摄影测量数据的采集和质量评定

■李昱

（湖南省地质测绘院湖南衡阳421001）

摄影测量数据的采集和质量评定

■李昱

（湖南省地质测绘院湖南衡阳421001）

数字摄影测量技术现在已经变成了一项在测绘和设计规划中的关键，为城市测量和地理信息系统（GIS）提供最为基本的数据。传统的测图方法并不适用于大面积的数据采集，摄影测量为此提供了保障。本文从实际生产的角度出发，主要以MapMatrix摄影测量软件为主，简要地对于DLG数据进行了数据采集和处理以及成果质量分析，高效优质完成数据的编辑工作。

摄影测量 内业MapMatrix 数据采集

0　前言

数字摄影测量是基于数字影像和摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法，提取所摄对象以数字方式表达的几何与物理信息的摄影测量学的分支学科。数字测图现在主要分为原有的地图图纸的数字化采集、全野外数字化采集和航空摄影测量数字化采集数据等方法。在有航摄资料的区域,全数字摄影测量数据采集的优势在于:成图速度快、精确度高、生产成本低。

目前,因为各种工程条件的不同而受到限制，所以人们对于摄影测量采集的内业数据进行整理的要求提高了很多,这就使得数据检查质量的好坏将有着直接影响，因此，内业数据就要求在采集过程和数据整理以及数据检查的过程中更加严谨、有序。

1　航测内业流程

1.1数据采集内容

航测的图像信息主要包含了影像中所在的位置、大小、分辨率等内容。利用影像扫描系统所获取的数字影像,有时候可能不满足摄影测量作业中加密和立体建模的要求,例如:影像发生角度旋转、镜像旋转,则需要进行几何调整。

1.1.1航片扫描

扫描分辨率：指的是多功能一体机在实现扫描功能时，通过扫描元件将扫描对象每英寸可以被表示成的点数，其单位是采用dpi来表示的，dpi值越大，扫描的效果也就越好。扫描分辨率主要分为三种：光学分辨率、机械分辨率和插值分辨率。它的表示方式是用垂直分辨率和水平分辨率相乘表示的。

1.1.2参数的调整

航摄像片的方位元素是指确定摄影时摄影中心、像片与地面三者之间的相关位置的参数。分为内方位元素和外方位元素。内方位元素指摄影中心与像片之间相互位置的参数，用符号x0,y0,f表示，内参数是已知的。外方位元素则是已建立的摄影光束，确定像片摄影瞬间在地面直角坐标系中空间位置姿态参数，包含三个直线元素和三个角元素分别用符号Xs，Ys，Zs和ψ，ω，κ表示。

1.1.3数码航片处理

航片处理通过对于辐射分辨率调整，然后再进行匀色地处理，数码航摄影像数据一般值域为11bit，用16bit表示扫描影像应该在使用前进行整体匀色，这样有利于提高产品的质量。

1.1.4解析空中三角测量

空中三角测量（空三加密）：利用测区中影像连接点的像点坐标和少量的已知像点坐标及其大地坐标的控制坐标点，通过平差计算，求解连接点的大地坐标与影像的外方位元素。空中三角测量提供的平差结果是后续的一系列摄影测量处理与应用的基础。

1.1.5空三加密流程图

资料准备→内定向→加密点选取→相对定向→像控点量测→平差计算→航区接边→成果输出和整理

1.1.6空三加密精度要求

①内定向残余上下视差不大于扫描分辨率的一半

②相对定向限差：相对定向残余上下视差不大于扫描分辨率的二倍

1.1.7内判测图

基于MapMatrix软件的测图步骤：

加载空三像片→创建立体像对→批处理立体像对→定向（相对定向、绝对定向）→生成核线影像

1.1.8图形采集的总体要求

①每个像对的测绘面积以定向点连线为准，最大不大于像片上连线外1cm，且离像片边缘不应该小于1.5cm；

②各分类采集根据每个测区技术设计书规定按要求作业；

③数据采集完成，应该在立体模型上检查主要地物的采集精度和要素丟漏情况。

1.2数据整合

在南方CASS中打开MapMatrix采集和编辑的地物地形数据,用南方CASS属性转换菜单把没有属性的地物赋予相应的编码,将其匹配为南方CASS格式,完成整体数据编辑工作。

1.3数据检查

全数字摄影测量系统输出的数据经过转换已经符合国家标准,对各种线型、符号的编辑可按图层顺序逐层完成,完成一个图层的编辑后须作检查,以避免个别符号未处理到位而影响成图质量。

1.4数据数据采集流程图

2　数据质量控制

立体模型所采集数据的精度主要体现在模型点采集、模型点位置判读、模型地物要素判读、模型地貌要素判读的判测精度。

原则上是：DLG所要表达的地形要素与规范所定义及几何位置要一致。

3　质量检测分析

在进行摄影测量时，采集的地形图数据一般均是采用（或参考）国家测绘局制定的《摄影测量与遥感测绘产品质量监督抽检实施细则》（试行）的“当点位的平面或高程误差大于2倍中误差的点数达到总点数的5%以上时（含5%），计为严重缺陷”。且大于2倍中误差的值定义为粗差，粗差个数与检测总数之比为粗差率。

对于一个测区来说，其中的地物点对邻近控制点、地物点间的相对位置检测情况，其点位、间距中误差均需要满足要求。如果其中个别误差较大，则主要原因是由于影像不清、高建筑物压盖其它低地物、密度大的阴影导致立体效果差而导致判测错误；外业调绘时，也可能会因为交会量距错误、尺寸及位置引起错误标注；内业编辑时，位置及尺寸存在偏移等因素也会导致问题。

4　结论

航测成图DLG数据的精度受制于像片中的像控点布设与选刺、观测；同时还受制于空三加密的精度要求；也受制于立体模型数据采集。像控点网要求严密布设（规范要求），其成果均为平高点，且平高点的航线跨度缩短为2-3条。目前像控点的观测均为全球定位仪GPS观测，其精度可得到有效的控制，成果可靠、稳定。空三加密采用数字影像相关技术，全片密集布点、点位均匀分布；连接点多，构网力度强，有效地降低了构网的系统误差。光束法区域网平差具有自动化程度高、很强的粗差检测功能，能对各种类型的粗差进行实时检测、定位、实时修测和高精度的平差计算功能。因此空三加密精度是必须可靠的。但是由于在立体模型数据采集时，其精度要受制于人工作业，直接影响DLG的精度。作业前，除了对不同地理位置的测区的地形、地貌的特征及技术要求必须要了解以外，采集数据时，注意测标所测模型点的细节过程。

由于高于地面的地物结构形状、高度、大小、像片上不同位置所引起的投影方向不同、不同或相同材质光线反射角度不同影响致成像颜色的差异、阴影遇其它地物或地形起伏的投射方向也有所不同，不能是某一个单一的动作应用，而是几个动作的综合应用，正确判测。航测法成图，对立体测绘人员技术能力的要求比较高。要达到立体采集数据的这种技术能力，必须对立体测绘人员进行强化培训。学习地形要素的不同性质、不同用途、不同地区的常识性知识、地形要素影像的判读特征知识、航空摄影成像的基本理论、立体模型的空间分析等内容。专业人员演示各分解动作，使立体测绘人员正确理解、掌握。对新工作人员如法培训，掌握“判读是面和线；切测是点”的立体判测过程，提高判读与判测的准确性，减少外业量檐宽、交会距、注记尺寸、外业补（实）测、内业对所注尺寸一一编缉等大量工作，还可避免量距、注记尺寸、内业编图编缉的差错率，这都是提高产品质量的有效保证。

[1]张勋,张剑清.数字摄影测量学 [M].武汉:武汉测绘科技大学出版社,1996.

[2]彭斌,刘清华,李桂芳.全数字摄影测量的数据采集及数据处理 [M].资源环境工程,2006.

[3]黄健,钱元德.数字图像处理在数字摄影测量技术中的应用与实践 [M].铁路航测, 2001.

P2[文献码]B

1000-405X（2016）-7-233-2