基于DEM的航空攝影技術設計方法研究

■安素敏

（遼寧省地理信息院 遼寧 沈陽110034）

基于DEM的航空攝影技術設計方法研究

■安素敏

（遼寧省地理信息院 遼寧 沈陽110034）

在分析基礎地理信息的過程中，航空攝影技術是影響航測成圖質量的重要因素，同時也是影響地理信息分析效度和信度的核心，因此，不斷完善航空攝影技術是十分必要的。本文分為三部分，分別論述和分析了我國航空攝影技術設計現狀，基于DEM的航空攝影技術設計方法以及基于DEM的航空攝影技術應用優勢。

DEM航空攝影技術設計方法研究

0 引言

航空攝影是地形圖和影像圖的基礎信息源，是地理信息系統的主要資料源，在更新和優化信息的過程中扮演著重要的角色。在信息時代迅速發展的今天，地理信息測繪部門及相關信息分析單位對航空攝影技術的要求也越來越高，因此，航空攝影技術的創新設計是社會發展的必然選擇。DEM是用來描述眾多特性空間分布的有序數值陣列，是可以表示地形起伏的三維有限數字陣列，適合于各種定量分析和三維建模，將DEM應用于航空攝影技術設計中可以進一步擴展航空攝影技術的應用范圍，提高該技術的可靠性。

1 航空攝影技術設計現狀

1.1 航空攝影技術設計

航空攝影技術設計水平是影響航空攝影質量的關鍵，同時也是航空攝影的基礎環節。為了保證航空攝影工作的順利完成，提高航空攝影技術設計的合理性和應用性是十分必要的。航空攝影技術設計系統主要由航攝設計用圖、航攝比例尺、航攝分區劃分和相關參數計算等多項內容，在設計過程中要按照一定的要求和標準，嚴格把關和控制各項設計內容，提高設計的整體水平[1]。

1.2 航空攝影技術設計現狀

航攝分區劃分、相關參數計算和航線敷設是航空攝影技術設計中難度最大的部分，其工作量相當繁重，復雜程度相對較高。現階段，隨著時代的發展，新型航空攝影技術設計已經得到了一定的發展，但是由于傳統設計在航空攝影中產生了根深蒂固的影響，因此一些部門仍然守舊，維持傳統設計的繼續應用。新型航空攝影技術設計以現代先進技術為支撐，借鑒現代技術在飛行導航中的應用經驗，取得了較大的復發展，例如美國的ASCOT和德國的CCNS4等，這兩項技術在我國航空攝影工作中得到了一定的發展和應用[2]。

1.3 航空攝影技術設計存在的問題

航空攝影技術設計存在的問題主要包括以下三個方面：（1）相關研究部門對航空攝影技術設計的研究較少，研究重點主要落實在導航方面；（2）設計所需大部分信息均來源于紙圖，人工勞動量較大；（3）在航空攝影技術設計過程中忽視了地形特征的影響，從而使設計方案的可靠性降低。

2 基于DEM的航空攝影技術設計方法

基于DEM的航空攝影技術設計方法在結合DEM和GIS的基礎上，充分考慮了地形特征對航空攝影設計的影響，在GIS技術的支持下，將DEM作為數據基礎，借助一些數學模型和運算方法，解決目前存在于航空攝影技術設計中的問題。下面對基于DEM的航空攝影技術設計中航攝分區劃分、相關參數計算和航線敷設三部分進行詳細的分析[3]。

2.1 劃分攝影分區

劃分攝影分區是航空攝影設計的基礎，同時也是指導后續設計工作的重要內容。基于DEM的航空攝影設計，劃分攝影分區方法總結為以下步驟：（1）在地形參數數據庫的作用下，將其檢測到的攝區范圍所在的圖幅單元作為攝影分區劃分的基元；（2）通過四向鄰域的方法，以基元為中心向外擴散，在擴散過程中要保證區域的連續性，當基元與相鄰圖幅單元滿足一定的劃分高差條件時，新的圖幅單元會與基元合并在一起，形成一個臨時分區。當基元與相鄰圖幅單元不滿足一定的高差條件時，新的圖幅單元就會以新的基元形式存在，并繼續與相鄰圖幅單元進行高差值的比較，直到相鄰的圖幅單元不再滿足自動換分分區的高差條件為；3.將攝區自動劃分為多個符合標準的攝影分區。

2.2 相關參數的計算

地形參數數據庫的建立是保證航空攝影設計水平的重要設計內容，其中包含的計算參數有單元高程信息和單元各點的坡度等，針對不同的地形，要滿足不同的地面坡度范圍和地面高差，具體內容如表1所示[4]。

地形類別 地面坡度（°） 地面高差(m)山地 6-25 300-600丘陵地 2-6 80-300高山地 >25 >600平地 <2 <80

高程參數計算公式：

2.3 航線敷設

航線敷設設計是航線和像主點位置設計的總稱，在設計過程中要滿足一定的重疊度要求，即相鄰像片的重疊部分與整個圖幅長的比值要滿足一定的要求。在計算重疊度的過程中還要注意地形起伏特征對計算結果的影響，從而保證航線設計的準確性。在設計像主點位置時，要在數據基礎DEM中獲取與主點位置相關的數據信息，并按照一定的重疊度要求通過計算機算出像主點位置和航線位置，通過這種計算方式得到的航線敷設設計具有較高的準確性。

3 基于DEM的航空攝影技術設計優勢

首先，基于DEM的航空攝影技術是信息時代的產物，其具備一定的先進性和時代性，其對于實現航空攝影的全面信息化建設具有重要的意義。其次，基于DEM的航空攝影技術設計在GIS技術和DEM技術的共同作用下，優化了航空攝影各個方面的信息源，提高了地理信息測繪和分析的準確性。

4 結論

綜上所述，基于DEM的航空攝影技術設計方法具備較強的應用性和發展潛能，其對于提高航空攝影質量具有重要的價值與意義。

[1]嚴榮華,朱武.基于DEM的航空攝影技術設計系統的建立與應用 [J].測繪通報, 2003,02:4-7.

[2]朱武,嚴榮華.基于DEM的航空攝影技術設計方法 [J].測繪科學,2002,04:42-44+1-0.

[3]段福洲,宮輝力,朱琳.變基線數字航空攝影航線設計與飛行控制——基于DEM的設計方法 [J].自然災害學報,2008,06:17-20.

[4]譚成國,范業穩,司順奇.基于DEM的地理坐標系下航空攝影技術設計 [J].測繪科學, 2008,02:84-87.

P217[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-187-1