圖(北京)遙感技術(shù)有限責(zé)任公司，北京 100039；3. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，江蘇 徐州 221116)

傾斜航空攝影技術(shù)設(shè)計(jì)與成果質(zhì)量檢驗(yàn)

畢 凱1,趙俊霞1,丁曉波2,劉 飛2，3

(1. 國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心，北京 100830; 2. 中測(cè)新圖(北京)遙感技術(shù)有限責(zé)任公司，北京 100039；3. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，江蘇 徐州 221116)

在分析傾斜航攝相機(jī)有關(guān)問(wèn)題的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有框幅式數(shù)字航空攝影規(guī)范和航攝成果質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)程，詳細(xì)闡述了傾斜航空攝影技術(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容，首次總結(jié)了傾斜航空影像飛行質(zhì)量與數(shù)據(jù)質(zhì)量的重點(diǎn)檢查內(nèi)容與指標(biāo)，探討了傾斜航攝影像的數(shù)據(jù)整理方法，為開(kāi)展傾斜航空攝影項(xiàng)目設(shè)計(jì)、驗(yàn)收與資料歸檔管理提供了參考。

傾斜航空攝影; 傾斜角度; 傾斜影像分辨率; 質(zhì)量檢查; 數(shù)據(jù)編號(hào)

傳統(tǒng)航空攝影均是垂直攝影，在拍攝瞬間相機(jī)主光軸垂直于目標(biāo)物頂部，以方便獲取地面目標(biāo)物頂部的影像信息，航攝成果多以制作正射影像圖為主要用途。但是因其不具備獲取建筑物側(cè)面紋理的能力，因此無(wú)法滿足實(shí)景三維影像圖的生產(chǎn)需要。與傳統(tǒng)垂直攝影的影像相比，傾斜影像相機(jī)主光軸與鉛垂線呈一定夾角，一次航空攝影既能獲取目標(biāo)物頂部的信息，也能獲取建筑物側(cè)面的紋理信息，是制作高精度、高逼真、可量測(cè)三維實(shí)景影像的主要技術(shù)手段，具有廣泛的應(yīng)用前景[1-3]。近年來(lái)，傾斜航空攝影技術(shù)已經(jīng)在國(guó)家基礎(chǔ)航空攝影項(xiàng)目中成功應(yīng)用，有關(guān)企業(yè)利用多款傾斜航空攝影裝備獲取了多個(gè)城市地區(qū)的傾斜航空影像。

現(xiàn)階段，由于缺乏傾斜航空攝影及成果質(zhì)量檢驗(yàn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，傾斜航空攝影技術(shù)設(shè)計(jì)、質(zhì)量檢驗(yàn)主要參考框幅式航空攝影的相關(guān)規(guī)范，不僅無(wú)法體現(xiàn)傾斜航空攝影的技術(shù)特點(diǎn)，而且有些重要的技術(shù)指標(biāo)兩者有著很大區(qū)別，不能替代。因此，如何開(kāi)展傾斜航空攝影技術(shù)設(shè)計(jì)，如何檢查傾斜航空攝影影像質(zhì)量，如何進(jìn)行傾斜影像的資料整理，成為當(dāng)前急需解決的問(wèn)題。

本文針對(duì)傾斜航空攝影的技術(shù)特點(diǎn)，以5鏡頭傾斜航空攝影為例，深入分析傾斜航空攝影數(shù)碼相機(jī)的有關(guān)問(wèn)題，闡述傾斜航空攝影技術(shù)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)分析傾斜航空影像質(zhì)量檢查的內(nèi)容與指標(biāo)要求，并提出傾斜航空影像資料整理的建議。

1 傾斜航空攝影數(shù)碼相機(jī)的有關(guān)問(wèn)題

1.1 數(shù)碼相機(jī)相對(duì)位置

傾斜航攝儀集成一個(gè)下視相機(jī)和多個(gè)傾斜相機(jī)，中央一個(gè)垂直對(duì)地觀測(cè)，獲取垂直影像，于該相機(jī)4個(gè)正交方位分別以一定的傾角放置一個(gè)相機(jī)。

由于傾斜航攝儀拍攝模式的特殊性，相機(jī)間的相對(duì)關(guān)系對(duì)于地物覆蓋范圍、傾斜影像分辨率變化范圍、相鄰曝光點(diǎn)影像重疊度、集成系統(tǒng)空間尺寸乃至后續(xù)數(shù)據(jù)處理算法都會(huì)產(chǎn)生影響，因此確定相機(jī)間排布模式是首要解決的問(wèn)題之一。針對(duì)多種排布可能，通過(guò)對(duì)地物覆蓋范圍、傾斜影像分辨率等因素進(jìn)行計(jì)算與仿真，確定較優(yōu)的排布模式為下視影像長(zhǎng)邊跨航線、前視、后視影像長(zhǎng)邊跨航線、左視、右視影像短邊跨航線。5相機(jī)觀測(cè)視野如圖1所示。

圖1 傾斜航空相機(jī)相對(duì)位置

則側(cè)視相機(jī)的分辨率概算為

1.2 相機(jī)安裝傾角、視場(chǎng)角與分辨率的關(guān)系

相機(jī)選擇是影像獲取的關(guān)鍵因素之一，決定了所獲取影像質(zhì)量的好壞(如影像分辨率、成像的幾何精度等)和攝影交會(huì)角的大小(與相機(jī)視場(chǎng)角和攝影方式有關(guān))，將直接影響最終的量測(cè)精度。

根據(jù)垂直影像GSD計(jì)算公式

GSD=δ×h/f

結(jié)合傾斜相機(jī)主光軸旋轉(zhuǎn)角度，由圖2可以得出傾斜影像中心點(diǎn)、近地點(diǎn)與遠(yuǎn)地點(diǎn)的大致分辨率。設(shè)傾斜影像中心點(diǎn)、近點(diǎn)和遠(yuǎn)點(diǎn)分辨率分別為GSDmid、GSDtop、GSDbotton，計(jì)算公式如下

1950—1970年，中南佛州工程共實(shí)施了20年。該項(xiàng)工程主要包括五項(xiàng)內(nèi)容：一是河道整治，二是胡佛壩的加固與加高，三是修建了多個(gè)地表存水區(qū)，四是大范圍修建防護(hù)堤，五是建設(shè)排水渠網(wǎng)及入海處防止海水入侵結(jié)構(gòu)物。共修建了1 700 km運(yùn)河、約1 200 km堤壩、200座控水建筑物、15座主要泵站等。

(1)

(2)

(3)

式中，δ為CCD單像元大?。籬為飛行高度；f為相機(jī)焦距；αy為傾角；βy=arctan(b/f)為視場(chǎng)角的一半。傾斜影像的幾何關(guān)系如圖2所示。

圖2 傾斜影像的幾何關(guān)系

2.4 分區(qū)覆蓋設(shè)計(jì)

這樣一來(lái)，廣泛意義的“道家思想”在《文》一書(shū)中就有了多種體現(xiàn)，如引用(化用)道家典故、語(yǔ)句和思想，引用(化用)代表人物名字、著作名稱及名詞概念等。為了能更突出的顯示道家思想對(duì)《文》的影響，此處忽略“引用(化用)代表人物名字、著作名稱及名詞概念”的情況，不計(jì)入統(tǒng)計(jì)范圍，也不作過(guò)多冗贅，僅在第二部分簡(jiǎn)單分析。為明確觀察，現(xiàn)逐一將《文》中引用(化用)道家典故、語(yǔ)句的情況摘錄如下：

通過(guò)幾年的治理，項(xiàng)目規(guī)模大，質(zhì)量高。坡改梯工程布局合理，路溝池凼配套齊全，梯坎牢固，梯面平整，土層深厚。經(jīng)果林、水保林適地適樹(shù)，工程整地，栽植規(guī)范，成活率高，苗木長(zhǎng)勢(shì)喜人。先后涌現(xiàn)出開(kāi)縣津關(guān)溪小流域五壩坡改梯、五壩柑橘園、津關(guān)沼氣工程，周家溝小流域桑坪坡改梯、毛成油桃園和沿江溪小流域?qū)氊S梨園、寶豐水保林、中山農(nóng)村飲水工程等規(guī)模大、質(zhì)量高的治理工程（治理點(diǎn)）。

相機(jī)傾角指傾斜放置相機(jī)主光軸與垂直放置相機(jī)主光軸在它們所確定的平面內(nèi)所形成的夾角。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及模擬測(cè)試，當(dāng)傾角在40°～50°之間時(shí)，所獲得的影像更接近人眼對(duì)立面紋理信息的真實(shí)視覺(jué)體驗(yàn)，此范圍角度一般為攝影測(cè)量大傾角范圍。

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(5)

(6)

由此可見(jiàn)，除飛行高度、焦距、像素大小之外，傾角也是影響傾斜影像GSD的一個(gè)重要因素。傾角越小，其遠(yuǎn)點(diǎn)的分辨率越高，近點(diǎn)、遠(yuǎn)點(diǎn)GSD差異也就越小，GSD指標(biāo)的控制也是影響傾角設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵因素。通常，獲取的傾斜影像與垂直影像中心點(diǎn)地面分辨率應(yīng)相當(dāng)，傾斜影像的最小分辨率不宜超過(guò)垂直影像分辨率的3倍。

1.3 傾斜航攝相機(jī)的選擇

對(duì)于糧食倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)而言，存貨成本的有效管理能夠起到降低成本、提高盈利空間的作用。企業(yè)應(yīng)主動(dòng)發(fā)現(xiàn)存在于自身存貨成本管理方面的問(wèn)題，借助現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)手段，對(duì)企業(yè)內(nèi)外部資源進(jìn)行整合利用，強(qiáng)化預(yù)算、倉(cāng)儲(chǔ)、物流等方面的科學(xué)性、有效性、可控性和可靠性，提升企業(yè)的存貨成本管理水平。

垂直和傾斜影像的地面分辨率是傾斜航攝儀最為直觀與重要的參數(shù)之一，也是直接決定后續(xù)三維建模質(zhì)量的關(guān)鍵因素。傾斜影像自動(dòng)空三時(shí)，為了保證量測(cè)點(diǎn)的精度，應(yīng)盡量保證不同影像的分辨率一致，從而側(cè)視影像需要裁掉遠(yuǎn)端和近端分辨率差異過(guò)大的部分，但同時(shí)為了保證影像的重疊度，航線設(shè)計(jì)時(shí)需要顧及側(cè)視影像的分辨率[4]。因此需對(duì)垂直與傾斜視角的影像分辨率進(jìn)行組合分析。

如何搭配下視相機(jī)與傾斜相機(jī)的焦距，是影像獲取的另一個(gè)關(guān)鍵因素。目前，通常可選用的相機(jī)焦距在50～120 mm之間。焦距較長(zhǎng)的相機(jī)，視場(chǎng)角小，可以獲取更多的影像紋理；焦距較短的相機(jī)，視場(chǎng)角大，影像變形也越厲害。選擇組合相機(jī)焦距時(shí)，需要整體考慮下視相機(jī)焦距和側(cè)視相機(jī)焦距的組合選擇。

一般情況下，選擇下視相機(jī)的GSD應(yīng)與側(cè)視相機(jī)的GSDmid相當(dāng)

(7)

即

(8)

式中，α為傾角。當(dāng)傾角設(shè)置為45°時(shí)，一般情況下側(cè)視相機(jī)的焦距宜為下視相機(jī)焦距的1.4倍。因此，傾斜攝影時(shí)一般選用側(cè)視相機(jī)的焦距比下視相機(jī)的焦距要長(zhǎng)。

1.4 平臺(tái)檢校

平臺(tái)檢校的過(guò)程是解算多視相機(jī)相對(duì)關(guān)系的過(guò)程，是獲取側(cè)視相機(jī)相對(duì)于下視相機(jī)攝影中心的相對(duì)位置關(guān)系。由于現(xiàn)有空三軟件處理大傾角影像比較困難，實(shí)際作業(yè)時(shí)可預(yù)先解算下視相機(jī)的外方位元素，通過(guò)獲知側(cè)視相機(jī)與下視相機(jī)的相對(duì)關(guān)系，從而推算側(cè)視相機(jī)影像的外方位元素[5-6]。

以5鏡頭傾斜航攝儀為例，利用光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量的原理，從影像所覆蓋范圍內(nèi)若干控制點(diǎn)的已知地面坐標(biāo)和相應(yīng)點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)出發(fā)，根據(jù)共線方程解求4個(gè)側(cè)視相機(jī)相對(duì)于下視相機(jī)的位置和姿態(tài)參數(shù)。

1.5 傾斜影像有效像幅

傾斜影像由于其大傾角特性，導(dǎo)致影像邊緣的分辨率較低，地物變形較大，不滿足使用要求，因此在實(shí)際處理過(guò)程中將會(huì)對(duì)其進(jìn)行裁減，裁減后可用的像幅稱為傾斜影像有效像幅，有效像幅界定標(biāo)準(zhǔn)為影像內(nèi)GSD達(dá)到指標(biāo)要求的影像范圍，并且在滿足航線設(shè)計(jì)要求下所有傾斜影像的有效像幅聯(lián)合起來(lái)能覆蓋到整個(gè)測(cè)區(qū)。有效像幅占傾斜影像原始像幅的比例越大則相機(jī)參數(shù)的設(shè)計(jì)越合理。

2 傾斜航空攝影技術(shù)設(shè)計(jì)

2.1 航攝時(shí)間選擇設(shè)計(jì)

傾斜航空攝影技術(shù)設(shè)計(jì)在地面分辨率選擇、航高計(jì)算等方面沿用了框幅式數(shù)碼相機(jī)航空攝影的設(shè)計(jì)思路和內(nèi)容[7]；在航攝時(shí)間選擇、航攝分區(qū)劃分、影像重疊度與航線敷設(shè)設(shè)計(jì)、分區(qū)覆蓋等方面，傾斜航空攝影與框幅式數(shù)碼航空攝影存在差異。

傾斜航空攝影的對(duì)象通常是高層建筑密集的城市地區(qū)和高差較大的陡峭山區(qū)，因此航空攝影時(shí)需要特別注意太陽(yáng)高度角及出現(xiàn)陰影，陰影太大會(huì)直接影響影像處理的效果。太陽(yáng)高度角推算攝區(qū)的攝影時(shí)間參考公式為

(9)

(10)

式中，tθ為太陽(yáng)時(shí)角，單位為(°)；hθ為太陽(yáng)高度角，單位為(°)；δθ為攝影日期的太陽(yáng)赤緯，單位為(°)；φ為攝區(qū)的平均地理緯度，單位為(°)；Tφ為攝區(qū)地方時(shí)，單位為時(shí)。

船舶軸系校中技術(shù)分為靜態(tài)校中和動(dòng)態(tài)校中兩種。靜態(tài)校中技術(shù)又可分為直線校中、軸承上允許負(fù)荷校中和軸系合理校中三種方法。在船舶修理和建造過(guò)程中，軸系用直線校中時(shí)常采用三種方法，即用光學(xué)儀器校中法、按連接法蘭上規(guī)定的偏中值校中法和用樣軸校中法。

為便于后期影像判讀與處理，建議高差特大的陡峭山區(qū)或高層建筑物密集的大城市要求在正午前后1 h內(nèi)進(jìn)行航空攝影，陰影倍數(shù)不大于1倍。

2.2 地面分辨率與航攝分區(qū)設(shè)計(jì)

傾斜航空攝影為了體現(xiàn)真實(shí)紋理的三維實(shí)景影像，多選擇建城區(qū)或有較大高差的區(qū)域作為攝區(qū)，具有航攝面積小、影像分辨率高的突出特點(diǎn)。一般情況下優(yōu)于0.2 m，最高甚至可達(dá)0.03 m。在地面分辨率選擇、航高選擇與劃分航攝分區(qū)時(shí)，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn)：

(1) 利用下視影像進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測(cè)繪產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)，地面分辨率選擇需要嚴(yán)格遵循框幅式數(shù)字航空攝影規(guī)范的要求，1∶500比例尺不超過(guò)8 cm，1∶1000比例尺在8～10 cm之間，1∶2000比例尺在15～20 cm之間；航攝時(shí)需要顧及地表高差影響，高差(包含建筑物)大于1/4相對(duì)航高時(shí)，建議分區(qū)進(jìn)行航攝。如能確保航線在直線性的情況下，分區(qū)的跨度應(yīng)盡量劃大。

(2) 僅生產(chǎn)實(shí)景三維影像數(shù)據(jù)時(shí)，可根據(jù)三維影像的目視效果合理設(shè)置地面分辨率。由于高差影響，攝區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的分辨率、重疊度有較大變化。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在滿足最高點(diǎn)重疊度的前提下，最高點(diǎn)、最低點(diǎn)與基準(zhǔn)面分辨率不超過(guò)1.5倍為宜。如果超過(guò)1.5倍，建議分區(qū)進(jìn)行航攝。

2.3 影像重疊度與航線敷設(shè)設(shè)計(jì)

在建筑物密集的城市地區(qū)傾斜攝影獲取的影像存在嚴(yán)重的地物遮擋現(xiàn)象，為了獲取全方位無(wú)信息盲點(diǎn)的傾斜影像，同時(shí)也為了多視影像的整體平差效果，應(yīng)采取大重疊的影像獲取方式。影像重疊度以下視相機(jī)為基礎(chǔ)，與垂直攝影重疊度設(shè)計(jì)不同，傾斜航攝下視相機(jī)的航向重疊度一般不小于70%，也不宜過(guò)大，以80%以內(nèi)為宜；旁向重疊度建議在50%～80%之間，可與航向重疊度相同。

以SWDC-5相機(jī)為例，當(dāng)傾角為45°，視場(chǎng)角為40°，βy=20°，f下視=50 mm，f側(cè)視=80 mm時(shí)，按照下視相機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)GSD=0.08 m時(shí)，H=666 m。

根據(jù)側(cè)視相機(jī)傾斜角度和視場(chǎng)角的關(guān)系，航向和旁向覆蓋超區(qū)分區(qū)邊界線理論值計(jì)算公式為

(11)

式中，P為航向或旁向重疊度；θ為傾角；β為視場(chǎng)角。

在實(shí)際飛行中，由于大氣等各因素的影響，航向或旁向覆蓋超出邊界線的實(shí)際值一般按照基線數(shù)=理論值+2、航線數(shù)=理論值+1進(jìn)行計(jì)算。

就拿言情小說(shuō)和武俠小說(shuō)來(lái)說(shuō)，一般讀書(shū)是為了追逐故事情節(jié)而讀，在閱讀的過(guò)程很少思考，以瀏覽了解為主，可以說(shuō)是淺閱讀。但也有特別愛(ài)好者，會(huì)鉆研里面的情節(jié)、語(yǔ)言及人物形象，甚至于還有人會(huì)自己琢磨它寫(xiě)法，自己也學(xué)習(xí)寫(xiě)小說(shuō)。這些都是需要深入研讀的。同樣，如果以敷衍或者簡(jiǎn)單了解的態(tài)度，來(lái)閱讀經(jīng)典名著，可以稱之為深閱讀嗎？在一個(gè)以故事情節(jié)為主線的閱讀者心中，紅樓夢(mèng)和言情小說(shuō)并沒(méi)有什么太大區(qū)別。所以，依據(jù)閱讀的客體來(lái)判斷深淺閱讀也是非常不合理的。

當(dāng)傾斜角為45°，視場(chǎng)角為40°、52°，航向和旁向重疊度均設(shè)計(jì)為70%時(shí)，超區(qū)分區(qū)邊界線的理論值計(jì)算為5和4，即航攝時(shí)航帶內(nèi)超出7條基線，攝區(qū)范圍外側(cè)需要超出5條航線。

2.5 檢校場(chǎng)航攝設(shè)計(jì)

在IMU/DGPS輔助航空攝影測(cè)量時(shí)，需要借助飛行檢校場(chǎng)的方法實(shí)現(xiàn)慣性坐標(biāo)系下的直接測(cè)量數(shù)據(jù)(位置數(shù)據(jù)X、Y、Z和姿態(tài)數(shù)據(jù)pitch、roll、yaw)到攝影測(cè)量坐標(biāo)系下的精確外方位元素位置數(shù)據(jù)(X′，Y′，Z′)和姿態(tài)數(shù)據(jù)(φ，ω，κ)的轉(zhuǎn)換，以獲得高精度的像片外方位元素，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)或極少地面控制的航片定向和測(cè)圖[8-9]。

檢校場(chǎng)區(qū)域選擇應(yīng)考慮以下因素：一是地勢(shì)盡量平坦；二是盡量避開(kāi)水域范圍；三是盡量避免大面積植被覆蓋；四是盡量避免有特大密集型建筑群。

以RCD30傾斜數(shù)碼航攝儀為例，航線敷設(shè)時(shí)，可采取井字形飛行方案。每條航線均十字交叉來(lái)回飛行1次，共計(jì)8條航線。設(shè)計(jì)航高可與分區(qū)作業(yè)高度相同，可設(shè)置航向和旁向重疊80%以上。傾斜航空攝影平臺(tái)檢校飛行示意圖如圖3所示。

圖3 傾斜航空攝影平臺(tái)檢校飛行示意圖

此外，采用其他傾斜航攝儀執(zhí)行時(shí)，若攝區(qū)航向和旁向重疊均不小于80%，可挑選2～3條正常航線的航片作為檢校場(chǎng)飛行航線。

作為21世紀(jì)的女生，我深刻明白一個(gè)道理，人氣都是被捧出來(lái)。自怨自艾地寫(xiě)幾首詩(shī)，還玩匿名，放在水中漂流而下，就是李白也紅不了。要讓別人承認(rèn)你才女的名聲，得制造轟動(dòng)效應(yīng)，名人效應(yīng)+坊間八卦+美女經(jīng)濟(jì)。

我們可以看到譯文2將譯文1中表達(dá)事物過(guò)程的功能成分隱喻為由該動(dòng)詞派生而來(lái)的形容詞，這是韓禮德十三種概念隱喻類型的第五種。具體的過(guò)程被隱喻化為性質(zhì)，從而使內(nèi)在的邏輯關(guān)系體現(xiàn)得更為明確、表達(dá)更加嚴(yán)謹(jǐn)。同時(shí)，與譯文2對(duì)比，譯文1對(duì)于專業(yè)名詞的處理也不是特別正確，因此，在平時(shí)的學(xué)習(xí)中專業(yè)學(xué)習(xí)者一定要積累相關(guān)的英文表達(dá)，查詢專業(yè)的詞典，切忌胡亂翻譯。

3 傾斜航空影像成果質(zhì)量檢查要求

3.1 影像重疊度檢查

由于傾斜航空影像采取多視匹配的算法進(jìn)行空三加密處理，要求影像重疊度大才能匹配更多的同名點(diǎn)。一般情況下，傾斜攝影時(shí)下視相機(jī)的影像設(shè)計(jì)航向重疊度應(yīng)不小于70%，但航向重疊度也不宜過(guò)大，如果重疊過(guò)大，一方面會(huì)造成攝影基線變得更短，不僅影響測(cè)圖精度也會(huì)降低效率，另一方面基線變短會(huì)增加影像旋偏角超限的可能，一般在70%～80%之間為宜；下視影像旁向重疊度一般應(yīng)設(shè)計(jì)為50%～80%，最低不低于30%；側(cè)視影像航向重疊度不低于53%。

3.2 影像傾斜角檢查

依據(jù)機(jī)載POS數(shù)據(jù)檢查下視相機(jī)的傾斜角度。由于下視相機(jī)是垂直攝影，影像傾斜角按照現(xiàn)有大比例尺航空攝影規(guī)范執(zhí)行，即一般不大于2°，若下視影像需進(jìn)行測(cè)圖處理時(shí)最大不應(yīng)超過(guò)4°[10]。

“2018陜西百?gòu)?qiáng)企業(yè)”，是按照國(guó)際通行的方式，參照中國(guó)500強(qiáng)企業(yè)排序辦法，堅(jiān)持公平公開(kāi)公正等原則，依據(jù)企業(yè)2017年度營(yíng)業(yè)收入，在企業(yè)自愿申報(bào)的基礎(chǔ)上進(jìn)行排序，并經(jīng)“陜西省百?gòu)?qiáng)企業(yè)審定委員會(huì)”審定后產(chǎn)生的?，F(xiàn)將排序名單予以公布。

傾斜航空影像由于重疊度大，基線短，飛機(jī)姿態(tài)稍有變化即可能導(dǎo)致旋偏角超限。按照成圖要求，下視相機(jī)的像片旋偏角一般不大于25°。根據(jù)作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，在只建模不測(cè)圖的情況下，旋偏角不大于35°或抽片后旋偏角最大不大于25°即可，但需確保像片航向和旁向重疊度滿足要求[11-13]。

3.4 攝區(qū)、分區(qū)覆蓋保證檢查

傾斜攝影為了保證攝區(qū)外側(cè)也能獲取影像，攝區(qū)邊界覆蓋較垂直攝影大。按照2.4節(jié)公式計(jì)算分區(qū)覆蓋超出邊界線的基線數(shù)和航線數(shù)的理論值與實(shí)際值。實(shí)際航攝過(guò)程中，一般可在航線旁向方向測(cè)區(qū)邊界范圍外增加4～5條航線，以保證左視和右視鏡頭影像均覆蓋全測(cè)區(qū)范圍；在航線航向方向測(cè)區(qū)邊界范圍外，每條航線延長(zhǎng)1.5km以上，以保證前視和后視鏡頭影像均能覆蓋全測(cè)區(qū)范圍。

3.5 航線彎曲度與航高保持檢查

3.3 影像旋偏角檢查

攝區(qū)航線彎曲度可依照框幅式數(shù)字航空攝影規(guī)范執(zhí)行[7]，航線彎曲度一般不大于1%，當(dāng)航線長(zhǎng)度小于5000m時(shí)，航線彎曲度最大不大于3%。由于傾斜航空攝影的航高一般小于1000m，因此在航高保持方面要求同一航線上相鄰像片的航高差不大于30m，最大航高與最小航高之差不大于50m，分區(qū)內(nèi)實(shí)際航高與設(shè)計(jì)航高之差不大于50m。

3.6 影像質(zhì)量檢查

影像質(zhì)量檢查與傳統(tǒng)垂直攝影的要求一致，除云、云影、煙、霧、反光等檢查項(xiàng)外，還需檢查影像像點(diǎn)位移，確保在曝光瞬間造成的像點(diǎn)位移不大于1個(gè)像素[14]。

4 傾斜航空影像的數(shù)據(jù)整理

傾斜航空影像的數(shù)據(jù)整理與《數(shù)字航空攝影規(guī)范 第1部分：框幅式數(shù)字航空攝影》中7.1中關(guān)于文檔資料整理的要求有所不同，傾斜攝影有多個(gè)相機(jī)，因此在相機(jī)相對(duì)位置關(guān)系、像片數(shù)據(jù)編號(hào)、文件存儲(chǔ)及激光打印輸出等部分存在差異。

4.1 相機(jī)相對(duì)關(guān)系說(shuō)明

針對(duì)多鏡頭傾斜航空攝影，提交資料時(shí)需增加相機(jī)相對(duì)關(guān)系的說(shuō)明文件。以5鏡頭為例，表示了傾斜數(shù)字航攝儀各子相機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系，同時(shí)影像上方采用箭頭標(biāo)明與飛行方向的關(guān)系。相機(jī)相對(duì)關(guān)系說(shuō)明如圖4所示。

圖4 相機(jī)相對(duì)關(guān)系說(shuō)明示意圖

4.2 數(shù)據(jù)命名

下視影像可按照國(guó)家基礎(chǔ)航空攝影資料整理的規(guī)則命名。側(cè)視影像命名時(shí)需參照飛行方向，將4鏡頭分別命名為國(guó)家基礎(chǔ)航空攝影資料整理12位+1位，最后一位定義相機(jī)相對(duì)于垂直相機(jī)的位置，如沿飛行方向，下視相機(jī)前的影像的最后一位編號(hào)為F(front)，下視相機(jī)后、左、右側(cè)的影像的最后一位編號(hào)分別為B(back)、L(left)和R(right)。傾斜影像命名如圖5所示。

圖5 傾斜攝影影像命名示意圖

(1) 一般以飛行方向?yàn)榫幪?hào)的增長(zhǎng)方向。

摸摸脖子，脖子冰涼。翻翻衣兜，衣兜里空空如也。那里本應(yīng)該有一沓嶄新的老頭票子來(lái)著。但是他找錯(cuò)了人。不但錢(qián)沒(méi)撈著，還挨了頓臭揍……

(2) 同一航線內(nèi)的影像編號(hào)不允許重復(fù)。

(3) 由于傾斜攝影面積較小，單條航線長(zhǎng)度一般不長(zhǎng)，像片數(shù)一般不會(huì)超過(guò)1000張，因此影像編號(hào)采用流水號(hào)3位數(shù)字，當(dāng)有補(bǔ)飛航線時(shí)，補(bǔ)飛航線的影像流水號(hào)在原流水號(hào)基礎(chǔ)上加500。

4.3 文件存儲(chǔ)

5鏡頭獲取的影像分為5個(gè)文件夾分別存儲(chǔ)。每個(gè)文件夾命名時(shí)，在原有基礎(chǔ)上+字母(L(左)、R(右)、F(前)、B(后))。

4.4 激光打印輸出

根據(jù)國(guó)家航空遙感影像獲取成果資料整理的有關(guān)要求，為了便于數(shù)據(jù)檢查和滿足歸檔需要，下視影像需要激光打印輸出成紙質(zhì)相片。與傳統(tǒng)垂直攝影相比，傾斜攝影由于分辨率高、重疊度大，造成相片數(shù)量驟增。如面積為100km2的攝區(qū)，但下視相機(jī)的影像數(shù)量就可能超過(guò)12 000張。如此大量的相片給檢查、歸檔造成一定的困難。

對(duì)于螺栓預(yù)緊過(guò)程的評(píng)價(jià)主要包含兩個(gè)方面，一個(gè)是預(yù)緊過(guò)程中螺栓的受力情況，一個(gè)是預(yù)緊過(guò)程中上下法蘭的相對(duì)變形量。

由于傾斜航攝時(shí)旁向重疊度設(shè)計(jì)較大，隔航線的重疊度也至少大于20%。因此，在下視相片激光打印輸出時(shí)可采取隔航線輸出的方式，即抽航線進(jìn)行打印輸出，但不建議航線內(nèi)抽片輸出。

大規(guī)模配電網(wǎng)下負(fù)荷轉(zhuǎn)供問(wèn)題的解空間中可行解過(guò)多，不少研究曾考慮如何降低解空間的維度。文獻(xiàn)[9]提出了基于公共信息模型(CIM)的故障點(diǎn)隔離和非故障區(qū)域負(fù)荷恢復(fù)最大的轉(zhuǎn)供能力算法，基于模型的等效來(lái)降低問(wèn)題的規(guī)模，大大減少了解空間可行解的個(gè)數(shù)。文獻(xiàn)[7]基于供電區(qū)域邊界選擇、拓?fù)浜?jiǎn)化與連通性約束來(lái)縮減解空間的可行解。文獻(xiàn)[5]考慮孤島運(yùn)行備用容量約束、無(wú)電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行約束、支路潮流及節(jié)點(diǎn)電壓約束來(lái)降低解空間的維度。文獻(xiàn)[10]通過(guò)考慮功率平衡、DG孤島個(gè)數(shù)和配電網(wǎng)內(nèi)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的約束縮減了解空間的可行解。

作文是對(duì)生活的寫(xiě)照，其寫(xiě)作內(nèi)容一切來(lái)源于生活，因此要學(xué)生立足于生活，培養(yǎng)其觀察能力是很重要的。在寫(xiě)一個(gè)事物前，要學(xué)生去親身體驗(yàn)一下事物的氛圍，捕捉有關(guān)事物的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，然后再讓學(xué)生書(shū)寫(xiě)這個(gè)事物。例如，要學(xué)生寫(xiě)作“春雨”這篇作文時(shí)，就可以通過(guò)采用上述方法。在寫(xiě)作前，老師通過(guò)天氣預(yù)報(bào)，了解到哪天要下雨，然后再布置寫(xiě)作內(nèi)容；接著讓學(xué)生在下春雨時(shí)去不同地方觀察，讓他們親身感受一下在花朵下、在樹(shù)林中、在大路上、在操場(chǎng)上、在窗戶下雨水的不同，近距離感受一下自然中春雨的聲音，觀察一下自然中春雨的變化，這樣讓學(xué)生在自然中尋找寫(xiě)作靈感，獲得寫(xiě)作素材，寫(xiě)作“春雨”這篇文章就變得容易了。

5 結(jié) 論

通過(guò)理論分析，結(jié)合實(shí)際作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，可以得出以下結(jié)論：

(1) 建議在情況允許時(shí)，側(cè)視相機(jī)選用焦距較長(zhǎng)的相機(jī)，減小視場(chǎng)角，以獲取更多的影像紋理。

(2) 與垂直攝影相比，傾斜航空攝影影像重疊度可適當(dāng)放寬要求，如規(guī)定重疊度要求在70%～75%之間，但最小不小于53%，能夠保證下視影像進(jìn)行空三即可。

(3) 由于傾斜攝影基線短，飛機(jī)姿態(tài)不穩(wěn)定，易造成旋偏角超限，在檢查傾斜影像旋偏角時(shí)可適當(dāng)放寬要求。根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果，在僅生產(chǎn)實(shí)景三維影像不測(cè)圖時(shí)，可放寬至35°或抽片后達(dá)到垂直航空攝影質(zhì)檢要求即可。

(4) 經(jīng)過(guò)實(shí)際生產(chǎn)建模試驗(yàn)得知，傾斜攝影時(shí)，下視影像只要不出現(xiàn)相對(duì)漏洞，滿足正常空三加密要求，側(cè)視影像只要沒(méi)有飛行漏洞，能夠提取影像紋理，都可以呈現(xiàn)立體景觀模型和實(shí)地的3D影像圖。但如果要求成果精度高，則建議分辨率、重疊度、旋偏角等核心技術(shù)指標(biāo)要保守設(shè)計(jì)，飛行時(shí)需更加嚴(yán)格地執(zhí)行規(guī)范要求。

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Technical Design and Product Quality Inspection of Oblique Aerial Photography

BI Kai1,ZHAO Junxia1,DING Xiaobo2,LIU Fei2,3

(1. National Geomatics Center of China, Beijing 100830, China; 2. China TopRS Technology Co. Ltd., Beijing 100039, China; 3. China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China)

Based on the analysis of the problems of the oblique aerial camera, combined with the existing frame digital aerial photography specification and the technical regulations for quality inspection and acceptance of aerial photography results, this paper analyzes and elaborates of the oblique aerial photography technology design content in detail, summarizes the key items of the flight quality and data quality of oblique aerial image for the first time, discusses the data processing method of oblique aerial photographic image， provides reference for the design, acceptance and data archive management of inclined oblique aerial photography project.

oblique aerial photography; oblique angle; oblique image resolution; quality inspection; data number

畢凱,趙俊霞,丁曉波,等.傾斜航空攝影技術(shù)設(shè)計(jì)與成果質(zhì)量檢驗(yàn)[J].測(cè)繪通報(bào)，2017(4)：71-76.

10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0123.

2016-09-02;

2017-01-18

國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心科技項(xiàng)目(2016-KJ-G07)

畢 凱(1981—),男,碩士,工程師,主要研究方向?yàn)檫b感影像獲取技術(shù)。E-mail：24677958@qq.com

P23

A

0494-0911(2017)04-0071-06