航空攝影測量中新技術(shù)的應(yīng)用

賈亞紅 李慧

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714068

摘要：在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，在城市測繪、復(fù)雜地形以及國界等測繪區(qū)域中航空攝影測量技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，目前，航空攝影測量技術(shù)已經(jīng)取得了十足的發(fā)展，并且不斷趨于數(shù)字化，越來越多的新技術(shù)也涌現(xiàn)出來。鑒于此，本文對航空攝影測量進(jìn)行簡單介紹，并針對航空攝影測量模式進(jìn)行闡述，提出航空攝影測量作業(yè)要求，最后對航空攝影測量中新技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：航空攝影測量；新技術(shù)；應(yīng)用

1 航空攝影測量概述

航空攝影測量指的是通過二維對地進(jìn)行影響觀測，并對三維地表空間信息進(jìn)行提取的科學(xué)技術(shù)，通過該項(xiàng)技術(shù)，人們可以有效獲取地球空間信息。航空攝影測量中，幾何定位指的是對遙感影響加以利用，實(shí)現(xiàn)對地面目標(biāo)點(diǎn)空間位置的確定，遙感影像目標(biāo)識別就是基于此得的實(shí)現(xiàn)的。為了使目標(biāo)定位得以實(shí)現(xiàn)，就需要提高影響獲取時空間方位恢復(fù)的快速性與準(zhǔn)確性。

在空間定位技術(shù)、傳感器技術(shù)以及計算機(jī)計算等的發(fā)展，航空攝影測量幾何定位的方法的得到了一定的完善，對地面控制點(diǎn)的需求也逐漸減小。上世紀(jì)50年代初，攝影測量工作人員開始針對相關(guān)輔助數(shù)據(jù)的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)地面控制點(diǎn)的減少展開研究，然而受限于落后的技術(shù)條件，在實(shí)際應(yīng)用中這一目標(biāo)尚未實(shí)現(xiàn)。到了70年代，美國GPS全球定位系統(tǒng)的出現(xiàn)對于航空攝影測量的發(fā)展產(chǎn)生了重要的影響，人們開始載波相位差分GPS動態(tài)定位技術(shù)加以運(yùn)用，通過該項(xiàng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對航空攝影瞬間攝站的空間位置的確定，通過此展開空中三角測量，使測量作業(yè)中對地面控制點(diǎn)的需求得到有效減少，航成圖周期得到有效控制，在生產(chǎn)成本的降低上也取得了很大的突破，攝影測量由此取得了重大成果。但是，GPS輔助空中三角測量的主要特點(diǎn)還是在大區(qū)域、中小比例尺、困難地區(qū)的航空攝影測量中得到充分體現(xiàn)，而在帶狀趨于、城區(qū)大比例尺測圖的應(yīng)用中，其具備的優(yōu)勢并不是很明顯。

但是，基于3S技術(shù)，以生產(chǎn)4D產(chǎn)品為最終目標(biāo)的數(shù)字?jǐn)z影時代背景下，將當(dāng)代航空攝影測量技術(shù)的特點(diǎn)充分發(fā)揮粗來，實(shí)現(xiàn)4D產(chǎn)品生產(chǎn)的規(guī)模化，以及快速更新相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，成為了相關(guān)工作人員研究的重點(diǎn)課題。因此，針對當(dāng)下航空攝影測量的作業(yè)模式以及技術(shù)要求的研究具有重要意義。

2 航空攝影測量模式探究

現(xiàn)階段，航空攝影測量主要包括三種模式，即常規(guī)航空攝影測量、GPS航空攝影測量、DGPS/MU航空攝影測量。通過對航空攝影測量模式的主要工序可知，現(xiàn)行的3種航空攝影測量方法主要是在獲取航空影響以及影響定向方面存在區(qū)別。常規(guī)航空攝影測量中的影像定向是在大量地面控制點(diǎn)的輔助下，通過攝影測量加密技術(shù)實(shí)現(xiàn)模型定向點(diǎn)的獲取；GPS航空攝影測量中，在航空影響獲取的過程中，對動態(tài)GPS定位技術(shù)加以運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)攝影中心的定位，使地面控制點(diǎn)被取代，通過攝影測量加密實(shí)現(xiàn)模型定向點(diǎn)的獲取，然而在加密點(diǎn)的輔助下，使影像定向得以實(shí)施。

3 航空攝影測量作業(yè)要求

3.1 航空攝影部分

現(xiàn)代航空攝影測量中，為了使影像獲取的質(zhì)量得到有效提升，不僅需要將飛行控制系統(tǒng)安裝在航攝儀上，在對GPS航空攝影測量中，還需要實(shí)現(xiàn)動態(tài)GPS接收機(jī)與航攝儀的固聯(lián)；如果是DGPS/MU航空攝影測量，那么就要將POS系統(tǒng)安裝在航攝儀上，并以航空攝影測量模式的不同，對攝影方案進(jìn)行合理定制。

3.2 地面控制部分

在數(shù)字?jǐn)z影測量工作站中，攝影測量加密采用的都是具有嚴(yán)密理論的光束法區(qū)域網(wǎng)評查，然而根據(jù)攝影測量模式的不同，需要對地面控制方案進(jìn)行合理選個，如此才能夠加密點(diǎn)坐標(biāo)與像片外方位元素的獲取質(zhì)量更高。

3.3 內(nèi)業(yè)測繪部分

就理論而言，在影像精確外方位元素獲取中之后，就要對影像外方位元素進(jìn)行安置，以此實(shí)現(xiàn)可量測的立體模型的建立，然后在影像匹配技術(shù)識別同名像點(diǎn)的輔助下，使地形與地物的自動測繪得以實(shí)現(xiàn)。但是，現(xiàn)行的4D產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，大部分作業(yè)流程都是以單片內(nèi)定向→像對相對定向→單模型絕對定向→立體模型測繪為主，只是在DGPS/MU航空攝影測量中的對地目標(biāo)的直接定位的方法中對POS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)影像定向參數(shù)的獲取來恢復(fù)模型的理論與方法的研究與探討。

4 航空攝影測量技術(shù)的應(yīng)用

4.1 數(shù)字航攝儀DMC

數(shù)字航攝儀DMC屬于一種數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有較高的精度與分辨率，在航空攝影測量中具有較高的應(yīng)用價值。DMC數(shù)字航空相機(jī)的組成部分包括四個全色傳感器與四個多波段傳感器。在四個多波段傳感器輔助下，DMC航空相機(jī)分別對紅色、綠色、藍(lán)色以及近紅外數(shù)據(jù)進(jìn)行捕捉；四個全色傳感器則是對影像進(jìn)行捕捉，以少量重疊區(qū)域?yàn)橐劳?，使一個大的768013824鑲嵌影像得以生成。

低空數(shù)字航空攝影測量的傳感器采用的是像素超過2000萬的小像幅數(shù)碼相機(jī)，并在無人飛機(jī)的支持下，實(shí)現(xiàn)低空航攝。其特點(diǎn)在于具有較強(qiáng)的機(jī)動性，能夠快速完成作業(yè)任務(wù)，并且在經(jīng)濟(jì)成本方面具有一定的優(yōu)勢。該項(xiàng)技術(shù)能夠快速實(shí)現(xiàn)局部區(qū)域數(shù)字影像的獲取，并且在精度與分辨率方面也相對較高，不會過分依賴天氣與機(jī)場，在應(yīng)急保障、防災(zāi)減災(zāi)以及地形測繪等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。

4.2 IMU/DGPS輔助航空攝影測量技術(shù)

GPS指的是全球定位系統(tǒng)，在航空攝影測量中的應(yīng)用中，利用空三的方式實(shí)現(xiàn)角元素的獲取，并且投影光束的直接獲取也得以實(shí)現(xiàn)。IMU/DGPS則是指慣性測量單元/差分GPS，在航空攝影測量中得到應(yīng)用之后，能夠?qū)崿F(xiàn)對三個線元素與三個角元素的直接獲取，在航空攝影測量中對地面控制點(diǎn)的需求不大，航片定向甚至整個測圖工作得到了簡化。

4.3 LIDAR激光測高掃描系統(tǒng)

LIDAR激光測高掃描系統(tǒng)是基于空中三角測量技術(shù)，在GPS輔助下，使航空攝影測量對地面控制點(diǎn)的需求得以降低，在該系統(tǒng)下，作業(yè)周期相對較短，在成本方面也具有一定優(yōu)勢，在困難地區(qū)、無圖區(qū)以及邊境區(qū)的基礎(chǔ)測量中，這種技術(shù)具有較強(qiáng)的適用性。在該測量技術(shù)的支持下，有地面控制點(diǎn)的四角帶中，地圖精度可滿足1：10000的比例尺要求。對于具有豐富特征以及較好的影像的地面，比例尺為1：50000的精度要求也可以滿足。在西部大開發(fā)戰(zhàn)略中，這種測量技術(shù)具有重要的應(yīng)用價值，對于我國基本地形圖的完善而言有著十分重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭大海，吳立新，王建超，等.IMU/DGPS輔助航空攝影新技術(shù)的應(yīng)用[J].國土資源遙感，2006，（1）：5155，74.