徕卡ADS100相机使用运-5飞行平台在1∶500地形图测绘中的应用

张 峰，桑夺坤

(1.辽宁省基础测绘院，辽宁锦州121000;2.徕卡测量系统贸易(北京)有限公司，北京100020)

一、引 言

ADS100推扫式相机由瑞士徕卡公司生产，是世界先进的航摄系统，目前国内已有近10家单位采购并投入使用。ADS100用户数量的快速增加，体现了其强烈的市场需求。运-5飞机是中国自主研制的运输机，它以飞行稳定、费用低廉的特点在业内得到了广泛运用。在测绘项目上，运-5飞机能够低速稳定飞行，且起飞距离较短，非常适用于低空拍摄。

本文结合实际生产任务，阐述ADS100航摄系统使用运-5飞行平台在1∶500大比例尺地形图测绘应用的可行性。

二、ADS100数字航摄系统简介

ADS100航摄系统采用独特的三视角(前视＆下视＆后视)CCD线阵推扫式成像技术，集成了全球卫星导航系统(GNSS)和高精度惯性测量单元(IMU)。高精度的初始外方位元素大幅度减少了外业控制测量的工作量，提高了生产效率。0.8的基高比明显提高了测图作业中的高程精度，满足了大比例尺测图相关规范的规定，并确保了最终的成果质量。

ADS100航摄系统硬件主要包括:相机镜头SH100、陀螺仪稳定平台 PAV100、操作员显示器OC60和相机控制系统CC33等，如图1所示。

图1 ADS100航摄系统硬件

表1中列举了ADS100航摄系统硬件的主要技术参数。

表1 ADS100主要技术参数

另外，ADS100配备的软件十分先进，在执行项目时流程清晰。

1)使用Leica MissionPro软件对测区进行飞行计划设计。

2)使用Leica FlightPro飞控软件执行飞行计划。

3)使用Leica XPro软件进行数据下载、飞行质量检查。

4)使用Inertial Explorer软件解算初始外方位元素。

5)使用Leica XPro软件进行空中三角测量、输出L1测图影像、输出数字地表模型(DSM)和正射影像(DOM)。

另外，后期可以使用 LPS、Virtuo Zo、MapMatrix、Geoway等软件接口进行测图和编辑DSM等工作。

三、ADS100高分辨率项目案例

1.资料收集和飞行设计

首先收集并整理测区资料:确定摄区范围，收集测区周边基础控制点，获取相关地形图等资料，根据摄区范围进行飞行设计。

本项目任务为1∶500地形图测绘，由于规范中规定航空影像分辨率优于8 cm，因此本项目实际获取7 cm地面分辨率的影像。由于测区地形西高东低，西侧为山地和丘陵地，东侧为平地，故将测区划分为2个航摄分区，航线为东西方向，共21条航线，如图2所示。

图2 北镇摄区飞行设计航线

2.架设基站和影像获取

在测区50 km内架设基站，执行飞行计划，记录影像，使用软件下载并解压，获取影像和POS数据。图3和图4为影像的细节图。

图3 影像细节1

图4 影像细节2

3.像控点布设与获取

根据飞行区域的形状，在测区内均匀布设了29个外业像控点和检测点，关键点位均有布设，采用GPS RTK方法完成像控点野外实测，点位精度为5 cm。

4.POS数据处理及空中三角测量

(1)POS数据处理

使用Inertial Explorer 8.6软件，运用DGPS差分方式处理POS数据，初始POS数据精度较高，前后向解算分离差在5 cm以内。

(2)空中三角测量

使用Leica XPro软件中的ORIMA模块完成空中三角测量工作。在运算中，使用测区内均匀分布的7个控制点、22个检查点。

5.立体测图

在Leica XPro软件中输出L1级影像，采用绿色通道的前视角和后视角影像立体测图。在VirtuoZo软件中恢复立体模型，进行DLG采集。

6.调绘、DLG编辑及DLG成果精度分析

(1)调绘、DLG编辑

外业实地核实调查，并绘制填写相关地理要素信息。内业使用CASS软件，完成图形属性和图廓等信息录入。

(2)DLG成果精度分析

均匀抽取测区内图幅，随机选择地物并使用GPS RTK方式测量外业检查点的实际坐标。计算检查点的平面中误差和高程中误差，统计实测对比的平面精度和高程精度结果。

统计结果表明，外业实测点的平面、高程中误差均满足规范要求且达到了很高的精度。

四、结束语

本文阐述了ADS100航摄系统在运-5飞行平台上进行影像获取及后处理的案例，完成了北镇市105 km2的1∶500地形图测绘任务。通过外业实地检测和对成图结果精度的统计分析，表明ADS100使用运-5飞行平台获取高分辨率影像进行大比例尺地形图测绘是可行的。