SWDC航攝儀在航空攝影測量中的應(yīng)用研究

殷嘉磊 鄧琴

（江西省地理國情監(jiān)測遙感院 江西南昌 330000）

SWDC航攝儀在航空攝影測量中的應(yīng)用研究

殷嘉磊 鄧琴

（江西省地理國情監(jiān)測遙感院 江西南昌 330000）

SWDC航攝儀的研制成功，使我國的航空攝影測量事業(yè)取得的極大的進步，改變的了傳統(tǒng)中只能用膠片攝影儀進行航空攝影測量的現(xiàn)狀。本文主要介紹了SWDC航攝儀的系統(tǒng)，并且對其在航空攝影測量中的應(yīng)用做了相關(guān)實驗，而結(jié)果表明，它在大比例尺線路的生產(chǎn)中，以及在于SWDC的GPS輔助航空攝影空中三角測量的方法都有著不俗的表現(xiàn)，能夠很好的滿足我國現(xiàn)在航空攝影測量的規(guī)范和要求。

SWDC航攝儀；航空攝影測量；應(yīng)用研究

我國傳統(tǒng)的航空攝影測量技術(shù)一直是采用膠片攝影儀來完成的。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，這樣的技術(shù)亟待改革和創(chuàng)新。在2007年，經(jīng)過我國的測繪科研院和首都師范等各方的合作和不懈努力，終于研制出了SWDC-4航攝儀這一成果，從而改變了我國航空攝影測量的現(xiàn)狀，也填補了我國在這一方面的一個空白。

1 SWDC航攝儀的優(yōu)勢

航空攝影測量中，若是要制作大比例尺的工作圖樣，那么就需要很高的地面高程精度。而以往的光學(xué)相機在進行航空攝影的時候，有時為了趕工程的進度，往往會在天氣不好的情況下進行拍攝，這就造成了好多航空攝影最終拍出的影像，模糊不清或者色彩灰暗等，從而也嚴重影響到了測量的精度。有時候可能因為長時間的天氣原因，最終，只能放棄航空攝影測量。但是，此時如果應(yīng)用短焦距SWDC數(shù)字航攝儀，就可以進行小的攝影比例尺的航空拍攝。因為這樣相機的相元要比其他普通數(shù)碼相機大有一倍多，所以在同樣的成圖的比例尺下，SWDC航攝儀的航高可以降低一倍，這可在使得在相對不好的天氣狀況下，進行飛行拍攝，從而節(jié)約了工作的時間和費用。SWDC數(shù)字航攝儀在感光度方面可以隨意的進行調(diào)整，這使得它無論在1000m高度的云層下，還是陰天或者輕霧的天氣狀況下，都可以通過對圖像的預(yù)先處理從而獲取清晰合格的影像資料。由于SWDC航攝儀航攝時需要的飛行高度低，CCD的動態(tài)范圍又非常的寬，這使得其在對風行高度和天氣因素等方面的要求都大大低于傳統(tǒng)的各種光學(xué)相機。再加之她的基高比大，而且高程測量的精度很高，技術(shù)優(yōu)勢非常的明顯。還有就是這項技術(shù)無需地面控制點或者只需要少數(shù)的地面控制點作業(yè)，便可以完成航空攝影測量的工作。這樣進一步的簡化了工作流程和加快了整個測量工作的速度。本文主要通過對SWDC航攝儀的系統(tǒng)進行闡述和試驗，從而得出其在航空攝影測量中的優(yōu)勢和作用。

2 SWDC航攝儀系統(tǒng)簡介

SWDC的航攝儀的特點，SWDC系列的航空相機，無論是單幅還是四拼等各種相機，都可以安裝到蜜蜂-3這種超輕型的風機上，而且相機可以實現(xiàn)無人操作。SWDC除了有著常規(guī)相機的特點外，它還有這各種可更換的鏡頭，從而使它可以適應(yīng)各種地區(qū)航攝和不同比例尺的成圖。SEDC航攝儀的基高比很高，在GSD同等的條件下，它要比一般相機取得更高的高程精度。SWDC的色彩不是融合色彩，而是BAYER，這使得其在成圖中，圖像更加的逼真，特別是對自然色彩和植被等影響的反應(yīng)，絕對不會出現(xiàn)色彩錯位重疊等現(xiàn)象。GPS實現(xiàn)了空中定點曝光，小比例尺的航測工作可以實現(xiàn)無地面基站作業(yè)，減少了戶外作業(yè)的工作量。

3 GPS輔助空中三角測量

GPS輔助空中三角測量就是指在進行航攝的瞬間，通過采用動態(tài)GPS定位技術(shù)來確定出攝影的中心，然后將其作為附加值引入到航空測量中來，經(jīng)過一系列的數(shù)據(jù)模型和算法，整理和確定物體和相片的方位元素等這樣的技術(shù)。

根據(jù)SWDC航攝儀可以實現(xiàn)無基站作業(yè)的特點，所以在實驗中使用了精密單點的定位技術(shù)，這種技術(shù)主要是通過IGS提供的信息或者自己計算的GPS衛(wèi)星的精密鐘差，然后結(jié)合SWDC內(nèi)置的一臺攝站GPS接收機，攝站GPS可以實現(xiàn)三個數(shù)據(jù)功能的傳輸：①攝站坐標采集的數(shù)據(jù)；②定點曝光的數(shù)據(jù)；③風行導(dǎo)航的數(shù)據(jù)。

4 試驗結(jié)果和分析

以某地作為實驗區(qū)，GSD是0.15m，相對的航高是1100m，成圖的比例尺是1：2000，從而來實驗SWDC航攝儀在航空攝影測量中的應(yīng)用。

4.1 試驗材料

表1為SWDC航攝儀試驗用的相關(guān)技術(shù)的參數(shù)。GPS輔助空中三角測量軟件采用的是SSK自動化處理系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以自動采集數(shù)據(jù)和整理數(shù)據(jù)，在世界上也是少有的自動化軟件之一。在SSK攝影測量工作中，進行轉(zhuǎn)點測量，并且人工全面立體的對平面坐標進行量測。

表1 試驗影像的相關(guān)技術(shù)參數(shù)

4.2 數(shù)據(jù)分析

為了更好的分析在單點定位下GPS輔助航空測量，SWDC航攝儀的攝站坐標所能達到的加密精度，從而可以通過改變GPS輔助三角測量進行分析。表2列出了其中具體的加密結(jié)果，分析其結(jié)果，并得出以下的結(jié)論。

表2

從這次GPS輔助空中三角測量實驗的結(jié)果看，它符合相關(guān)的規(guī)定的要求，而就其對多余點的控制精度來看，GPS攝站坐標解算也是正確的，所以利用GPS輔助空中三角測量是可靠的。

目前，SWDC航攝儀，通過GPS單點定位技術(shù)所獲得的攝站坐標基本上可以達到中小比例尺空中三角測量控制點精度的要求。而從實驗結(jié)果也可以看出，區(qū)域網(wǎng)平差的精度會隨著地面控制點的減少而減低，特變是當?shù)孛鏇]有控制點的時候，出現(xiàn)的誤差則是更加的明顯。所以要想使測量精度達到規(guī)范的要求，就必須要做好地面的各方的控制方案。SWDC航攝儀在航空攝影測量時，因為它可以通過GPS單點定位輔助測量，從而不需要過多的地面相片控制，它僅僅需要在測量區(qū)域內(nèi)的兩端設(shè)置少量的一些控制點，最終測量的結(jié)果便可以達到一定的測量規(guī)范。從而可以減少相片控制測量的工作，而且也很大程度上航空攝影測量的工作周期。這樣的測量方法，不僅是改變了以前航空攝影測量的方式，而且減少了外業(yè)相控制的測量，以及增加了空中三角測量的精準度。這樣既減少了工作流程，實現(xiàn)地面無基站的操作，同時也提高了工作的質(zhì)量和效率，同時也為最終的數(shù)據(jù)測量自動化奠定了穩(wěn)固的基礎(chǔ)。

從試驗的結(jié)果來看，無地面控制時，檢查點存在的著明顯的系統(tǒng)誤差，這就表明空中控制的GPS攝站坐標也是存在著一定的系統(tǒng)誤差。這時就需要增加四個角落的地面控制點，然后在測量區(qū)域引入一組飄移誤差改正的參數(shù)，從而把GPS攝站坐標的系統(tǒng)誤差在平差過程中進行分離出來，減小系統(tǒng)出現(xiàn)的誤差。最后通過最小二差平差的處理方法，對其進行最合理的分配，從而在整個區(qū)域中，使得平差的精度得到最大的保證。從這個試驗結(jié)果還可以推出，GPS攝站坐標作為空中的控制點，決定這整個測量區(qū)域的平差精度，聯(lián)合平差中，引入擬少量的地面控制點，可以很好的改變GPS所出現(xiàn)的系統(tǒng)誤差，所以如果平差前能很好的消除GPS所帶來的系統(tǒng)誤差，則能很好的提高其精度，那么無地面控制的空中三角測量也可以很好的實現(xiàn)。

5 總結(jié)

本文通過對SWDC數(shù)字航攝儀在航空攝影測量中，對空中三角測量技術(shù)的試驗表明，在進行大比例尺測圖工作生產(chǎn)中，GPS輔助空中三角測量的技術(shù)，在死角地面區(qū)域設(shè)4個控制點，可以滿足高空測量對精度的要求，所以在用SWDC航攝儀進行航空攝影測量時，能很好的提高制圖的效率和質(zhì)量，縮短工作時間。保證在工作期間之內(nèi)完成整個的測量工作。而本次的試驗結(jié)果也說明，SWDC航攝儀更適合應(yīng)用在中、小比例尺的基礎(chǔ)測繪攝影中，因為其高程精度高，而且還有體積小、分辨率高和對天氣因素要求的較小等多種優(yōu)點，這使得它對傳統(tǒng)的航空攝影測量方式有著深遠的影響。

[1]鄒友峰，李天子，劉先林.大面陣數(shù)字航攝儀SWDC的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2013，15：4302～4310.

[2]張建霞.SWDC數(shù)字航攝儀的界址點測量應(yīng)用初探[J].測繪科學(xué)，2015（03）.

[3]黃瑤，張彩霞，奚歌，姜建.A3航攝儀在海島海岸帶測繪中的應(yīng)用研究[J].海洋測繪，2016，05：79～82.

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A

1004-7344（2016）35-0184-02

2016-11-26