數碼航空攝影測量技術流程與優劣分析

侯波

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2015.36.060

摘 要：針對某土地整理項目測量周期短，精度要求高的需求，選擇采用A3數碼航空攝影測量系統進行作業，論文首先分析了數碼航空攝影測量技術的原理，進而詳細探討了具體的測量步驟，在此基礎上，分析了其優點與不足。

關鍵詞：A3 數碼航空攝影測量 土地整理

中圖分類號：P286 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）12（c）-0060-02

1 數碼航空攝影測量技術的原理

數碼航空攝影測量技術，采用輕型飛機作為航攝系統飛行承載平臺；通過在飛機上安裝航空數碼相機直接獲取數字影像，利用動態姿態感應控制云臺進行姿態實時糾正控制，保證相機拍攝質量；通過外業調繪及布控，利用數據處理軟件進行數據獲取、處理、分析，最終制作成滿足規范要求的DOM、DLG和DEM等測繪產品。

2 數碼航空攝影測量技術的步驟

某土地整理項目紅線范圍面積約17 km2，該項目要在80天內完成項目測繪、可行性研究、規劃設計、單體圖、設計報告和預算等內容；且該地區在這期間正值雨季，較大程度地影響了外業測量人員的實地測量活動，時間緊、任務重。鑒于以上兩大原因，該項目采用數碼航空攝影測量成圖，成圖比例尺為1∶1 000。

2.1 資料收集

項目區收集到的現有資料有：①測區成圖紅線范圍；②測區1∶10 000土地利用現狀圖；③測區附近的高等級控制點（GPSA級點和C級點）5個，且控制點經過檢驗，精度滿足規范要求。

2.2 航空攝影

該項目航空攝影采用動力懸掛滑翔三角翼作為航攝系統的飛行承載平臺，在三角翼飛機上安裝A3航攝儀（焦距300 mm，像元尺寸12μm，地面分辨率0.1 m），利用三軸全向穩定云臺進行姿態實時控制。將測區各參數輸入航攝計劃設計軟件，進行自動計算，得到測區航攝計劃的各種航攝因子如下。

（1）航攝比例尺為1∶17 000；（2）設計航高為3 000 m；（3）對應地面分辨率為10 cm；（4）旁向重疊度為60%，航向重疊度為56%。按照航攝計劃將測區劃分成18條航線對地面進行攝影（共獲得98張航攝數碼像片，均能滿足1∶1 000航測成圖要求。

2.3 像片控制測量

為保證成圖精度，該項目像片控制測量采用了平高區域網的布設方案。在測區四角布設平高點，中間加布少許平高，布點方案見圖1。

此次像控測量采用GPS-RTK技術進行像片控制點的聯測，采用美國天寶（Trimble）公司生產的R6型號GPS接收機及TSC2電子手簿，其動態測量定位精度為：水平：±10 mm+1 ppm RMS垂直：±20 mm+1 ppm RMS在整個航區內共采集像控點25個，各點相對于起算點的平面中誤差均小于5 cm，相對于起算點的高程中誤差均小于10 cm。

2.4 全數字空中三角測量

空中三角加密測量采用VirtuoZo數字攝影測量工作站進行觀測，利用PATB軟件進行平差解算。所有的基礎控制點都必須作為像片控制點或檢查點參加空三加密計算。

空三加密過程中，對于內業檢核無誤的外業像控成果，直接使用外業測量數據提供下工序使用，使用空三加密后的成果資料在檢查無誤后可提供下工序使用，對于空三加密過程中發現的精度超限點位，要分析原因，確認外業成果有誤的，若像控點位于加密區內部，可以舍去。該項目空中三角測量利用PATB軟件平差解算結果。

2.5 內業立體采集

內業采集、編輯采用Virtuozo和南方CASS軟件。立體采集時應做到測繪地物、地貌元素無錯漏、不變形、不移位。

（1）采集依比例尺表示的要素時，應以測標中心切準其定位點或定位線；（2）背向主點的地物在該條航線無法采集到時，要在相鄰航線上補測，不可丟漏；（3）相鄰模型應采集到模型重疊的中間部分。因陰影、遮擋等原因無法確認地物地貌的部分應做好標記，以便外業補測。

2.6 外業調繪補測

外業調繪工序是保證地形圖地理精度的重要環節。其主要任務是實地核查內業判讀和采集的數據，根據圖件需要表示的內容要求取舍影像上的地物、地貌，并對影像上沒有的新增和變化地物、地貌進行補測，實地調查、注記地理名稱，做到圖面整飾清晰、符號運用恰當、注記準確無誤，保證質量。

2.7 數學精度計算分析

精度檢測分析采用全站儀、RTK對地形圖要素進行采集，和地形圖上相應要素的平面、高程成果進行比較，從而獲得地形圖的數學精度，按公式計算出圖幅平面、高程中誤差。

式中：δ為采集值與圖上值較差；N為δ的個數。在測區內均勻選取10幅圖，共選取265個明顯地物點進行實地測量，測量結果與內業采集數據進行比較，計算得到平面點位中誤差為15 cm，高程中誤差為28 cm。

通過實測高程與內業采集高程數據比較，發現不同點的高程差值高低各異。這種差異必定會較大程度地影響土地整理項目中的平整土方計算，從而影響整個項目的總投資，故需要外業測量人員實地重新測量高程點。

3 數碼航空攝影測量的優點與不足

將數碼航空攝影測量技術引入土地整理項目測繪中，可以明顯發現該技術給土地整理項目帶來的兩大優點。

（1）數碼航空攝影測量將常規測量的大量外業工作轉入內業，大大避免了因天氣惡劣不能進行常規測量的停工、誤工現象，較大程度地提高了測量工作效率、縮短了測量周期，為土地整理項目后期的可行性研究、規劃設計、單體圖、設計報告和預算等內容爭取了足夠的時間，保證了整個項目的順利進行。

（2）數碼航空攝影測量成圖具有直觀、易懂的特點，以往完全看不懂測量圖的當地群眾能夠快速清楚地辨認航空正射影像圖上的地物和地貌，大大縮短了與當地群眾進行圖形講解說明的時間，更大程度地了解到當地群眾現有農田耕作亟需解決的具體問題。

除了上述優點之外，也發現了一個不足之處，主要是內業采集高程不能滿足大比例尺土地整理項目平整土方計算的要求。

參考文獻

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