关于数字航空摄影测量数据处理关键技术的研究

余勤学

【摘 要】数字航空摄影测量技术是人类了解世界的新角度。论文从数字航空摄影测量技术的优势入手，对其数据处理的关键技术进行分析，最后简单介绍了两种当前应用较为广泛的数字航摄仪，希望对我国数字航空摄影测量技术的普及与应用有所帮助。

【Abstract】Digital photogrammetry is a new angle for human to understand the world. This article starts from the advantage of digital photogrammetry technology， analyzes the key technology of data processing， finally introduces the two kinds of digital aerial camera currently widely used. It is hoped that the popularization and application of digital aerial photogrammetry in China will be helpful.

【关键词】数字航空摄影测量；数据处理；关键

【Keywords】digital photogrammetry；data processing；key points

【中图分类号】P236 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）12-0147-02

1 引言

数字航空摄影测量系统自应用以来已经在诸多领域取得了一定的成果，如地形测量、矿山测量、工业测量、城市交通以及文物考古，给我国的测量领域带来了新变革。而对数字航空摄影测量技术的深入研究，不仅能提供更加精确的测量数据，还能促进我国测量领域的快速发展，推动我国城市的数字化进程。

2 数字航空摄影测量的优势

2.1 技术优势

①数字航摄仪的应用。数字航摄仪能够通过自由调整曝光时间来获得高分辨率和高清晰度的图像，直观、易读，能够充分满足不同比例尺下的航摄需求。

②IMU/DGPS的应用。IMU/DGPS是集成INS惯性导航系统与GPS全球定位系统的组合导航系统，不需要地面控制点和空中三角测量就能够形成测绘图，便捷、高效，并且能够节省大量成本。

③Lidar激光扫描系统的应用。该技术在应用时能够对一些地表特征丰富的区域进行高精度测量，大大缩短了传统测绘所需的时间和人力成本[1]。

2.2 应用优势

数字航空摄影测量在应用方面的优势主要体现在以下三个方面：其一是应用范围广，无论是数字测图、资源开发还是应急救援都有着十分突出的表现；其二是信息内容全，该技术的应用能够将测区的地表特征、水文地理环境等信息客观记录下来，并且呈现出立体化和层次化的特征；其三是环保，该技术的应用突破了空间和地理条件的限制，不仅减少了对人力、物力的投入，还不会造成对自然环境的破坏。

3 数字航空摄影测量数据处理关键技术分析

3.1 空中三角的加密技术

在数字航空摄影测量拍摄工作中，VirtuoZoAAt+pat-B模块有着十分重要的作用。VirtuoZoAAt+pat-B模块是自动空中三角网加密的基础，并且能够利用pat-B平差软件来进行光束区域网的平差计算。在实际应用中，首先需要构建空中三角网，即飞机在空中作业时应用相对定向、内定向及连接点转刺三个方法所形成的三角网；其次，对加密点与外方位元素进行优化，主要是以数字的形式分别对POS数据和航空摄影测量控制点数据进行整体的层次性平差计算；最后，做好测量分区内的加密点工作，并且对加密单元的坐标进行解析，以数字的形式保存，以便进行航测作业完成后加密成果完善工作。加密成果的完善工作主要有以下三部分：图例表填写、作业说明输入、加密点分布略图与坐标的控制[2]。

3.2 DOM数据生产技术路线

文章以VirtuoZo软件为例来分析数字正射影像图（即DOM）数据的生产技术路线。

3.2.1 DEM建立

在生成数字高程模型（即DEM）的时候，可以直接利用测量得到空中三角加密成果进行测区立体和参数文件的创建，然后在得到的核线影像中进行DEM数据采集。在采集DEM数据时，首先利用影像自动相关技术生成与地面相切的DEM点或视差曲线，并且保持一定视差曲线间隔，确保地形态势能够得到DEM数据的真实反映。在建立DEM时，根据空中三角加密成果得到的大范围区域DEM需要引入特征数据，包括特征点、特征线和特征面，生成三角网并进行插值计算，提升数据的精确性，最后得到在2.5m×2.5m网格间距上建立的DEM。

3.2.2 DOM生产

DEM数据的作用则是对其原始影像进行修改，利用无缝拼接且自动生成的镶嵌线对区域的模型进行正射影像，从而完成DOM。

应用DEM数据对原始影像进行数字微分纠正，按照分区对测区内影像以像元大小为0.1m进行双线性内插或者三次卷积内插法进行重采样，生成分区DOM，再利用自动生成的镶嵌线对整个测区的分区DOM进行无缝拼接，最终完成DOM[3]。如图1为航空摄影测量DOM无缝拼接效果图。另外，对于一些具有高大建筑物的测区，在生产DOM数据时，这些测区常常会因为建筑物存在投影差而出现接边倒影，该问题的解决主要是通过对左片和右片的调换，对生成正射影像进行贴补，在实现高大建筑物无缝接边的同时，确保DOM数据的效果。

在完成DOM生产后，还需要进行对DOM的检查与修补。首先，检查DOM数据是否存在着失真问题或者是变形问题，该问题在房屋和桥梁影像区域体现最为明显，主要有房角拉长和房屋重影等；其次，做好DOM数据影像的色彩调整，影像匀色技术能够保证正射影像拥有较为良好的色彩均匀性和色彩相同性，但是，如果航摄影像中存在色差，那么就需要通过一定的措施对正射影像进行调整，主要有两种调整方式：一种是单影像的色彩调整；另一种是多影像的色彩均衡活动；再次，正射影像中所镶嵌周边数字主要是应用在空间方面或者是几何形状方面，通过精确匹配来实现可视化检查，这样能够有效规避周边数字出现正射影像的地面特征偏移。

4 DMC、ADS40数字航摄仪技术分析

4.1 DMC数字航摄仪

DMC数字航摄仪系统的8个镜头中都装有CCD传感器，其中，飞机底部的四个全色波段镜头是最重要的，是飞机飞行过程中进行影像拍摄的主要部位。这四个镜头拍摄得到的影像在传输至计算机后，需要利用外扩法进行二次处理，进而能够得到拼合而成的虚拟焦距为120mm的中心投影影像。该中心投影影像在经过进一步的处理后，便得到了数据处理所需的真彩影像（红外影像）。

4.2 ADS40数字航摄仪

ADS40数字航摄仪是以线阵式CCD技术为基础的，结合GPS与IMU而形成的新型摄影测量仪器。该航摄仪在应用时，是应用由多条CCD线阵式与安装了分光镜的焦平面，在空中飞行以多方面角度来进行扫描成像的，其所扫描得到的影像画面包括下视、前视、后视三个角度，并且会显现出R、G、B及近红外波段，经过处理后便得到了测区的立体图像[4]。

5 结语

总而言之，虽然数字航空摄影测量技术是一种新型测量技术，其在技术上和应用上的多种优势已经在实际应用中得到了充分体现，尤其是在GIS技术以及三維可视化技术的实现后，数字航空摄影测量技术才得以取代传统的胶片摄影、人工测量技术。而随着我国科学技术的发展，数字航空摄影测量技术必将在未来的测量领域中得到更加广泛的应用。

【参考文献】

【1】郑映高.航空摄影测量技术在测绘中的优势分析[J].黑龙江科技信息，2017（12）：133.

【2】王勇.数字航空摄影测量数据处理关键技术探讨[J].绿色环保建材，2017（05）：253.

【3】康玉霄，桑文刚，李娜，等.无人机低空摄影测量数据处理及应用[J].测绘通报，2017（S1）：62-65.

【4】鲁一鸣，曲津助，李铭晨.数字航空摄影测量数据处理关键技术分析[J].四川水泥，2017（03）：303.endprint