數(shù)碼航測(cè)成圖像控布設(shè)方案研究

■　劉青

（新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院測(cè)繪工程院新疆昌吉831100）

數(shù)碼航測(cè)成圖像控布設(shè)方案研究

■劉青

（新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院測(cè)繪工程院新疆昌吉831100）

隨著航空攝影技術(shù)的不斷發(fā)展，以及數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品的社會(huì)需求日益擴(kuò)大和數(shù)字測(cè)圖技術(shù)不斷完善，數(shù)碼航空攝影已經(jīng)越來(lái)越廣泛的服務(wù)于國(guó)家基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)業(yè)和大型規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)企業(yè)，與目前傳統(tǒng)光學(xué)航空攝影影像，數(shù)碼航測(cè)具有高精度，高分辨率，高效率，低成本等優(yōu)勢(shì)，是當(dāng)代國(guó)際攝影測(cè)量界領(lǐng)先技術(shù)隨著航空技術(shù)的發(fā)展，航空攝影測(cè)量技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到復(fù)雜的地形測(cè)量，城市的測(cè)繪等領(lǐng)域，航空攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用為我國(guó)的測(cè)量事業(yè)提出重要的技術(shù)支撐，為地形勘測(cè)做出重要貢獻(xiàn)。

數(shù)碼航測(cè)成圖；精度估算；像片控制點(diǎn)；航空攝影

在全新的數(shù)字化，信息化的管理模式下，航攝橡片的原始影像，地形地貌及DEM等資料歸屬于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理范疇，數(shù)碼航攝也因此被廣泛運(yùn)用于軍事策劃，交通建設(shè)和國(guó)土資源管理等相關(guān)領(lǐng)域，在目前的實(shí)際應(yīng)用中，大多是以現(xiàn)在的技術(shù)水平為基礎(chǔ)，結(jié)合自身實(shí)際需求進(jìn)行提升和改進(jìn)，并沒(méi)有取得很大的績(jī)效，常常也會(huì)忽略數(shù)碼航攝與傳統(tǒng)航攝的區(qū)別，因而，研究數(shù)碼航攝成圖像控布設(shè)方式探究就具有十分重要的意義。

1　目前我國(guó)航攝的規(guī)范要求

我國(guó)現(xiàn)代航空攝影的基本技術(shù)要求包括：所獲取影像是能夠進(jìn)行立體測(cè)量的真彩色數(shù)字像片;技術(shù)設(shè)計(jì)包括應(yīng)該采用20cm的地面分辨率進(jìn)行工作同時(shí)還有滿足1:2000的比例尺的DlG數(shù)字高程模型Dem和正射影像圖DOM的成圖分辨率要求;配置滿足精度要求的動(dòng)態(tài)測(cè)量型Gps接受儀器;當(dāng)Gps數(shù)據(jù)損壞或精度無(wú)法滿足要求時(shí)，必須要重新拍攝影整條航線;采取東西向方式進(jìn)行航線方向的布置和設(shè)計(jì);航線應(yīng)該以整個(gè)圖幅的中心線布設(shè)，航向重疊60% ～65%，旁向重疊30%～35%;航片最大傾斜角不超過(guò)2°，數(shù)碼拍攝儀旋偏角不能超過(guò)9°

2　數(shù)碼航攝儀的技術(shù)原理

數(shù)碼航攝儀運(yùn)用某種電荷藕合器件，使鏡頭中所形成的光信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，改變?yōu)殡娦盘?hào)，然后將電信號(hào)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別并可讀的“數(shù)字信號(hào)進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別并可讀的”數(shù)字信存儲(chǔ)起來(lái)，最終通過(guò)相關(guān)設(shè)備輸出信號(hào)轉(zhuǎn)化為影像資料。在數(shù)碼航攝儀的整個(gè)系統(tǒng)中，CCD傳感器是核心部件是由許多微小的光電二級(jí)管形成的固態(tài)電子感光部件，其作用相當(dāng)于航空膠片，其工作原理是根據(jù)一定規(guī)律排列的金屬一氧化物一半導(dǎo)體電容器構(gòu)成移位存儲(chǔ)器。

3　數(shù)碼航攝儀的種類

目前，全球運(yùn)用廣泛的數(shù)碼航攝像儀主要有VEXCEL lmaging公司生產(chǎn)的UltraCamD大像幅數(shù)碼航攝像機(jī);卡爾蔡和德國(guó)鷹圖交互計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)子公司合作生產(chǎn)的Dmc大像幅數(shù)碼航攝像機(jī); leica公司生產(chǎn)的ADS40推掃式數(shù)碼航攝像機(jī)等。

4　精度估算及改善

對(duì)于數(shù)碼航攝儀，在影像像幅，焦距，聚焦及系統(tǒng)不可避免的誤差調(diào)整等方面都區(qū)別于傳統(tǒng)的航攝系統(tǒng)，并且隨著計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)能力的提升，數(shù)碼航測(cè)加密區(qū)域網(wǎng)的大小可根據(jù)實(shí)際需求自行確定。

對(duì)于數(shù)碼航空攝像儀，基高比很小，而且是全野外布設(shè)像空點(diǎn)，工作量相當(dāng)大，現(xiàn)階段普遍運(yùn)用CPS測(cè)量技術(shù)，可一次性獲得控制點(diǎn)的高程和平面位置坐標(biāo)，通過(guò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的計(jì)算就能得出控制點(diǎn)的相關(guān)信息，因此只要控制點(diǎn)的高程滿足密度要求便可減小誤差。

5　像片控制點(diǎn)

像片控制點(diǎn)及像片控制測(cè)量的布點(diǎn)方案，是指根據(jù)成圖的方法和成圖精度像片確定航外像片控制點(diǎn)的分布，性質(zhì)，數(shù)量等各項(xiàng)內(nèi)容所提出的布點(diǎn)規(guī)劃，它是體現(xiàn)成圖方法和保證成圖精度的重要組成部分。按像片控制點(diǎn)在航測(cè)成圖過(guò)程中起的作用，航外控制測(cè)量的布點(diǎn)方案可區(qū)分為全野外布點(diǎn)和非全野外布點(diǎn)兩種，全野外布點(diǎn)是指正射投影作業(yè)，內(nèi)業(yè)測(cè)圖定向和糾正作業(yè)需要的全部控制點(diǎn)由外業(yè)測(cè)定的布點(diǎn)方案，這種布點(diǎn)方案精度較高，但外業(yè)工作量大，只在少數(shù)情況下可以用。全野外布點(diǎn)方案按成圖方法不同分為綜合法全野外布點(diǎn)和立測(cè)法。綜合法包括固定比例尺像片測(cè)圖和自由比例尺像片測(cè)圖兩個(gè)不同的測(cè)圖方式。固定比例尺像片測(cè)圖：是指成圖比例尺相等的像片平面或正射影像圖作為圖底所進(jìn)行的測(cè)圖。自由比例尺像片測(cè)圖：是指任意選定比例尺制作像片平面圖，以這樣的像片平面圖作為圖底所進(jìn)行的測(cè)圖。

非全野外布點(diǎn)是指正射投影作業(yè)，內(nèi)業(yè)側(cè)圖定向和糾正作業(yè)所需要的像片控制點(diǎn)主要由內(nèi)業(yè)采用電算加密所得，野外測(cè)定少量的控制點(diǎn)作為內(nèi)業(yè)加密的基礎(chǔ)，這種布點(diǎn)方案可以減少大量的野外工作量，提高作業(yè)效率，充分利用航空攝影測(cè)量的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，自動(dòng)化操作，是現(xiàn)在生產(chǎn)部門主要采用的一種布點(diǎn)方案。選擇布點(diǎn)方案時(shí)要考慮地形類別，成圖方法和成圖精度，還有其他方面的實(shí)際情況，如航攝比例尺，航攝像片的質(zhì)量情況，測(cè)區(qū)的地形條件，儀器設(shè)備及技術(shù)條件，內(nèi)外任務(wù)的平衡情況等情況，這樣才能選出好的布點(diǎn)方案。

6　航空攝影技術(shù)

航天測(cè)量技術(shù)通過(guò)在航空器中安裝攝影儀器，進(jìn)而在空中對(duì)需要測(cè)量的地形進(jìn)行攝影，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，地形的變化的速度非常之快，同時(shí)由于我國(guó)地形結(jié)構(gòu)本身復(fù)雜，依靠傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)很難應(yīng)當(dāng)特殊地形進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，以此借助航空攝影技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜地形的測(cè)量，并且航空攝影測(cè)量可以縮短測(cè)量工作周期，提高工作效率。要根據(jù)具體測(cè)量對(duì)象的不同做出不同的研究方案，航天測(cè)量的測(cè)量距離相當(dāng)遠(yuǎn)技術(shù)水平也要求更高，對(duì)攝影及測(cè)量人員的要求更嚴(yán)格，并且環(huán)境造成的干擾對(duì)攝影的影像更大。

目前我國(guó)航空攝影測(cè)量技術(shù)的任務(wù)包括對(duì)地形面貌的測(cè)量和非地形測(cè)量?jī)煞N。地形測(cè)量是航空攝影測(cè)量的主要任務(wù)，它通過(guò)對(duì)測(cè)量地形的攝影，加強(qiáng)對(duì)地形的了解，并且按照比例尺對(duì)攝影的對(duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確的濃放，以此實(shí)現(xiàn)測(cè)量的目的。非地形測(cè)量不是以測(cè)量地形為目的的，而是通過(guò)對(duì)地形的攝影觀察地形的變化，以此發(fā)現(xiàn)地形變化的原因，通過(guò)航空攝影技術(shù)可以對(duì)地形進(jìn)行勘測(cè)，分析該區(qū)域，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)該區(qū)域的合理開(kāi)發(fā)和利用，航空攝影技術(shù)的非地形測(cè)量功能被越來(lái)越多的領(lǐng)域所應(yīng)用，其發(fā)揮的價(jià)值越來(lái)越大。

7　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，近年在鐵路建設(shè)，公路建設(shè)和鋪設(shè)，圖形圖描繪等相關(guān)工作領(lǐng)域，數(shù)碼航測(cè)數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)得到很好的應(yīng)用，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)證明航測(cè)方法測(cè)繪各種像片的精度都能滿足勘測(cè)設(shè)計(jì)的要求，為整個(gè)工程設(shè)計(jì)階段進(jìn)行計(jì)算機(jī)鋪助設(shè)計(jì)打下了牢固的基礎(chǔ)，并且改進(jìn)后的精度估算公式更加適用于數(shù)碼航測(cè)的高度精準(zhǔn)估算，在很大程度上解決了生產(chǎn)供應(yīng)問(wèn)題，具有很高的市場(chǎng)推廣價(jià)值。

[1]徐青，常歌，楊力基于自適應(yīng)分塊的TLN三角網(wǎng)建立算法中國(guó)像圖圖形學(xué)報(bào)2007.9.21

[2]武曉波，王世新，肖春生，三角網(wǎng)建立算法測(cè)繪學(xué)報(bào)2009.3.26

[3]李立波，譚建容約束三角剖分地分析2008.9.27

{P286+.4}[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-3-336-1