航空攝影測量新技術的應用與發展

池 波

（鶴壁市規劃建筑設計研究院有限公司，河南 鶴壁 458030）

一、概述

測繪航空攝影是指在航空器（飛機、直升機、飛艇、氣球等）上安裝航空攝影儀，從空中對地球表面進行的攝影。航空攝影測繪方式需要依靠外界的一些輔助因子才能夠確定投影光線，即所謂的三個線因子以及三個角因子。近些年來，社會與經濟的建設發展都十分的迅速，當前所存在的城市、土地調查數據都和現實當中的情況有著相當大的差距和不符，因此這就造成了我國的國土資源的一種浪費現象。依賴控制點并且利用空三倒推出光線的外方位因子的老式攝影成像技術已經無法跟上現在的測繪發展步伐。從上世紀八十年代，航空攝影測繪技術應經逐漸被運用在國內的所有的大城市測繪城市大比例尺地形地貌圖。伴隨著社會建設的必然趨勢，在各個大型城市的相關測繪機構，都需要在其機構中的航測部門增加一些航空攝影的新項目，大比例尺航拍成像技術在我國的各個城市的測繪單位中被迅速的廣泛的運用。

目前階段，伴隨各種航拍新技術的產生運用，比如數字航攝儀DMC、IMU/DGPS新技術、LI-DAR激光測高掃描系統等航拍測繪新技術，以目前的趨勢來看航空攝影測繪技術必然將變成大比例尺地圖的主要的測繪方式。然而，航空攝影測繪技術運用在地籍測繪項目的時間較為短暫，機上航拍自身的技術存在缺陷以及測繪精確度的不足之處，有時依然無法完成預期的測繪目標。

二、航空攝影操作的關鍵和方式應用

1 攝影精確，設計科學

在航空攝影測繪的過程當中需要先對攝影實施準確的計算，從而令別的相關要求都有一個很好的發展，同時需要注意的是要優化航拍的設計。攝影辦法是要先確定好攝影的地點以及實施一個適合的角度攝影從而能夠進行準確的設計計算。進行攝影測繪必須要切合現實情況，利用適合的比例來對收集到的數據以及圖像進行還原，此外還需要添加一個大比例尺的數字圖，增加攝影的準確因子，增強攝影高度、比例尺、以及攝影的焦距以及圖像的清晰度，經過以上的因素從而對攝影設計進行優化。另一方面，對圖像進行還原的方案必須要是科學合適的，圖片以及數據的收集設計需要有根有據，需要依據實際的圖像從而進行數據以及圖片的收集相關設計，測繪不能僅僅關注在繪制圖像上，應當具有數據性的圖像視頻。

2 收集精確，處理科學

在航空攝影測繪過程當中需要對攝影器械攝影收集到的數據以及圖片實施精確的計算分析，收集的方式要合理，滿足相關的指標要求，利用精確的定位以及攝影的方式是科學合理的，從而使攝影的結果更加的切合實際情況、更加的精確。另一方面實施攝影的相關作業人員也需要對于攝影的方法有個準確的認識，根據攝影的高度不同，所采用的攝影辦法都要根據實際做出調整。同樣需要關注的是相關數據的處理方式，處理方式需要通過反復的分析探究以及相關人員的反復推算，從而可以完成對于各種數據的科學統計分析，因此令航空攝影測繪工作能夠很好的被執行。航空攝影首先要在使用的飛機外體組裝好測繪過程當中所需要使用到的相關裝置，因此能夠對地面實施豎直攝影，從而得到有關的圖像視頻，指導數據的采集朝著自主化以及數字化方面進行開發。

3 質量檢測精確，結果提交科學有效

在實施航拍測繪的最終階段需要針對收集到的相關數據實施高要求的檢測，對于攝影的整個過程實施精確審核以及研究，從而達到整體的質量準確性標準，此外在最終階段的檢測作業中必須要把控好質量的這個標準。針對攝影的方式要增加每個操作單元智聯的相互聯系，能夠分辨出各個操作單元之間的異同點，對于攝影的具體項目實施整體的計算，同時對于計算得到的結果要進行多次推導驗證，驗證結果是否符合實際情況，增加其真實性。此外對于數字的準確度、數據的完整性以及精確性都要實施驗證，而進行驗證的部門都是相關的質量檢測部門，對于檢測和驗證的過程都需要依照相關的要求，將合同中的規定作為依據。在檢測合格之后再實施相關的驗證，如果出現檢測資料不達標則驗證部門能夠拒絕驗證。

三、航空攝影測量新技術的應用

1 數字航攝儀DMC

DMC航空攝影相機是利用四個多頻率的接收器分別接收紅、藍、綠三色光以及近紅外數據；而四個全色傳感器分別捕捉的影像，依靠少量的重疊區域生成一個大的7680′13824鑲嵌影像。此系統能夠在各種光線環境中，通過調整相機的曝光時間，保證圖片的質量，該系統對于地面的分辨率能夠達到5cm。低空數字航空攝影測量以2000萬像素以上的小像幅數碼相機為傳感器，采用無人飛機進行低空航攝，具有機動、快速、經濟等優勢。此種技術可以在較短的時間內獲得部門地區較為準確的高分辨率的數字圖像，另外對于天氣以及機場的依靠性較小，目前已經被廣泛的應用在應急保證、防災減災、圖形測繪等方面。

2 IMU/DGPS輔助航空攝影測量技術

GPS，即是全球定位系統，運用在航空攝影測繪后，利用空三素的辦法得到角元素，從而完成了部分直接得到投影光束。IMU/DGPS，即是慣性測量單元/差分GPS，運用在航拍之后，能夠直接取得三個線元素以及三個角元素，極少需要甚至不需要地面控制點就能夠實施航空攝影測繪，從而大大的簡化了攝影測繪工作。IMU/DGPS協助航空攝影的工作原理是利用了IMU、DGPS兩種新技術的綜合分析驗算，從而得到了具有十分高的準確度的航空攝影測繪相關的概念、技術以及方案。

這種攝影方法的工作方式是首先利用組裝在飛機外體上的GPS接收裝置或是地面站點的GPS接收裝置，進行持續的并且同步的檢測太空中的GPS衛星信號，接下來是利用GPS載波相位測繪差分定位技術的協助從而得到了航空攝影儀的有關定位數值。IMU/DGPS技術能夠直接的得到每一張攝影到的圖片外方位元素，把其當作加權檢測值參加到攝影測繪區域網的平差，因此得到了準確度更加高的圖片外方位元素結果，這種測繪的方法叫做IMU/DGPS協助航空三角測繪方法。高準度的差分GPS與慣性測繪部分得到航拍的曝光時間的圖像定位期空間位置，之后再針對去實施變差的更正，因此得到個各張圖片的高準度外方位元素的方法稱作直接定向法。

3 LIDAR激光測高掃描系統

LIDAR激光測高掃描系統通過GPS輔助空中三角測繪技術，能夠減小地表的控制點，減短測繪時間，降低成本，可以真正應用于困難地區、無圖區及邊境區的基礎測量。

結語

伴隨著計算機以及互聯網通信相關的技術的開發與研究，航空攝影測繪技術已經從模式測量朝著數字化測量轉化，從而做到了運用高科技技術來代替人進行測繪，令攝影測繪全面地走進數字信息化的測繪階段。當前行業內多數使用的大比例尺圖紙測繪技術大多數都是應用航空攝影技術，其已經成為了航空攝影的核心研究項目，各類航空攝影的新型技術必然會逐漸地被改善，根據航攝地區的特點選擇合適的技術獲取影像，極大地提高航攝效率，縮短獲取影像周期，提高影像質量。

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