基礎地理信息采集的航測工藝的應用探究

■王志剛 王瑞辰

（吉林省航測遙感院吉林省吉林市130061）

基礎地理信息采集的航測工藝的應用探究

■王志剛 王瑞辰

（吉林省航測遙感院吉林省吉林市130061）

隨著信息技術的發展，基礎地理信息在采集的過程中越來越依靠信息技術，目前地理信息采集技術，在航測工藝上是的使用也越來越廣泛，本文首先針對地理信息采集的特點進行了介紹，隨后分析了現代化航測工藝的優點和缺點，針對大比例地圖中的使用進行了針對性的分析，目的是提高整個新航測的成產工藝，從而最終提高整個地體的生產效率。

基礎地理信息采集航測工藝應用

1 前言

近年來，航空攝影的CCD(Charge Coupled Device)和CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)的不斷發展，相應的我國地理信息采集在精確度和準確性上也得到了一定的發展，本文針對基礎地理采集在航測工藝中的運用進行了詳細的分析。

2 數字航測相機的發展現狀

2.1 CMOS面陣傳感器。生產廠商可以簡單的方式、低成本、大批量生產CMOS面陣。此前,CMOS面陣還主要用于對輻射質量要求較低的領域,諸如文印、條形碼掃描儀、傳真機和手機等。然而,現今的情況發生了巨大的變化。首先,Kodak在KodakProSLR系列相機中引入了14M像素的CMOS面陣。

2.2 CCD面陣傳感器。用于航空攝影的中幅面面陣傳感器也發生了類似的發展。在航空攝影行業,CCD面陣仍然占主導地位,CCD面陣幅面已從典型的15M像素增加到30-40M像素。Kodak首先將其KAF系列相機的CCD面陣從12-16M像素分別增加到31-39M像素。Dalsa生產了33M像素的CCD面陣,并能以單色和彩色兩種方式成像。這些新型CCD面陣所產生的影像像素數的增加,是通過使用更小尺寸的像元來實現的(比如,Kodak的只有6.8U,Dalsa的也達7.2um)。當用于一個標準尺寸的芯片(如36mmX48mm),更小的像元尺寸意味著可以產生更多的像素數。先進的技術和工藝確保小尺寸的像元仍能保證之前的9-12um的大尺寸像元的福射質量 (靈敏度、動態范圍等)。

2.3 線陣傳感器。線陣是機載推掃相機的基本構件,推掃相機產生連續的地面帶狀影像。此種相機的地面覆蓋尺寸依賴于其線陣的長度。機載推掃相機通常使用4000-14000個像元的線陣傳感器,并且都使用CCD傳感器。高端CCD線陣的供應商有Atmel(France)、e2/(UK)、Kodak(USA)和Fairchild(USA)。

3 基礎地理信息采集的航測工藝大幅面框的運用

為保證航拍效率,數字航測相機大都采用大幅面框幅相機,其影像大小為50M像素以上。大幅面框幅相機可分為兩類:第一類數字航測相機安裝有一個大幅面面陣的單相機,可以產生單色框幅影像;第二類數字航測相機由多個中幅面框幅相機組合成一個復雜的成像系統,其中每個單相機產生的子影像,經過數字圖像處理技術拼接形成一幅綜合的大幅面數字影像。

單鏡頭大面陣相機。大幅面單面陣框幅相機采用商用最大CCD面陣。由于這種面陣難于生產,產量較低,所以尤其昂貴。其用途一般僅僅限于國防安全、軍事偵察、警事巡查等領域。Recon/Optical公司是一個專為政府部門和空軍提供大幅面數字框幅式相機的供應商。

組合相機。民用市場上大都采用多個中幅面相機集成一個大幅面數字航測相機,各子相機所成子影像,利用子影像重疊范圍內的連接點進行配準和幾何校正,拼接形成一個大幅面數字全色影像,利用相機系統中的另一套小幅面多彩色低分辨率影像,與把拼接的全色影像融合成彩色影像。

3.1 成圖周期縮短

相同的工作量,如按常規航空攝影測量方法,需要一年的時間才能完成;如用平板儀測圖,則需要二年的時間;若采用全野外數字一體化作業需一年半的時間?？梢钥闯?航測數字化可以大大縮短成圖周期。

3.2 成圖精度提高

平板儀法測繪的一代地形圖,經對照檢查統計,主要地物點平面精度和高程注記點精度、等高線精度均要高許多,所表示的地形、地貌逼真、詳盡,圖幅信息量高于平板儀測圖。

3.3 一些建議

盡管航測全數字化作業投人的儀器設備成本較高,但與成圖周期短、精度高的優勢相比還是劃算的。如果采取一些改進措施,還可進一步提高工作效率。

航測成圖,最好不要進行房檐改正,這樣可以減少許多工作量。我們這次采取只改沿街大于20cm的房檐,雖然增加工作量不是很大,但也出現一些混亂。對圖的使用來說意義并不很大。

4 采用航測工藝在基礎地理信息采集中的總結

4.1 精度高

通過基于寬角組合相機子影像重疊區域自動匹配的自檢校,達到輕小型化設備的精密等效中心投影構像,支持高精度空中三角測量;與此同時,通過自檢校的四個傾斜子相機,一次飛行即可獲取四個方向的建筑物側面影像,可為城市景觀的三維表達、精細建模以及可視化提供一種薪新的、快捷的技術方案。

4.2 效率高

高精度LiDAR系統能快速獲取建筑物的高度信息,通過濾波方法能剔除植被等其他地物,為基于真正射影像+LiDAR數據+矢量數據的快速構建建筑物三維模型提供了建筑物模型的高度信息獲取。

4.3 美觀性好

真實紋理是重建建筑物精細三維模型必不可少的。采用基于組合相機的多視定向影像給建筑物幾何模型貼賦表面紋理的方法,解決以往利用二維圖像和建筑物三維幾何模型進行配準采集紋理,需要人工干預、而且精度低、速度慢、紋理美觀性差等問題。

5 結束語

綜上所述，采用航測的方法，在一定程度上能夠增加地理信息建設的準確性和便捷性，對于大幅面框信息搜集中具有較強的意義，在傳統攝影的技術上實現了技術的革新，因此采用航測工藝，對于我國及基礎地理信息的采集，將會有更廣闊的發展前景。

[1]史申超.無人機航測系統在地籍測繪方面的應用研究 [D].山東科技大學,2014.

[2]解斐斐.基于無人飛艇低空航測系統建筑物紋理獲取與處理技術 [D].武漢大學, 2014..

P2[文獻碼]B

1000-405X（2016）-6-352-1