基于攝影測量基本原理的航測內業數據轉換技術分析

段磊

大連智慧星云科技有限公司 遼寧沈陽 110034

1 航測遙感影像技術概述

基于實際情況的航測遙感影像技術應用，通過外層空間傳感器可獲得目標影像及非影像信息，是當代人類認知發展與改造的重要技術方法，對推進國防安全建設具有十分重要的意義，所涉及到的應用領域相當寬泛。具體而言，多源遙感影像模型將不同航測傳感器獲得的影像數據進行融合，繼而消除不同傳感器獲取數據之間的冗余和沖突，最終形成新的影像數據。一定程度上而言，航測遙感影像技術應用有效地提升了影像數據的清晰度以及可靠性，所獲取的多源影像數據更加豐富，因而利用價值更高[1]。

2 基于攝影測量基本原理的航測內業數據轉換技術

2.1 解析空中三角測量軟件對比及軟件之間數據轉換方法分析

（1）從數據處理角度分析解析空中三角測量基本原理。解析空中三角測量(下文簡稱空三)是利用連續攝取的具有一定重疊的航攝像片重建航線模型或區域模型，依據少量野外控制點對模型坐標平差處理，從而獲取加密點的平面坐標和高程坐標的過程。空三處理有四個步驟，影像畸變改正、解析法內定向、解析法相對定向和絕對定向。影像在空三處理之前需要將由于相機物鏡變形引起的影像畸變改正掉，否則影像的像點坐標誤差比較大，最大可達幾十個像素，嚴重影響空三處理的過程及成果精度，影像畸變改正可以通過獨立的畸變改正軟件或空三軟件完成，前提是要知道影像畸變參數，此參數可通過相機鑒定文件獲取;內定向的目的是恢復影像與相機之間的位置關系建立投影光束，如圖1所示為恢復后的攝影光束，其中，S為攝影中心也是投影中心，f為焦距，x0，y0為攝影中心在掃描坐標系中坐標，以上內定向所需參數可以通過相機鑒定文件獲取;相對定向是恢復影像之間相對位置關系，建立自由模型并進行模型拼接的過程，此過程是根據計算機自動匹配得到的同名點坐標通過共面方程式解求相對定向元素完成，在實際工作中影像匹配及相對定向是依靠軟件自動完成，不需要其他資料;相對定向建立的自由模型坐標通過控制點平差得到加密點坐標的過程稱為絕對定向。

通過以上分析可知，進行空三處理所需的基礎資料包括:包括原始影像；相機檢校文件;GPS/IMU數據;控制點文件及控制點點之記。空三過程中，相對定向的步驟無需人為參與即可完成，絕對定向可由控制點及GPS/IMU聯合平差完成，若GPS/IMU成果精度不高，平差過程可只由控制點參與完成。

（2）常用空三軟件及軟件之間數據轉換分析。空三的主要成果是影像外方位元素及加密點坐標，空三處理的軟件可分為兩大類:第一類只獲取影像的外方位元素及加密點的坐標;第二類軟件除了具備傳統空三軟件的功能外，增加了影像快拼、DSM/DTM及DOM生成及編輯功能，更方便快速獲取地形資料。不同的空三軟件在智能化程度、數據平差、DSM/DTM及DOM的生成與編輯、與采集軟件接口配置等方面有很大區別。一般情況下做空三處理需要具備以下基礎數據:原始影像;相機檢校文件;POS數據;控制點及控制點點之記。實際生產中不是所有的航飛成果都完整包含這些數據，例如無人機搭載的非量測相機缺少相機檢校文件或相機檢校文件不準確，沒有POS數據或POS數據不完整、丟失，這種情況下部分軟件就缺少了進行空三處理的基本條件。這類情況下可通過pix4D、無人機管家、smart3D等智能化程度較高的軟件進行空三處理，這類軟件具備影像自動匹配排序及相機自檢校功能，可快速獲取空三成果數據。有了空三成果數據就有了影像的外方位元素數據(也可理解為高精度POS)及相機檢校文件，若需要可把成果數據作為已知數據，通過其他空三軟件進行二次空三。例如以pix4D獲取的外方位元素作為POS數據，在pix4D里輸出無畸變影像，以這里得到的POS數據、相機文件、無畸變影像數據為基礎在inpho里進行二次空三，然后利用inpho的DSM/DTM及DOM編輯功能獲取高精度DEM/DOM，最后將空三成果導入采集軟件進行DLG的數據采集是一種內業數據快速處理的實用方案[2]。

2.2 空三成果導入數據采集軟件方法

（1）采集軟件建立工程。按實際情況建立空白航帶，每條空白航帶加載對應無畸變影像，設置影像分辨率，影像分辨率(也稱掃描分辨率)可以通過相機檢校文件獲取，若相機檢校文件里沒有影像分辨率參數，可通過計算得到，計算方法如下：CCD寬度/影像列數=象元大小(影像分辨率)。

（2）編輯相機文件。不同軟件相機文件格式不一樣，可以直接編輯采集軟件相機文件的文本，也可以在軟件操作界面按要求輸入相機文件參數。因為是無畸變影像，這里只需要輸入影像角點坐標及內方位元素x0、y0、f，用于影像內定向，無需輸入影像畸變參數。目前航測相機多為數碼相機，所以框標形式為角框標，編輯相機文件時需要輸入角點像素相對于像平面坐標系的坐標，此坐標包含在空三成果相機文件里，按空三生成的相機文件參數錄入采集軟件。完成以上相機文件編輯后，進行影像內定向，建立投影光束。相機參數錄入時需要注意采集軟件在相機文件編輯模塊所采用的單位，一般有兩種情況，一種是以毫米為單位，一種是以像素為單位，根據軟件自身的設定可按公式相互轉化(如象元大小＊像素坐標=數學坐標)。

（3）建立立體模型。創造了獲取立體模型的基本條件，最后通過測圖軟件自動建立立體模型，就解決了將空三成果導入到測圖軟件的技術問題。航測軟件數據處理的基本原理是一致的，不同軟件在界面設置、處理流程、采用算法等方面有所不同，按此原理，各類航測軟件空三成果導入采集軟件的問題都可解決[3]。

3 結語

航測遙感技術不斷創新，在各行各業發揮重要的作用，內業數據處理需要以技術為支撐，科學、有效、準確進行處理好各項數據，只有這樣，才能全面保證數據有效、有用。