基础地理信息采集的航测工艺的应用探究

■王志刚 王瑞辰

（吉林省航测遥感院吉林省吉林市130061）

基础地理信息采集的航测工艺的应用探究

■王志刚 王瑞辰

（吉林省航测遥感院吉林省吉林市130061）

随着信息技术的发展，基础地理信息在采集的过程中越来越依靠信息技术，目前地理信息采集技术，在航测工艺上是的使用也越来越广泛，本文首先针对地理信息采集的特点进行了介绍，随后分析了现代化航测工艺的优点和缺点，针对大比例地图中的使用进行了针对性的分析，目的是提高整个新航测的成产工艺，从而最终提高整个地体的生产效率。

基础地理信息采集航测工艺应用

1 前言

近年来，航空摄影的CCD(Charge Coupled Device)和CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)的不断发展，相应的我国地理信息采集在精确度和准确性上也得到了一定的发展，本文针对基础地理采集在航测工艺中的运用进行了详细的分析。

2 数字航测相机的发展现状

2.1 CMOS面阵传感器。生产厂商可以简单的方式、低成本、大批量生产CMOS面阵。此前,CMOS面阵还主要用于对辐射质量要求较低的领域,诸如文印、条形码扫描仪、传真机和手机等。然而,现今的情况发生了巨大的变化。首先,Kodak在KodakProSLR系列相机中引入了14M像素的CMOS面阵。

2.2 CCD面阵传感器。用于航空摄影的中幅面面阵传感器也发生了类似的发展。在航空摄影行业,CCD面阵仍然占主导地位,CCD面阵幅面已从典型的15M像素增加到30-40M像素。Kodak首先将其KAF系列相机的CCD面阵从12-16M像素分别增加到31-39M像素。Dalsa生产了33M像素的CCD面阵,并能以单色和彩色两种方式成像。这些新型CCD面阵所产生的影像像素数的增加,是通过使用更小尺寸的像元来实现的(比如,Kodak的只有6.8U,Dalsa的也达7.2um)。当用于一个标准尺寸的芯片(如36mmX48mm),更小的像元尺寸意味着可以产生更多的像素数。先进的技术和工艺确保小尺寸的像元仍能保证之前的9-12um的大尺寸像元的福射质量 (灵敏度、动态范围等)。

2.3 线阵传感器。线阵是机载推扫相机的基本构件,推扫相机产生连续的地面带状影像。此种相机的地面覆盖尺寸依赖于其线阵的长度。机载推扫相机通常使用4000-14000个像元的线阵传感器,并且都使用CCD传感器。高端CCD线阵的供应商有Atmel(France)、e2/(UK)、Kodak(USA)和Fairchild(USA)。

3 基础地理信息采集的航测工艺大幅面框的运用

为保证航拍效率,数字航测相机大都采用大幅面框幅相机,其影像大小为50M像素以上。大幅面框幅相机可分为两类:第一类数字航测相机安装有一个大幅面面阵的单相机,可以产生单色框幅影像;第二类数字航测相机由多个中幅面框幅相机组合成一个复杂的成像系统,其中每个单相机产生的子影像,经过数字图像处理技术拼接形成一幅综合的大幅面数字影像。

单镜头大面阵相机。大幅面单面阵框幅相机采用商用最大CCD面阵。由于这种面阵难于生产,产量较低,所以尤其昂贵。其用途一般仅仅限于国防安全、军事侦察、警事巡查等领域。Recon/Optical公司是一个专为政府部门和空军提供大幅面数字框幅式相机的供应商。

组合相机。民用市场上大都采用多个中幅面相机集成一个大幅面数字航测相机,各子相机所成子影像,利用子影像重叠范围内的连接点进行配准和几何校正,拼接形成一个大幅面数字全色影像,利用相机系统中的另一套小幅面多彩色低分辨率影像,与把拼接的全色影像融合成彩色影像。

3.1 成图周期缩短

相同的工作量,如按常规航空摄影测量方法,需要一年的时间才能完成;如用平板仪测图,则需要二年的时间;若采用全野外数字一体化作业需一年半的时间。可以看出,航测数字化可以大大缩短成图周期。

3.2 成图精度提高

平板仪法测绘的一代地形图,经对照检查统计,主要地物点平面精度和高程注记点精度、等高线精度均要高许多,所表示的地形、地貌逼真、详尽,图幅信息量高于平板仪测图。

3.3 一些建议

尽管航测全数字化作业投人的仪器设备成本较高,但与成图周期短、精度高的优势相比还是划算的。如果采取一些改进措施,还可进一步提高工作效率。

航测成图,最好不要进行房檐改正,这样可以减少许多工作量。我们这次采取只改沿街大于20cm的房檐,虽然增加工作量不是很大,但也出现一些混乱。对图的使用来说意义并不很大。

4 采用航测工艺在基础地理信息采集中的总结

4.1 精度高

通过基于宽角组合相机子影像重叠区域自动匹配的自检校,达到轻小型化设备的精密等效中心投影构像,支持高精度空中三角测量;与此同时,通过自检校的四个倾斜子相机,一次飞行即可获取四个方向的建筑物侧面影像,可为城市景观的三维表达、精细建模以及可视化提供一种薪新的、快捷的技术方案。

4.2 效率高

高精度LiDAR系统能快速获取建筑物的高度信息,通过滤波方法能剔除植被等其他地物,为基于真正射影像+LiDAR数据+矢量数据的快速构建建筑物三维模型提供了建筑物模型的高度信息获取。

4.3 美观性好

真实纹理是重建建筑物精细三维模型必不可少的。采用基于组合相机的多视定向影像给建筑物几何模型贴赋表面纹理的方法,解决以往利用二维图像和建筑物三维几何模型进行配准采集纹理,需要人工干预、而且精度低、速度慢、纹理美观性差等问题。

5 结束语

综上所述，采用航测的方法，在一定程度上能够增加地理信息建设的准确性和便捷性，对于大幅面框信息搜集中具有较强的意义，在传统摄影的技术上实现了技术的革新，因此采用航测工艺，对于我国及基础地理信息的采集，将会有更广阔的发展前景。

[1]史申超.无人机航测系统在地籍测绘方面的应用研究 [D].山东科技大学,2014.

[2]解斐斐.基于无人飞艇低空航测系统建筑物纹理获取与处理技术 [D].武汉大学, 2014..

P2[文献码]B

1000-405X（2016）-6-352-1