数字航空摄影测量关键技术探究

(内蒙古自治区测绘院 内蒙古 呼和浩特 010010)

数字航空摄影测量关键技术探究

贾亚红

(内蒙古自治区测绘院内蒙古呼和浩特010010)

随着现代化进程的加快，科技发展越来越迅速，测量技术的发展也是越来越快，尤其是计算机技术广泛应用之后，航空摄影的测量方式已经逐渐在实际中开始应用，并且逐渐成为一种主要的测量方式，对于这一种新的测量技术进行研究具有很大意义。本文主要研究了数字航空摄影测量技术的发展、技术原理以及应用。

测量技术；航空摄影；数字化

航空摄影测量技术作为一种新的测量技术，无论是在数据的采集方式、采集范围还是处理储存，都与传统的测量方式存在着很大的差异。航空采集不仅仅局限于野外信息的测量，而是转化为以内业信息采集为主的方式，将内业和外业综合起来，从而获得更丰富的信息，更加方便快捷，正在逐渐取代传统的测量方式成为最主要的测量方式。

一、数字航空摄影测量技术的概述

数字航空的摄影机械出现于二十一世纪初期，并且在问世之后得到了非常快速的发展，对于航空摄影技术不断完善，尤其是GPS、遥感、雷达等技术的改进以及应用，更是大大的加强了航空摄影测量的准确性和精密度，能够通过地球外的人工卫星拍摄到分辨率极高的照片，从而更完整、立体的呈现出一个地区的地貌形态和变化特征，同时，准确的地形结构图可以实时对城市规划情况做出反应，更有利于土地资源的合理化应用开发；经过采集的影像数据经过处理之后，可以在交通规划、考古挖掘、矿业地质测量勘探等等领域发挥重要的作用。

二、数字航空摄影测量所应用的技术

(一)空中三角加密技术。所谓的空中三角加密技术，就是指以航空影像资料为最原始的数据，通过平差处理光束法的范围，通过相对定向、内定项和转刺公共连接点等技术手法在空中形成一个三角形，以外业控制点在传输数据的同时建立数字模型，在这个过程中获得加密效果和外方位因素。整个空中加密三角技术，是完成航空影像数据测量的基本单元，利用这和三角加密，航空摄影测量技术进行像点坐标收集之后，再利用三角平差公式原理进行数据的解读和计算。在确定了加密的限差之后，再经过对加密部分进行技术接边处理后，将数据进行输出。在这个过程中的加密处理，包括了操作的说明、加密点和控制点的具体的分布状况的保密以及对监控点的坐标位置、定向、检验结果等等的加密处理。

(二)DOM数据生产技术。DOM数据生产技术的执行是一个非常复杂的过程，是在利用空中三角加密的技术成果，建立起一个测区立体模型，并且在这个模型建立起来的基础上生成核线影像，经过技术的处理生成DEM(数字高程模型)数据，经过数字高程模型对原始的数据模型进行分析，并且通过自动生成的镶嵌线将整个测量区域内的各种模型进行衔接，从而得出DOM数据，随后，将完成后的DOM再次进行分割裁剪，即完成了完整的DOM数据生产路线。在这一过程中，对于视差曲线的编辑中，间距的合理与否将会决定视差曲线是否确切准了地面，是否真实的反映出了地形的真实态势。

(三)建立数字高程模型DEM。在建立DEM的过程中，需要根据加密点来生成范围较大的区域的数字高程模型DEM，通过引入特征的点、线、面的具体的数据来生成一个三角网络，通过计算之后按照固定的规格来建立起DEM，这个规格通常都是2.5厘米×2.5厘米。

(四)编辑DEM的匹配结果。航空影像在完成拍摄之后，更重要的是进行影像呈现结果的分析处理，这种处理的过程包括了利用等高线、等视差模式对模型中已经得出的结果进行另外的检测，以便于检查影响是否连贯、匹配点的确切性等等。一旦影像不够连贯，或者存在着过大的隐形盲区，都会对影像和地面的切准造成干扰，而地面如果存在面积较大的沟壑等地区，也要确保航空影像反应的是真实的地形概况，防止图像中的结构部分的变形，失去准确性。

(五)对影像进行无缝衔接。但是，普通的数据模型对于具体的建筑物的无缝衔接的准确度相对较差，所以就需要利用DEM的数据对原始的航空摄影获得的图像进行微分纠正，分出DOM分区，完成DOM分区后再以自动生成的镶嵌线将大区域内的DOM的分区进行衔接，其次利用左右片生成的正射影像对建筑物的投影早横的误差进行修复，从而做出一个完整版的DOM。在这个DOM中可能会存在色彩不一致的问题，这时就要应用到单影像色彩调整和多影像色彩调整的两种调整方式对不一致的色彩进行修补纠正，并且对图像中的不同的图像的色彩进行均匀化调整，从而制作出一个完全符合航空影像数据采集需要的完整图像，经过这个技术过程，将会彻底的解决建筑物的无缝衔接的问题。

(六)对DOM影像进行分割。对于DOM的分幅切割工作，必须遵循相应的规律，即按照GB/7930 - 87的分割标准，将DOM按照40厘米×50厘米的规则进行划分裁剪，才能保证影像资料的可用性。在进行裁剪之前，必须要首先确定影像的四个轮廓点的坐标位置，根据这四个坐标的位置进而确定图像的裁剪的范围，并且将这个范围控制在0.2平方千米之内，才能保障分割后的图像的准确性，从而在实际的各种勘探、测量工作中加以应用。

(七)DOM技术的图像质量控制。由于DOM技术虽然是目前较为先进的测量技术构成之一，但并不是极为成熟、完美的技术，尚且会受到环境等一系列原因的影响，导致成像出现画面不清晰、像素质量差等问题。所以，要保证数字测量结果的准确性，还需要对DOM的图像画面进行控制修复，例如通过目视检查的方法，找出航空摄影所拍摄打的图片中不够清晰、色调不够均匀等问题，保证影像图片不存在重影、纹理不清、像素模糊等等的现象，使影像保持完整性和色彩的平衡一致，确保影像中呈现出的地貌不会出现偏差、扭曲变形等等现象，以免影响了测量工作的准确性。

三、数据航空摄影测量技术中的困难点

就目前的科技状况来说，对地球的地质地貌资源等的勘探测量等技术已经相对的成熟，数据航空摄影测量技术也正处于成熟应用的阶段，但是这并不代表这一项最新的技术手段不需要进行改进。即使是航空摄影进行技术的采集工作，影像的获取手段依旧是停留在依靠传统的胶片工具来完成的阶段，并没有达到大众心目中完全的数字化的高级阶段。

实现数字化航空影像并不是一个没有方向的研究，相反，由于数码技术在当今社会的成熟以及广泛的应用，已经为航空摄影测量技术的影像呈现模式提供了改进的大致方向。但是由于数码相机的镜头设计主要是面向于社会中所需要的影像拍摄和储存，在精密度和专业性上满足不了航空拍摄的技术要求。数码相机的镜头由于畸变差较大，无法对内方位因素进行直接的提取，这就决定了数码相机的镜头设计是不能够直接在航空拍摄的影像测量中应用。

另外，数码相机为满足大众对于照片的视感协调习惯，所以幅面普遍较小，而形状的设计多为矩形结构，这种设计结构与航空影像测量的要求并不相符，直接应用于航空影响测量中，将会大幅度的增加内业和外业处理的信息量，给数据处理增加出更大的负担。要将数码相机应用到航空摄影测量之中，尚且存在很多的技术难题。

其次，对于航空影像测量来说，必须加强对近地面测量的研究，近景的测量是解决机器视觉识别的一个最主要的方式和技术手段，但目前为止，我国对相关方面的研究并没有针对性的开展，因此也没有取得相关的重要研究成果。

四、小结

数字航空摄影测量技术作为一种新型的测量技术，综合了信息科技中的立体模型、GPS和遥感等技术手段，在现代的信息化社会得到了较为广泛的应用，代表了一种最新的数字化发展趋势。对于最新的航空摄影测量技术的持续研究，将会逐步解决现存的各种问题，从而进一步促进我国测量技术的发展变革。

[1]肖志婷,郝娜.数字航空摄影测量数据处理关键技术探讨[J].测绘与空间地理信息,2014

[2]桂力,郑顺义,王晓南等.嵌入式在线航空摄影测量方法[J].国防科技大学学报,2015