航空摄影测量法

航空摄影测量法（共12篇）

航空摄影测量法 篇1

开展农村宅基地确权登记发证, 是深入贯彻落实《中共中央国务院关于加大统筹城乡发展力度进一步夯实农业农村发展基础的若干意见》, 全面、准确地查清全国农村集体土地权属状况, 登记确认农村集体土地产权, 依法保护农民集体和个人的合法权益, 奠定农村集体土地产权管理的基础, 为农村土地管理制度和农村土地产权制度改革创造条件。全国各地陆续开展了农村宅基地确权登记发证工作。本文结合工作实际, 主要对航空摄影测量法在农村宅基地确权登记发证工作中应用优势进行分析。

1 航空摄影测量法概述

航空摄影测量法是指在界址点坐标全部采用解析法外业实地测定, 地物点及其他要素的平面位置采用航空摄影测量法施测。即:以航空摄影资料为信息源, 利用数字摄影测量工作站 (DPW—digital photogrammetric worker) , 经数据采集、数据处理、地物测绘、图形编辑、生成符合地籍管理要求的数字线划图 (DLG) 。将解析界址点、界址线及其他地籍要素与数字线划图叠加, 经调整和整饰, 形成数字地籍图。其主要工作和技术流程, 如图1。

2 农村宅基地的现状对全野外地籍测量的影响

农村宅基地确权登记发证的主要任务是以县 (市、区) 为基本单位, 依据第二次土地调查成果和年度土地变更调查成果、已有的土地权属和土地登记资料, 对宅基地使用状况全面进行权属调查 (核查) , 查清宅基地宗地的界址位置、界线走向、面积;调查成果经公示确认后, 作为宅基地使用权登记发证的依据, 登记造册, 核发证书。根据地籍调查成果和土地登记结果, 建立宅基地使用权数据库和管理系统。近年来, 随着各级政府涉农优惠政策的不断推出, 农民生活和经济条件有了新变化、新提高。但是在农村宅基地使用管理中, 由于涉农政策制度上和工作中的缺陷, 各种矛盾日益显现。采用全野外地籍调查方法, 严重影响和制约着农村宅基地确权登记发证工作的顺利进行。

2.1 农村宅基地建房混乱、规划滞后, 对全野外地籍测量的影响

全国大部分村庄的建设缺乏科学规划指导, 加上长期以来宅基地无偿使用, 农民住宅低水平重复建设, 村庄“散、乱、小”现象普遍存在, 土地利用比较粗放。村庄规模过度扩张, 或是沿公路“线状”延伸, 或是沿村庄外延扩展, 没有形成集中布局的势态, 使得村庄四周新楼林立, 而内部却破烂不堪, 空心村越来越多, 使作业员在采集数学要素、地形要素的时候非常困难。

2.2 宅基地闲置、长期无人居住, 对全野外地籍测量的影响。

随着社会的飞速发展, 市场经济的不断深入, 农业生产机械化程度的不断增强, 农村大量的剩余劳动力选择进城务工, 致使自己的宅基地闲置, 其次是富裕起来的一些农民纷纷进城购房定居, 成为城市居民, 他们通过合法途径取得的农村宅基地长期无人居住, 处于闲置状态。还有就是因为农村宅基地在一定程度上具有福利和社会保障的功能。当前, 由于自然环境、成本等因素, 城镇居民在农村购置宅基地、违法建造住宅、侵占耕地的现象增多, 造成圈而未建、建而未住的也随之增多, 使作业员在采集数学要素、地形要素的时候非常困难。

2.3 宅基地隐形交易, 难以确权, 对全野外地籍测量的影响

在我国的广大农村, 一方面, 宅基地隐形交易频繁, 由于缺乏必要的程序和手续, 致使无法确权登记, 另一方面, 农村违法建房普遍存在, 未批先建、少批多建以及一户多宅现象比较籍突要素出采集, 困行难, 政致区使确划权要登记素发、证缺地乏一籍定要的法素律采性和集公信困力难。, 致使确权登记发证缺乏一定的法律性和公信力。

3 航空摄影测量法在农村宅基地确权登记发证工作中的应用优势分析

3.1 地籍图测绘方法的优势分析

地籍图测绘方法主要有全野外数字测量成图、数字摄影测量成图。全野外数字测量是在已知控制点上架设全站仪或GPS, 同时采集测站点与界址点、地形点、其他细部点之间的距离、角度等数据或直接采集界址点坐标;将其自动传输到电子手簿、IC卡或便携式微机记录, 现场绘制草图。内业借助计算机及其配套的数字测图软件, 通过数据处理和图形编辑生成数字地籍图。而航空摄影测量法是指在界址点坐标全部采用解析法外业实地测定, 地物点及其他要素的平面位置采用航空摄影测量法施测, 作业员主要在像片上进行量测和解译, 无须接触被测物体本身, 很少受自然和地理条件的限制。二者比较, 全野外数字测量法要架设全站仪或GPS, 同时采集界址点、地形点、其他细部点等, 再加上宅基地现状对地形要素测量的影响, 使之过程繁琐、施测困难。而航空摄影测量法只实地测定界址点, 地物点及其他要素采用航空摄影测量法施测。其外业工作量少、工序简单、不受宅基地现状对地形要素测量的影响。

3.2 生产效率优势分析

无论是采用全野外数字测量法成地籍图, 还是采用航空摄影测量法成地籍图, 其最终地籍调查成果都是一致的。作者结合工作实际, 对两种方法进行了比较。在面积为0.3平方公里的行政村内进行宅基地调查, 全野外数字测绘地籍图, 一个班组 (4个人) , 10个工作日, 才能完成, 而采用航空摄影测量法, 一个班组 (2个人) , 5个工作日就可以完成, 由此可见, 航空摄影测量法较全野外数字测绘法, 在生产效率上有很大的优势。

3.3 生产经费节约分析

降低组成项目成本的费用, 节约各项费用的支出, 除了狠抓企业管理外, 应制定先进合理的施工方案。那么, 选择航空摄影测量法就是一种比较合理先进科学的施工方案。在实际工作中, 采用航空摄影测量法对一个行政村进行地形、地籍图测量, 一个班组4个人, 只需5个工作日就可以完成。如果采用全野外数字测量, 一个班组4个人, 需要15个工作日才能完成, 由此产生的工人工资、材料费、运输费、直间接等总成本将远远超过采用航空摄影测量法的总成本费用。所以, 笔者认为采用航空摄影测量法可以较大的节省项目生产经费和财政投入。保证企业的良性循环, 提高市场竞争力。

4 结论

航空摄影测量法无须接触被测物体本身, 很少受客观因素的限制, 在农村宅基地确权登记发证中, 能克服农村宅基地建房混乱、长期闲置等各种不利因素的影响。随着该技术的不断发展进步, 数据采集的作业效率和成图精度也将不断提高, 更能够适应和满足农村农村集体土地确权登记发证的技术要求, 未来必将发挥更大的作用, 服务国民经济建设和国土资源管理。

摘要：本文结合作者的工作实际, 根据农村宅基地的现状给全野外地籍调查方法带来的种种不利, 主要探讨分析了航空摄影测量法在农村宅基地确权登记发证工作中的应用优势。

关键词：航空摄影测量法,农村宅基地,地籍,应用分析

参考文献

[1]方义祥.农村宅基地特征、现状及管理探析.现代农业科技, 2007 (24) .

[2]曹泉根.在农村村庄地籍调查中采用航空摄影测量技术方法的应用研究.现代测绘, 2012, 9, 35 (5) .

[3]李德仁, 王树根, 周月琴.摄影测量与遥感概论.北京:测绘出版社, 2008, 10.

[4]中华人民共和国国土资源部.地籍调查规程.TD/T1001-20122012.9.1.

航空摄影测量法 篇2

基于数学和分析力学角度分别推导了航空矢量重力测量的数学模型,得到了一致的模型公式;给出了矢量模型的3个分量形式,其中垂直方向的分量就是标量重力测量的数学模型;简要介绍了我国研制成功的航空标量重力测量系统CHAGS的数据处理的过程,分析了标量重力测量中测线交叉点和重复测线的重力异常的`精度;根据实测数据计算的结果表明:测线交叉点重力异常不符值的标准差约为5×10-5ms-2左右,重复测线的内符合精度优于5×10-5ms-2,达到了预期的要求.

作 者：王丽红 张传定 王俊勤 聂国兴 WANG Li-hong ZHANG Chuan-ding WANG Jun-qin NIE Guo-xing 作者单位：王丽红,WANG Li-hong(信息工程大学,测绘学院,河南,郑州,450052;61365部队,天津,300142)

张传定,ZHANG Chuan-ding(信息工程大学,测绘学院,河南,郑州,450052)

王俊勤,聂国兴,WANG Jun-qin,NIE Guo-xing(61365部队,天津,300142)

航空摄影测量法 篇3

关键词无人机技术；摄影测量；精度统计

中图分类号P23文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)042-0165-02

随着固定翼无人机技术、CCD成像技术、空间技术等方面的迅速发展，利用无人机作为遥感平台搭载经过可量测化处理后的CCD工业相机进行超低空航空摄影，来获取中小面积高分辨率数码航测影像以代替常规测绘航空摄影测量技术手段成为现实可能。常规的航空摄影受制于天气、空域管制、成本等因素，无人机技术可以实现高效、实时、自主、经济地获取高分辨率空间数据采集，本文就“固定翼超低空航空摄影测量系统”项目的实施进行验证。

1固定翼超低空航空摄影测量系统的组成

1.1系统构成

固定翼超低空航空摄影测量系统由固定翼无人机、CCD数码相机、自驾仪、相机稳定平台和地面站等硬件及航带设计、相机纠正、飞行管理、资料整理等软件组成。

图1固定翼超低空航空摄影测量系统

1.2飞行平台的主要技术参数

1）发动机类型：111cc，机翼翼展：3.2米，飞行器重量：33公斤，有效载荷：10公斤，最大速度：150公里/小时，巡航速度：100公里/小时，可抗最大侧风风速：5-6级，起飞距离：50—80米，最大飞行高度：4500米。

2）传感器采用工业级CCD芯片作为相机成像单元，采用高速快门镜头来控制航向像移。利用共线方程式获取相机径向、切向等畸变差参数，使相机实现可量测化。相机主要技术参数：CCD象元大小：6.8微米，CCD像素数：3000—5800万，相机焦距：45mm，获取相机的内方位元素和镜头的畸变差。

3）姿态稳定平台及机载GPS：由于固定翼无人在仰俯方面每秒钟校45次姿态，设计了航向旋片和侧滚两轴校正平台，保证曝光时刻相机处于理想的曝光姿态。两轴的校正补偿极限为±15度。机载GPS为后续数据处理辅助空中三角测量提供高精度的相机外方位元素的三个线元素Xs，Ys，Zs。在实际生产作业中可以大量减少外业相片控制工作。

4）飞行控制平台能够根据航带设计数据，控制固定翼无人机按照设计的航线飞行和按照设计的曝光点经纬度坐标，控制相机的曝光。

2成图过程的验证

2010年12月24日湖南地质测绘院和武汉海地测绘科技有限公司在衡阳市选定约4平方公里范围进行了1:500比例尺地形图成图无人机航空摄影测试工作，分别进行了飞行质量试验和精度测试试验。

图2测试区域

2.1飞行质量的检查

飞行质量试验的目的是通过实验检测无人机飞行性能、相机在空中作业性能、姿态稳定平台的可靠性能以及系统硬件协调工作的能力，能够按照设计的目标，获得满足国家测绘航空摄影的技术要求。

飞行质量试验设计相对行高350米，地面实际分辨率为5-6厘米，航向重叠度为63%，旁向重叠度为33%。测试结果拼接的效果，见图3。

上面列举了1-5航线的飞行质量，从拼接效果可以看出，本次试验飞行旋偏、侧滚及仰俯三维角度纠正具有很好的效果，满足国家摄影测量规范要求。

2.2实验结果分析

试验按照航向63%，旁向33%，航高350米设计。下面是统计分析结果：

1）航线弯曲度：在CAD下量测，航线长度1572米，主点最大偏移量13.8米，根据公式：13.8/1572=0.9%，满足国家测绘航空摄影3%的要求。

2）旋偏和倾角：倾角最大2.66度，小于3度，旋偏最大2.1度，小于三度，满足国家测绘航空摄影的要求（表1）。

3）航高控制：飞行高度与设计航高最大差异12.7米，小于5%，满足国家测绘航空摄影的要求（表2）。

4）相片重叠度：本次摄影，对128张，4条航线重叠度进行量算和统计，结果如表3。

综合上述分析，本系统飞行质量可以满足国家《1：500 1：1000 1：2000地形图航空摄影规范》的技术要求。

2.3像控点的布设、空三加密和成图

依据国家摄影测量规范和结合自身的特点与要求，实验区采取的是区域网布点方案，常规空三加密的方式，对于检查图幅采用两作业员对同一幅图进行测量。

3成图精度的检测

1）检测相对的分布。为检核加密和控制变形的情况，选择测区中央地带垮两条航线的两个像对和测区边缘的一个相对。

2）检测点的选择。①类型：平面位置以高度不同的房屋顶为主，与地面相对平坦的道路边线、路灯、花圃拐角、斑马线为辅；高程以铺装路面为主，适当选取部分房屋拐点。②分布：选取像对中央少部分点位，约占总数的20％，选取像对边缘部分点位，约占总数的80％。③全站仪外业碎部测量方法：按照1：500数字化测图的标准，镜站可以到达的位置均采用棱镜采点，高层建筑物屋顶采用免棱镜方式，所有点位的采集均在控制点本站或一个支站的情况下采集，支站时采集了重复碎部点进行检测。

3）精度统计和结论。共检测3个像对，96个点位，三个粗差点，剔除两个大于两倍中误差的粗差后，假定全站仪外业碎部测量的坐标为真值的情况下，平面精度m=0.148米，根据《城市测量规范CJJ8-99》地形测量4.1.8和城市航空摄影测量5.1.2的规定，对于1：500图上地物点相对于邻近图根点的点位中误差为±0.25米，因此，平面精度完全符合城市测量规范的要求，统计如下：

该区均为平坦地区，绝大部分地物点检测不到高程，高程检测31个点，m=0.095米，根据《城市测量规范CJJ8-99》地形测量4.1.9和城市航空摄影测量5.1.2的规定，城市建筑区和基本等高距为0.5m的平坦地区，其高程注记点相对于邻近图根点的高程中误差不得大于±0.15米，因此，高程精度完全符合城市测量规范的要求，统计如下：

4经验总结

1）像对定向决定图幅的系统性，由不同作业员对同一像对进行定向和测图，存在0.1m左右的系统偏差，因此作业时特别注意像对的定向精度。

2）碎部测量时，不同作业员在判断屋檐时边沿把握标准不一，对同一房屋的宽度采集存在0.1m左右的宽度偏差，如图4黑色宽度小于深灰色线宽度0.12m。因此，对内业作业员的操作技术培训显得尤为重要。

3）像对边缘地区的平面和高程精度相对较差，因此，在生产作业时，原则上采用相对中心位置作业精度相对较高。

参考文献

[1]程崇木等.固定翼无人机航空摄影测量精度探讨,人民长江,2010,6.

作者简介

航空摄影测量法 篇4

航空摄影的目的主要在于通过对指定的范围, 进行空中对地表的拍摄, 以此获取比例较为科学的航空影像。但实际拍摄所获取的影像, 并不是完全垂直的, 很多都呈现倾斜的状况。即使地面较为平坦, 符合拍摄的水平要求, 那么最后所获取的影像也会出现一定偏差。

地球表面作为航空摄影的对象并非是完全平坦的, 且其由于其地势地貌的不同, 凹凸不平是正常的。但是这样拍摄出来的像点位移很难体现出实际的状况。由于投影存在一定的偏差, 最后所获取的地面目标物体位置与实际物体位置存在着一定的偏离, 很难获取较为精准的信息。投影差主要体现在:像片边缘越近, 其投影差较大;像片底点投影差不存在或者出现最小值, 其投影差越大;目标高度过高或者地面点的高程较大, 其投影差也随之增大。

2 像片控制测量

像片控制测量主要是在所需要测试的区域, 针对空中三角测量或者测图定向的像片控制点平面的位置以及高程进行测量。

通过利用所拍摄的目标物体与摄影像片两者之间的几何关系, 并借助高程控制点以及平面控制点进行计算其位置和外方位元素的过程称为空中三角测量。像控点基于测图以及解析空三加密这两点, 针对所测量的位置和高程进行定位和确定, 并且其位置的确定以及对高程测定的准确性和平面位置的精准性将直接影响绘图是否真实可靠。像片控制测量的布点方案, 主要包括全、非野外布点方案, 以及特殊情况下的布点方案三种。

3 野外像片控制点的布点方案

3.1 全野外布点方案

全野外布点方案主要指的是摄影测量测图的控制点, 必须通过野外控制测量这一手段获取, 其控制点没有加密级别, 能够在获取的同时进行分析和采用。这一布点方案所获取的布点信息十分精准, 但是由于其成本较高, 并且工作量较大, , 目前只用于测图精准要求较高的区域, 并且不用于较大面积的测图情况。通过对立体测图仪作业单模型测图的布点方的分析可知, 要想实现准确的布点, 必须在测绘面积的四个角上都设置一个平高控制点。

3.2 非全野外布点方案

以航线数来分, 共为两类, 分别为区域网和单航线两种布点方案。

3.3 特殊情况的布点方案

在所拍摄的区域的结合处、水域或者岛屿, 等地的布点, 都需要严格按照正规的流程进行布点。

4 野外控制点的选择

像控点的目标选择:航摄像片控制点的布设在选取方面需要十分谨慎, 一方面需要将布设和布点方案结合在一起;另一方面还需要将像点测量的精确度以及各类误差修改校正后的像片控制点的点位进行进行规定, 航摄像片控制点需要满足如下几个标准:一、像片控制点所捕获的影像必须清晰精确, 能够通过数据辨别出来;二、像片控制点距离像片边缘不可小于1.0-1.5厘米;三、控制点的位置应该确定为旁向重叠中线周围;四、像片控制点的位置必须给予明确的规定, 一旦出现偏差, 将会导致观测作业的结果失真, 并且对于内业成图工作构成隐患, 最后导致业内成图结果失真。

5 野外像片控制点的施测

5.1 刺点目标的选择要求

刺点目标的选取需要根据实际的情况进行, 具体的考察所需要监控的地形、地质条件、地面物体条件以及像片控制点的客观性质来遴选合适的刺点目标, 最后来实现合同所规定的标准。不管是何种点的选取最后都必须满足影像的客观、明晰、标准等要求才能够进行刺点的确定。明显目标点通常指的是那些可以再野外捕捉到的较能反应实际情况的点。较为理想的明显目标点为与水平的线状地物的交汇点以及地物的拐角无限接近的点, 尤其是一些较为固定的田角以及日常所见的道路交叉点, 都可以作为明显目标点来确定位置。

5.2 像控点平面坐标和高程的施测

不管是平面控制点、高程控制点还是其他的测量工作都需要按照“从整体到个体, 先控制后碎部”的标准严格执行。也就是说任何工作环节都必须考虑整体性, 并将碎部问题加以辅助。

随着GPS应用技术的不断推广, 像控点外业测量工作的效率逐渐被提升, 在工作的过程中应用GPS网以及CORS站等多种方法能够准确的获取像控点的高程与平面位置的准确值。

6 使用 GPS RTK 对像控点布设的几点建议

像控点的布设应该以客观、准确、明晰的刺点目标为主, 其主要以地物的拐角以及水平交点为布设的主体位置, 具有阴影以及弧形地状的物体不适宜采用刺点目标进行布设。

像控点在进行测量的过程中, 像控点的位置主要由近景点代表, 而周围的环境则由远景点代表, 这样方便内业绘图人员根据所获取的像控点进行判断和绘图。

一旦在测试的区域内出现了等级道路, 那么就需要按照道路路面上的交通指示进行, 比如一些表示方向的箭头、数字、斑马线等。

测试的区域内如果有房屋等建设物体, 那么在选择像控点时要将平顶房房角以及周围的墙角作为测试点的首选区域, 对没有阴影的部分的房角进行检测。

关于房角的选择主要以平屋为主, 这样所选择的房角相比较高楼大厦所监控得到的点更加的精准, 在测量的过程中要将房角屋顶的高度与地面的高度其比例计算明确, 以便于像控点反面整合工作。

针对测试区域的范围的选取方面, 要根据建筑物体的特征进行遴选。并且在测量的过程中需要将时间间隔纳入到考虑的范围之内, 如果两者之间的间隔过大, 将会导致目标地状物的变化情况难以捕捉下来, 因此在范围的确定环节方面不宜选择选点时间与摄影时间相距太原的建筑体。

在测试的区域内, 如果摄像机能够辨别的地物较少, 那么就需要考虑一些建筑拐角或者建筑物的中点, 比如通讯线电杆地面中心等。通过对电杆的两侧参考点的确定, 最后算出平均值, 来确定其方位并将其长度记载到像控点反面整饬中。

在测量的区域内, 如果可以勘测到的地物在阴影的覆盖面积之内, 那么就可以沿着无阴影线状地物的方向, 使用红笔将其参考辅助线画出, 最后标记交点, 这时候将交点作为刺点目标, 与此同时, 刺点目标便发挥像控点的作用。

在测量的区域内, 像片所能够呈现的画面内, 其人工地物较少, 能够识别的地物也仅限于弧形地物等, 那么就将其作为刺点目标。

在测量的区域内, 特殊情况下坟墓也可以作为像控点的刺点目标, 但必须将选点时间明确化, 将清明节前后作为一个分水岭, 针对坟墓的高度变化进行勘测。如果所选取的坟墓主要作用是祭祀, 那么就需要将其拐角的刺点目标考虑进去。

除此之外, 建议进行野外像控点测量的小组其成员最后由两名或者两名以上经验较为丰富的专业人员组成, 同时对像控点进行判断和输入, 以保证其结果的真实性和客观性。

7 结语

作为航测成图的主体部分, 航空摄影野外像片控制点的选取以及测量十分重要, 在外业的工作过程中任何团队小组都需要就所获取的像控点进行反复的验证, 以保证所获取的结果真实有效, 最后为获取较为精准的刺点目标打下基础。

参考文献

[1]李德仁, 周月琴, 金为铣.摄影测量与遥感概论[M].北京:测绘出版社, 2001.

摄影测量的理解 篇5

摄影测量是利用被摄物体的影像，研究和确定目标物体的形状、大小、位置、性质和相互关系，重建目标的三维表面模型的一门科学与技术。它的主要任务是用于测绘各种比例尺的地形图、建立数字地面模型，为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。摄影测量学要解决的两大问题是几何定位和影像解译。几何定位就是确定被摄物体的大小、形状和空间位置。几何定位的基本原理源于测量学的前方交会方法，它是根据两个已知的摄影站点和两条已知的摄影方向线，交会出构成这两条摄影光线的待定地面点的三维坐标。影像解译就是确定影像对应地物的性质。

摄影测量按获取像片的平台分为，航天、航空、近景和显微摄影测量；按应用对象的不同，分为地形摄影测量与非地形摄影测量，地形摄影测量的主要任务是绘制各种比例尺的地形图及为各部分需要的专题图，建立地形数据库，为GIS提供基础数据。非地形摄影测量用于工业、建筑、考古、变形观测与军事侦察等各方面。按技术处理手段的不同，摄影测量学又可分为模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量。无需接触物体本身获得被摄物体信息由二维影象重建三维目标，客观，真实，丰富采集数据方式，同时提取物体的几何与物理特性，可摄得动态物体影象

所摄影像是客观物体或目标的真实反映，信息丰富、形象直观，人们可以从中获得所研究物体的大量几何信息和物理信息；可以拍摄动态物体的瞬间影像，完成常规方法难以实现的测量工作；适用于大范围地形测绘，成图快、效率高；产品形式多样，可以生产数字栅格图、数字线划图、数字高程模型、数字正摄影像等。

航空摄影测量法 篇6

关键词：航空摄影；测量结果；误差；因素

引言：随着时代的不断变迁，如今人们看世界的方式也在发生着巨大的改变，航空摄影作为一种直观性的方式，为我们更好地呈现出了千奇百怪的世界风采。自上世纪九十年代以来，航空摄影测量逐渐走入到人们的视野之中，并通过虚拟三维模拟重现的方式来还原—些特殊景象。就目前的实际情况来看，现代测绘和相关行业都已经离不开航空摄影测量技术，在其功能和应用上还在不断向着更高处发展。

1.航空摄影测量的基本概念

学术上通常将摄影测量定义为一种通过量测、记录、辐射电磁波的形态、判释相片影像等方式来获取主体与环境之间的有效信息的技术手段。随着现代科技的不断进步，如今无论实在地形图制作，还是地图编绘工作中都主要采用的方法就是航空摄影测量。最开始这一技术手段就被用于简单的编辑地图和地形测制上，后来逐渐渗透到其他领域，譬如说城市的更新计划、管线设计规划、运输路线、地面控制加密等等，在区域规划、森林、土壤、地质等非工程领域也得到了广泛应用。

根据实际的用途，通常将航片分为两种类型，一种是判释摄影测量，一种是量测摄影测量。前者主要是通过航空拍摄的像片所提供的信皂涞帮助了解到真实的自然生态、土地利用情况。后者的摄影信息就涵盖了像点的精密量测，取像点之间的大小、形状、距离、角度、面积等基本信息。

2.现代航空摄影测量的主要内容

航空摄影测量是将精密的摄影仪器装载在飞行器，然后通过地面控制，实现对目标物的像片拍摄过程。其作业环节主要分为两个部分，一个是飞行航空摄影即外业。一个是工作站影像处理即内业。

2.1飞行航空摄影

2.1.1像片控制点联测。通常在进行航空拍摄之前于地面上布设的参照点也就是像片的控制点，除外也可以将像片上具有显著特征的地方作为控制点，采取基本的测量方法来对该点的平面坐标和高程进行汁算。

2.1.2像片调绘。所谓的像片调绘即是指图像的分析、判读、绘注等过程。首先将航摄的像片进行图像分析、判读，明确像片上面的重要地物，将各个细节利用标准的地形图符号进行绘注，明确像片上的所有信息，最后绘制而成的像片即是调绘片。通常进行调绘工作可以采取野外进行或室外进行，或者是二种相结合的方式。

2.1.3参数设计。参数设计主要包括了航高、航带等内容设计。

2.1.4航摄过程。通过飞行器进行导航控制摄影仪器在空中完成摄制过程。

2.2工作站影像处理

2.2.1测图控制点的加密。在这一工作环节中涉及到的工作内容较为繁复，包括了基本的工程创建、投入原始航空影像、输入摄像的基本参数、空中三角测量、点位量测等等。

2.2.2空中三角测量成果制作。将航空摄像测量的结果进行数字地形模型制作，明确正射影像、地质模型等。

3.航空摄影测量结果出现误差的因素

3.1航空摄影内业测量工作

在工作站影像处理过程中主要是通过相关的应用程序将摄制到的航空影像进行深度处理，形成数字地形模型DEM和正射影像DOM。在这一过程中还需要涉及到空中三角测量，即利用像点坐标来明确这一点的整个空间坐标。在实际的处理过程中，必须充分借助控制点来对整个空间进行全方位的定量工作，不仅需要布设高程控制点还有基本的平面，以此建立其模型，通过模型可以明确像片所示空间里任意一点的空间坐标位置。

3.2误差因素

3.2.1控制点精度。在控制点的选择及其精度都会对最终的航空摄影测量成果产生一定的影响，往往会使得测量数据存在误差。根据实操过程和经验总结可以明确注意的是，在控制点的选择上尽量选择一些具备显著特征的点，譬如田埂、湖泊、道路交叉口这些易于观察的参照点，尽量不要去选取一些高程的地表点，譬如树尖、屋角，往往选取这些类似的特征点容易产生视觉混淆而导致判断失误，从而影响到最终成果的精确度。

3.2.2装备测量过程。在飞行器上安装相机时，视准轴若与网络板中心垂直容易使得走向发生偏移。网络板精度的修正值都对最终的结果产生一定的影响，要尽量控制好修正值，减小误差过大。瞄准镜头与被测镜头的焦距比例倍数不相适宜，这就导致后者的主距发生变化而产生误差。

3.2.3外在条件因素。相机的选取、区域大小、形状、航高、航向、比例尺大小、连接点数量、相关资料的使用等等。避免使用边缘畸变较大的像片，确保摄像质量正常，航摄的航向与旁向重叠度要控制在适宜范围内，否则将大大影响到地表模型的精确度，产生较大误差。

3.2.4人为误差。人为的测量计算过程中对点位的识别上可能存在误差。

3.2.5系统误差。底片变形、地球曲率、折光率、镜头畸变差等。

3.2.6环境因素。测量过程中的环境发生变化，如人为的视觉疲劳、轻微震动、光源位置的变化、温度的升降等。日照强度等环境因素都会直接影响到摄像质量。

结论：综上所述，尽管这几十年来我国的航空摄影测量技术在其应用上已经取得了一定的成果，但是仍旧存在一定的不足之处，在数据量测和应用上存在不稳定性，容易产生误差的影响因素较多，针对这一情况还需要不断探究技术本身的实际效率，进一步分析研究航空摄影测量技术，以帮助提升技术水平，突破局限。未来的航空摄影技术发展任重而道远，只有不断地总结经验，才能更快地进行技术优化，适应市场需求。

航空摄影测量技术的应用研究 篇7

航空摄影测量就是在航空器中安装摄影仪器, 进而在空中对需要测量的地形进行摄影。随着我国经济的发展, 地形变化的速度非常快, 同时由于我国地形结构复杂, 依靠传统的测量技术很难对特殊地形进行实地测量, 因此借助航空摄影技术可以实现对复杂地形的测量, 并且航空摄影测量可以缩短测量工作周期, 提高测量数据的准确。

1 航空摄影测量技术的任务

目前我国航空摄影测量技术的任务主要包括对地形面貌的测量和非地形测量两种:

1.1 地形测量

地形测量是航空摄影测量的主要任务, 它是通过对测量地形的摄影, 加强对地形的了解, 并且按照比例尺寸对摄影的对象进行准确的浓放, 以此实现测量的目的。在地形测量中需要做好以下三点工作:一是要保证摄影图形的具体数据和图形, 并且按照预定的尺寸比例对航空摄影的图片进行数据还原, 并且根据还原的数据图像, 建立相应的图片库;二是要建立数据库, 航空摄影要根据对地形的数据分析建立相应的数据库, 掌握数据的不同分类以及数据之间参数的变化情况, 以此实现在航空摄影时实现测量的数字化;三是积极掌握测量地形的相关数据, 并且根据掌握的数据情况完成对地形的整体测量, 最后实现摄影图像的真实还原。总之在航空摄影测量的时候要进行合理的分工, 保证摄影的图像数据真实、准确, 使测量数据更加符合标准。

1.2 非地形测量

航空摄影测量技术不仅仅应用在地形测量领域, 其还应用在许多其它领域。非地形测量不是以测量地形为目的, 而是通过对地形的摄影观察地形的变化, 以此更加地形变化发现其中的问题, 比如航空摄影技术应用在军事领域中, 就可以通过航空摄影技术对某一区域内进行军事侦察, 以此观察该地形是否存在军事设备以及该地区的变化情况;航空摄影技术应用在工程领域, 通过航空摄影技术可以对地形进行勘测, 分析该区域是否存在矿物质等, 以此实现对该区域的合理开发利用。航空摄影技术的非地形测量功能被越来越多的领域所应用, 其发挥的价值也越来越大。

2 航空摄影测量技术操作的关键和作业方式

2.1 摄影精确、设计科学

在航空摄影过程中要对摄影进行准确的计算, 根据地形面貌以及摄影的焦距等进行各项指标的确定, 同时也要对航拍进行科学设计, 具体的摄影方法是要对摄影的地点进行科学选取, 并且要综合考虑摄影的角度。为了保证摄影图片的清晰, 要加大图像的比例尺寸, 提高航空摄影的焦距以及图像质量等;对航空摄影的图像进行还原时一定要注意图像比例尺寸的大小, 尤其是图像还原的数据要真实可靠, 对摄影的图像要根据相关数据进行分析, 当前对于航空摄影的图像绘制还原不仅仅体现在绘制图像上, 还要制作相关的数据视频。

2.2 空中采集准确, 数据处理合理

在航空摄影测量中一定要保障测量的数据和图像的准确性, 因为摄影的数据和图像不准确, 那么根据摄影的图像和数据而来的地形面貌结论就不正确, 就会影响摄影测量的效果, 因此首先要保证航空摄影的图像、数据的采集准确, 一是要规范航空摄影过程操作的规范性, 根据不同的摄影位置选用不同的摄影技术和摄影方式。二是要保证摄影人员具有较强的摄影技术, 摄影技术的好坏直接影响摄影数据的准确与否, 摄影技术高的人可以根据不同的摄影环境和要求选用合适的摄影方式, 能够根据摄影目的的不同, 选用不同的摄影角度;其次对摄影的图像的数据处理要采取科学的方法, 对数据的处理要经过科研人员的反复论证与计算, 以此保证数据处理的科学性, 实现航空摄影任务能够按照预定的要求实现, 一是在航空器中安装摄影仪器, 并且调整焦距和摄影角度, 实现对地面的垂直拍摄, 并且对拍摄的图片进行自动信息采集和处理;二是在数据的处理过程中一定要才起绘制比例尺进行测量, 绘制的方法主要采取模拟法和解析法, 以此强化数据的准确性和精确性。总之数据采集所采取的的方式一定要科学, 并且对于数据的处理一定要准确, 以此提高航空摄影测量整体的精确性。

2.3 质量检查准确, 成果提交合理

基于航空摄影测量的重要性, 因此要提高对航空摄影测量结果的准确性, 具体的措施: (1) 要对测量的最后阶段进行重点检查, 对摄影的整个过程进行整体的分析与确认, 保证整个摄影过程的精确。由于阶段的检查工作是保证航空摄影数据准确的关键环节, 也是保证数据准确的最后一道防线, 因此一定要认真分析各个环节的操作步骤, 分析各个操作步骤的差异性, 进而从整体上对测量结果进行计算; (2) 检查单位要切实履行其职责, 规范检查工作流程, 明确检查依据。质量检查机构是检查航空摄影测量数据的机构, 质量检查机构要根据合同规定的权限对航空摄影结果进行检查, 对于提交的资料经过检查符合合同规定的, 要给予验收, 而检查资料不合格时, 检查机构可以拒绝验收, 并且将拒绝验收的说明反馈给相关部门。对于验收合格的要把摄影数据提交给相关部门, 并且要验收内容标记, 以便相关部门开展工作。

3 航空摄影测量新技术的应用

3.1 数字航摄仪DMC

DMC航空摄影相机是利用四个多频率的接收器分别接收红、蓝、绿三色光以及近红外数据;而四个全色传感器分别捕捉的影像, 依靠少量的重叠区域生成一个大的768013824镶嵌影像。此系统的最大优点就是通过调整相机的曝光时间, 实现图片的清晰度高清, 因此它能够在各种光线的环境中得到应用, 它对于地面的分辨率能够达到5cm。低空数字航空摄影测量以2000万像素以上的小像幅数码相机为传感器, 一般情况下它主要应用在小型无人飞机中进行低空摄影, 这样的航拍模式具有很大的灵活性, 能够应对各种复杂的环境。总之数字航摄仪DMC能够在最短的时间内获得准确的高分辨率的数字图像, 而且其还对机场以及天气的要求不高, 因此它具有广泛的应用性, 目前在应急保证、农业监测、防灾减灾、图形测绘等方面都有它的影子。

3.2 IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术

IMU/DGPS, 即是惯性测量单元/差分GPS, 运用在航拍之后, 能够直接取得三个线元素以及三个角元素。IMU/DGPS协助航空摄影的工作原理是利用了IMU、DGPS两种新技术的综合分析验算, 从而得到了具有十分高的准确度的航空摄影测绘相关的概念、技术以及方案。

这种摄影方法的工作方式是首先利用组装在飞机外体上的GPS接收装置或是地面站点的GPS接收装置, 进行持续的并且同步的检测太空中的GPS卫星信号, 接下来是利用GPS载波相位测绘差分定位技术的协助从而得到了航空摄影仪的有关定位数值。IMU/DGPS技术能够直接的得到每一张摄影到的图片外方位元素, 把其当作加权检测值参加到摄影测绘区域网的平差, 因此得到了准确度更加高的图片外方位元素结果, 这种测绘的方法叫做IMU/DGPS协助航空三角测绘方法。

3.3 LIDAR激光测高扫描系统

LIDAR激光测高扫描系统通过GPS辅助空中三角测绘技术, 能够减小地表的控制点, 减短测绘时间, 降低成本, 可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。

4 结束语

航空摄影测量技术的发展, 为我国的经济发展提供了重要的贡献, 带动了测量技术的发展。航空摄影测量技术的广泛应用, 突破了地形复杂、摄影周期长等一些弊端, 促进了我国测量事业的发展。

摘要：随着航空技术的发展, 航空摄影测量技术被广泛的应用到复杂地形测量、城市的测绘等领域, 航空摄影测量技术的应用为我国的测量事业提供了重要的技术支撑, 为地形勘测和矿山开发做出了重要的贡献。

关键词：航空,摄影测量,技术,应用

参考文献

[1]匡远明.探讨航空摄影测量在南水北调中的应用[J].中国化工贸易, 2013 (7) .

[2]张月琴.航空摄影测量技术的应用[J].中国新技术新产品, 2014 (1) .

[3]崔迎迎, 梅洋.南水北调项目IMU/DGPS辅助航摄测量技术实践研究[J].测绘与空间地理信息, 2012 (9) .

A3数码航空摄影测量系统概述 篇8

按照成像方式一般可以将数码航摄仪分为单一大面阵, 多镜头、多CCD合成大幅面框幅式和线阵推扫式几大类[2]。很难用一个统一的标准去衡量这些数码航摄仪的优劣, 他们各有特点, 适用于不同的领域。

本文介绍的以色列Vision Map公司设计生产的A3数码航空摄影测量系统是比较特殊一种。这种数码航摄仪使用了多种尝试和创新, 并取得了成功。本文主要介绍并分析了A3数码航空摄影测量系统的一些原理和技术。

1 A3数码航空摄影测量系统的组成和特点

A3数码航空摄影测量系统是一整套不可分割航空数码系统, 主要包括空中和地面两大部分。空中设备主要有:航摄仪、控制存储设备、飞行导航管理系统 (图1) 。

地面数据后处理系统 (图2) 由后处理软件和硬件组成, 主要功能包括:飞行设计、数据下载、数据准备、和数据处理。可自动完成空中三角测量并生成DSM、DOM、倾斜影像、拼合后常规大幅面立体模型等产品。

整套A3数码航空摄影测量系统的特点。

(1) 影像获取非常高效, 是同类数码航空摄影系统的2~4倍。

(2) 一次飞行可同时获取垂直和倾斜影像。

(3) 无需控制点和IMU设备就可获取高精度结果。

(4) 全自动的空中三角测量、DTM、大面积正射影像成图及镶嵌。

(5) 数据处理能力非常强大, 可在2~5天时间内处理5000平方公里的影像数据。

2 A3数码航空摄影测量系统主要原理和技术方法

2.1 物理结构

它使用双量测数码相机刚性固定组合, 垂直于飞行方向摆动扫视拍摄 (图3) 。单个量测数码相机焦距300 mm。目前最新型号A3相机中单相机获取的影像 (以下称子影像) 幅面4006×2666像素, 像素大小0.012 mm, 摆动最大扫摄视场角104度 (图4) 。

2.2 扫视拍摄方式

单方向匀速摆动扫视拍摄后快速回摆, 每台相机获取每秒可获取3~4幅子影像。

一个扫视周期内获单个相机最多可获取33幅子影像。

两台相机同时获取的子影像之间重叠度不少于2%, 扫视方向上相邻子影像重叠度不少于15% (图4) 。

单次摆动扫视后的的影像通过纠正后可合成幅面达62000pix×8000pix的大幅面中心投影影像 (图5) 。

2.3 覆盖能力

扫摄视场角104度, 设航高H, 理论上其单张大幅面影像覆盖宽度为:

即覆盖宽度为航高的2.56倍。

但是为保证正射影像的合理性, 需要以传统光学胶片航摄相机旁向重叠25% (平地、村镇) 和40% (山地、城区) 情况下的地物投影差为界作为分类标准[3], 将获取的大幅面影像分为正射影像和倾斜影像两个部分 (图6、图7) 。

为保证正射影像区域的地物投影差满足要求并存在一定的重叠度, 使用A3数码航摄仪拍摄时旁向重叠度在平地、村镇地区一般需要大于60%。在山地、城区执行航空摄影时为保证效果, 其旁向重叠度应大于80%。

此时在相同飞行高度情况下A3数码航摄仪的航线间隔略优于其他数码航摄相机, 但是考虑到A3数码航摄像机获取同样地面分辨率的影像时, 其飞行高度一般是同类数码航摄相机的1.5~3倍, 所以在获取同样地面分辨率情况下, 其正射影像区域覆盖能力也是同类相机的1.5~3倍 (表1、表2) 。

2.4 无控制点获取高精度结果的原理和方法

注:平地、村镇旁向重叠度A3为60%, 其他相机25%, 山地、城区旁向重叠度A3为80%, 其他相机40%。

A3数码航摄系统携带有双频GPS, 可实时记录每张子影像的位置信息。通过地面基站或事后精密单点定位技术解算获取每张子影像的精确位置精度可达2~20 cm[4]。

扫摄时同一周期内获取的相邻子影像重叠度大于15%, 相邻周期直接对子影像重叠度 (航向方向上重叠度) 大于56%, 相邻航带旁向重叠度在60%以上, 所以同一地物可出现大量的影像上, 这些地物各自对应一组独立的子影像位置信息 (图4、图8) 。

通过大量重叠子影像, 充分利用多目视觉[5]、多基线匹配技术[6], 对同一地物可获取大量匹配数据。构建三角网非常紧密, 可同时获取大量的冗余结果, 这些结果通过平差解算足以以一个较高的精度趋近真实值。 (图9) 。

在航向方向上相邻影像由于基线非常短, 投影差很小, 有助于提高匹配数量、匹配精度、定向精度进而提高平面精度[7]。

在相邻航带之间, 由于旁向重叠度一般大于55%, 可以同样可用于匹配、量测等作业。而相邻航带之间视场角很大, 可充分利用基高比大的优点获得很好的高程精度和人工量测精度[5] (表3) 。

正射影像和倾斜影像均参与匹配和平差, 同一地物不同角度的数据均参与计算, 可以有效验证精度的可靠性。

综合以上各种有利条件, 通过光束法区域网平差和其自创的验证算法, A3数码航空摄影测量系统理论上可以在无控制点的情况下获取较高的精度。

2.5 拍摄过程中各种位移补偿方法

相比于传统数码航摄相机, A3数码航摄相机在拍摄过程中存在不仅在飞行方向上存在位移变化, 在其摆动扫摄方向上也存在的位移, 并且没有陀螺稳定座驾补偿飞机飞行过程中震动和姿态变化带来的位移。必须通过设计补偿以上各种位移。

A3数码航摄系统通过全局快门曝光模式缩短曝光时间, 此模式下所有像素同时曝光, 可以保证所有像素在曝光时刻精度的一致性。

基于加速度传感器和实时GPS的数据通过编码器计算所需要补偿的参数, 并通过此参数控制一个特殊的内置镜头组做微小的姿态变化, 从而达到补偿各种位移和角度变化的目的。其补偿方式和消费级单反数码相机的光学稳定系统 (俗称镜头防抖) 相同, 但Vision Map声称其合作的镜头和相机后备提供商 (佳能公司) 做了特殊的设计, 使其性能比一般消费级的光学稳定系统好。

在实际的飞行中, 通过获取的影像也表明这一方式可以有效补偿像素位移[8] (图10) 。

3 数据后处理的能力和方式

数据下载后通过地面基站或精密单点定位技术计算每张子影像的高精度位置信息。以这些位置信息为基础进行匹配和区域网平差。

通过光束法区域网平差计算改正后合成大幅面影像的虚拟相机的自检校参数, 并输出立体模型和纠正后的大幅面影像供立体测量使用。

评估精度并可生成DSM、DTM, 同时可以计算、整理、生成并输出倾斜影像和正射影像。

在此过程中A3数码航摄相机分散的数据结构非常适合分布式作业, 处理时间可以随着后处理硬件设备的数量和能力稳步提高[9]。

4 结语

A3数码航空摄影测量系统通过一系列巧妙的设计使其性能确实达到了其声称的标准。

在获取倾斜影像时, 只能获取旁向方向上两个角度的倾斜影像, 飞行方向上两个角度的倾斜度并不高, 其应用有一定的限制但能满足大部分需要。

通过分析可以看出在获取地面分辨率低于10 cm时有很大优势, 在获取优于5 cm影像时, 其效率开始大幅下降。

当获取10~25 cm分辨率时, A3数码航空摄影测量系统效率是其他数码航摄相机的2~4倍。

当地面分辨率低于25 cm时, 其飞行高度将大于7500 m。在此高度上执行航空摄影, 对天气、能见度、飞行器的要求有了非常苛刻的要求, 制约了其获取更低分辨率提高效率的能力。当对分辨率要求不高时, 同类数码航摄相机可以通过提高飞行高度以达到相同地面覆盖效率。

虽然通过一系列的补偿装置有效减少了各种位移带来的影响, 但是A3数码航摄相机300 mm的超长焦距, 飞行时相对较高的高度, 使其依然无法使用较慢的快门速度, 对光照和能见度要求相对较高。

无控制点后处理方式和多基线、多目视觉的应用非常值得借鉴, 将大幅提高作业效率和精度。

参考文献

[1]张祖勋.数字摄影测量的发展与展望[J].地理信息世界, 2004 (3) .

[2]韩磊, 蒋旭惠.几款数字航摄相机的应用与比较[J].城市勘测, 2006 (5) .

[3]GIM International Magazine, Dr.YuriRaizman, Flight Planning and Orthophotos.

[4]张小红, 刘经南, Rene Forsberg.基于精密单点定位技术的航空测量应用实践[J].武汉大学学报:信息科学版, 2006 (1) .

[5]赵梅芳, 沈邦兴, 吴晓明, 等.多目立体视觉在工业测量中的应用研究[J].计算机测量与控制, 2003 (11) .

[6]张剑清, 胡安文.多基线摄影测量前方交会方法及精度分析[J].武汉大学学报:信息科学版, 2007 (10) .

[7]张永军, 张勇.大重叠度影像的相对定向与前方交会精度分析[J].武汉大学学报:信息科学版, 2005 (2) .

[8]FIG Working Week 2009, VisionMapA3-The New Digital Aerial Surveyand Mapping System 52nd Photogram-metric Week, Stuttgart, G ermany, 2009“, The New VisionMap A3Air-borne Camera System”.

航空摄影测量外业调绘方案研究 篇9

1 当前调绘外业模式分类

就目前而言, 我国调绘外业模式主要分为三类:其一为全景像野外调绘方式;其二为数字型模拟外调系统;其三为综合性研究调绘。三类调绘外业模式的具体内容如下:

1.1 全景像野外调绘方式

这种方法是结合放大镜及真视影像来进行野外调绘。用传统方法来制作像片, 把负片扩制成放大片, 再对现有的影像进行组合、嫁接, 从而打印出调绘像片。这种调绘方式的是这样进行的:先是可以制成一个调绘的像片, 利用一种塑料薄膜来盖住像片, 清除室内, 最后是采集数据编制成图。这种方式现在较少使用, 因为它适用于比例尺较小的方案, 但它有一个显著的优点就是调绘和测量控制可以一起实施。

1.2 建立数字型模拟外调系统

先把数字正射影像图 (DOM) 和数字线划地图 (DLG) 复制到个人数字助理 (PDA) 、手提电脑或是手提地理信息系统 (GIS) 和手持全球定位系统 (GPS) 上, 再用调绘系统加以调绘和检测。目前很多PDA等设备都配置了摄像、录音等功能, 这种系统可以把搜集的数据用技术手法和DLG的多方位嫁接, 从而增加工作效率。它的流程比较简单, 主要是先读取DLG, 再将DLG引入调绘, 利用电子移动设备进行野外调绘并检验, 以数据的形式把调绘结果查验导出。利用这种纯数字化的调绘方法可以有效的增加工作效率, 这种方法对作业者的知识掌握、具体操作水平、设备要求都比较高, 比较适用于比例尺较小的户外作业。因为存在社会的现实需求, 所以该方案还可以进行改进和提升。

1.3 综合性研究调绘

这种方法是依据所提供的资料来应用多种技术之间合作制作调绘底图及调绘内容之间相互传递的方法。该方法的工作原理及方法比较复杂, 主要工作流程是:先制作调绘底图, 在进行外业调绘, 从而加入转绘和交由内业检验整理, 进而编撰成图。在制作调绘底图与加入转绘和交由内业检验整理之间有很多种组合方式, 施业者可以根据本身的实际情况来选择最适合自身的调绘方式。

2 调绘方式优化策略探究

根据上面三种方式的表述, 各作业单位可以依照自身具体情况来进行优化选取。以当前常用的工作方式为例, 探讨如何对调绘方案进行研究和改进。

2.1 目前外业模式有待提升的关键点

综合调绘法是当前常用的调绘方法, 它的操作流程较多, 分工太过于细致, 忽略了工作效率和加工成本以及在流程的关键方位上最大限度提升质量的目的。再就是在进行野外调绘时, 花费了过多不必要的时间, 进而降低了工作效益。还有就是转绘过程要用纸图来编撰, 不仅增加了工作时间, 还增加了工作成本。另外在编辑数据部分, 用纸图编辑绘图不清晰, 容易导致错误, 从而产生数据流失。

2.2 优化后的外业模式的优势分析

参照当前工作方式中所存在的一些不足之处, 结合当前技术条件, 通过对各个工作流程的深入研究, 本文对以上方案进行了改进。改进后的工作流程主要是首先让内业进行判读, 再采集数据进行自查, 在检测的过程中, 让外业进行调绘, 转化成电子文件的形式, 再进行自查, 交由内业进行编辑、自查, 处理好三外问题 (技术问题、创新问题、同质化问题) 之后由外业进行巡视检查, 最后再由质检室最终检查, 从而提取最后的结果。优化后的工作方式是用电子图、比例尺较小的地图、地名实录等一些材料, 运用先进的技术把这些资料进行整合和转换, 再把整合后的数据与采集到的具体模型结合起来, 交由经验丰富的外绘工作人员进行判定、研究、分析, 得到初始数据后再把该数据与色调较浅的DOM加以结合, 用材质较优的纸张把外业调绘的地图打印出来。

第二步是外业调绘人员要带上调绘的地图到具体工作地点进行校验, 要让内业管理校验人员能够看清图纸, 所以尽量要用简洁明了、规划合理的方式把调绘结果编撰成电子数据, 把转换后的数据与原数据进行对比检查。之后把电子数据交由内业工作人员编辑整理, 自查结果出来后, 再把搜集的预判图、结果编辑图、个别三外问题和转换后的电子数据用颜色区分打印成一张图纸。这张图纸的用处是可以提供给内业工作人员进行过程检验, 再把检验过的图纸交由外业工作人员整合三外问题和巡检使用, 外业巡检的具体操作方法要依据测区的实际情况来决定。

最后, 把外业工作人员用来整合三外问题及巡检使用后的图纸再交由内业工作人员进行编辑核实。该图纸把具体的实际情况都在图上表示出来, 使得在某些过程中所存在的优缺点能及时反映出来, 从而也方便最终的质检部门具体问题具体分析, 把问题和缺陷标示出来。

在实行该方案时, 要注意以下一些地方。在打印机上导出由外业工作人员编辑的调绘底图时不一定要用到相纸, 一般合适的打印纸就可以。在进行外业调绘之前, 还要加强对外业工作人员的培训, 让他们熟悉工作流程。在通过培训学习了之后, 再让外业专业技术人员现场进行疑难问题的解答, 统一需要注意的一些事项。在打印多种内容整合到一起的那张图纸时, 要注意区分颜色, 防止线条混乱。编辑的结果示图和搜集的原图可以分别采取黑色及淡紫色来区分, 而调绘的具体内容就可以利用绿色、红色、兰色来划分。

2.3 前后两种方式的差别对比

两个方案的对比如下:其一, 作业程序大大减少, 同时使质量得到有效保障;其二, 在野外调绘的时间大大降低, 同时使劳动强度降低, 进一步使工作效率得到有效提升。其三, 基于外业巡视过程中, 所采取的属于编辑之后的成果, 使检查后期的质量得到有效保证。其四, 编辑数据的速度显著提升, 同时使编辑失误的发生大大降低。基于整天层面分析, 在外业工作量上, 优化后的作业方案明显比原方案要少, 工作周期明显比原方案缩短了, 质量方面得到了显著的提升, 极大地增加了单位的工作效益。

3 结语

通过本文的探究, 认识到当前外业调绘模式方面还存在一些有待提升的问题。因此, 在认清这些问题的基础上, 对调绘方式进行优化便显得极为重要。对于调绘方式来说, 在优化后, 其工作方案不仅减少了工作人员的劳动量, 还提高了工作效率, 增加了员工在工作过程中的认真程度。通过培训, 使得员工在能力和责任方面也得到了很大的提升为企业的转型升级、可持续发展打下了坚实的基础。各航测单位要根据自身的实际情况来组合选择适合自身的方案, 从而达到减少工作人员的工作量、提升检验质量、增加企业的综合效益。

摘要：随着科学技术的发展, 航空摄影测量外业调绘的技术也在不断提升。本文对现有的航空摄影测量外业调绘方案进行阐述、改进、并把改进后的方案与原外绘方式进行对比, 结合当前几种航空摄影测量外业调绘方式, 以提高效率、降低工作量为目的, 研究分析出一套适合当今社会发展的调绘方案。

关键词：航空摄影,调绘方案,研究

参考文献

[1]朱建宇.几种航测外业调绘方法的比较[J].黑龙江科技信息, 2015.

GPS在航空摄影测量中的应用 篇10

1. 航空摄影定位方法。

航空摄影测量在定位方面有空对地和地对空2种方法。空对地方法是用各种直接测量方法求出摄影机或传感器的空间位置和姿态, 然后用前方交会的方法, 确定照片上任一目标在实际空间中的位置。而地对空方法是利用已知空间坐标的若干地面控制点及其在照片上的构象, 先求出照片的外方位元素, 进而可确定出照片上任一目标的空间位置。

2. 航空摄影作业流程。

目前, 常用的航空摄影测量多是采用全数字化摄影测量成图。基本作业流程为:航空摄影, 外业像控点的测量及照片调绘, 像控点采用平面区域网布点, 航内区域网电算加密, 全数字化摄影测量成图, 编制数字化产品。

3. 确定控制点坐标。

长期以来人们主要是利用各种测量方法测定在照片上满足良好分布条件的若干控制点坐标;进行野外照片的判读与调绘。航测外业控制联测工作量非常繁重, 随着GPS技术的不断成熟, 利用载波相位差分法和GPS定位方法, 可以精确地测定摄影中心的三维空间坐标。并将他们作为辅助数据与摄影测量和非摄影测量观测值一起进行区域网联合平差, GPS数据将能大大地提高区域网的精度和可靠性, 大大地节省区域网平差所需要的地面控制点。

二、GPS用于航外控制联测的方法

首先, 需要进行航空摄影, 拍摄符合技术要求的航摄照片。其次, 在取得经过处理的照片时, 就可以进行像控点的联测工作。最后, 根据像控点的布设方案选点, 进行外业数据检核和内业平差计算。

三、进行GPS辅助空中三角测量的步骤

1. 进行航摄的准备工作。

首先, 确定机载高动态GPS天线的类型, GPS天线应符合航空产品的规范。把GPS天线安装在飞机上。固定摄影机位置, 摄影机最好置于相位天线的正下方。把GPS天线通过放大器与GPS接收机相连, 同时把GPS接收机中的事件标示器 (Event Marker) 与航空摄像仪的曝光信号脉冲输出端相连接。进行GPS接收天线相位中心与摄影机后节点 (也是投影中心) 的偏心测定。

2. 进行飞行拍摄。

根据拍摄区的范围, 布设多个基准站, 站间的距离不大于40 km。利用GPS导航进行航空摄影, 把GPS与计算机相连, 对设定的航线进行飞行拍摄。加装垂直构架, 由于每条航带上都可能出现信号失锁、周跳或是不同期飞行的情况, 为了使空中三角网稳定可解, 加装垂直构架航带是十分必要的。

四、GPS测量在周口测区中的应用

1. 任务概况。

为了满足周口测区测绘工程的需要。需要在测区规划区和发展区面积约为200 km2的范围进行摄影和大比例地形图测绘。

2. 航空摄影。

在测区利用ADS80航摄仪进行摄影。航摄时采用于GPS地面基准站相配合的作业方式, 基准站架设在测区中部2个已知D级GPS控制点上, 用2台天宝5700双频GPS接收机架设在控制点上进行观测。

3. 像控点布设及联测。

(1) 像控点布设。在处理飞行数据后, 在测区四角和中心选取少量像控点进行布设, 共布设了28个像控点。像控点的选定均按室内规范要求和照片条件进行。

(2) 联测。在28个像控点都进行实地选点按照。像控点平面坐标的联测采用HNCORS系统进行, 每个像控点目标均测3次, 取3次平均值为像控点成果值。

4. 数据预处理。

ADS80是1台基于三线阵推扫式航摄像机, 它集成了数据定位系统, 可以在航摄的同时独立记录GPS相位中心的精确位置和高频记录 (IMU) 的姿态数据, 在进行GPS和IMU数据联合处理后可以得到航摄过程中航摄仪高频精确的空间位置和姿态信息。通过内插可以得到每1个扫描线曝光瞬间的投影中心的空间位置和姿态数据。

(1) 外方位元素求解。ADS80内业解算主要是基于GPro、IPAS、APM和Orima软件进行计算的, 在航飞结束后, 利用同步基站GPS观测数据, 联合机载GPS和惯性测量单元数据以及航摄时间记录进行解算, 获得投影中心精确的空间位置和姿态数据。

(2) 空中三角测量。空中三角测量的目的是获得数字摄影测量内业所需的照片内外方位元素和数字影像纠正点等元素数据。本项目使用ORIMA自动空中三角测量系统进行加密, 测区划分为1个加密单元。采用IMU辅助空三技术手段, 用地面基站加外业像控点处理数据。在引入外业像控点大地坐标进行区域网的联合平差计算时, 像控制点的量测采用人工观测。加入IMU辅助航空摄影得到的6个外方位元素初值作为带权观测值参与平差, 再用加密成果进行定向。无约束平差和约束平差空中三角测量数据处理精度及各种限差均满足技术要求。空三平差加密成果经外业检测点验证时符合精度要求。

5. 立体测图。在完成空中三角测量后, 根据测区范围和模型进行1:500和1:1 000大比例尺地形图内业测绘产品的生产。

航空摄影测量法 篇11

关键词：GPS航空摄影空中三角测量

中图分类号：P231文献标识码：A文章编号：1007-3973(2011)008-058-02

GPS用于辅助空三测量是全球定位系统在航测中应用的重点，由于GPS全球定位系统可用于动态定位，因此我们可以利用置于地面固定点上和飞机上的多台GPS接收机同时快速连续地记录GPS信号，通过采集动态载波相位GPS相对定位技术的离线数据，经过处理后，获得航摄飞行时摄影机曝光时刻，摄站相对于地面已知点在WGS-84坐标系中的三维坐标；然后将其视为辅助观测数据，引入摄影测量区域网平差中，获取最终的大地坐标。

基于GPS导航定位技术的航空摄影辅助空三测量技术，是利用GPS手段只需少量的地面控制点就能内业成图的一种新的测量方法。广西测绘局在2005年百色基础测绘中，经过反复实验使该技术在航测内业生产中获得成功。GPS空三测量技术的应用，能够较好地解决山区区域网控制布点、刺点、观测困难等问题，大大减轻外业工作劳动强度，降低了生产成本，缩短了成图周期，提高了1：1万地形图数字化生产能力。结合我院在百色摄区GPS辅助空三地面测量的工作，介绍GPS在航空摄影辅助空三测量中的应用。

1项目内容及工作量

百色摄区共划分为4个航摄分区，8个加密分区，布设10条构架航线。为满足本摄区GPS辅助空三航摄工作的要求，布设2个GPS基准站、23个地标点和20个检测点。为满足基础测绘成图需要，摄区内基准站和部分地标点、检测点联测水准点(1985国家高程基准)，具体的外业工作量见表1。

2踏勘

百色摄区踏勘确定的23个地标点中，多数选设在山顶上，其少数选设在楼顶上、田埂相交处和路边。因百色摄区地处边远山区，经济相对落后，交通非常不便，这给布标带来一定难度。23个地标点中，2个点位于摄区中间，21个点分布在摄区范围外，距标准点位均小于1公里，均符合设计要求。由于地标点位置受到地形条件限制，根据环视图地标点视场内障碍物高度角多数小于15°；部分点视场内部分区域障碍物高度角达15°～30°，但障碍物高度角大于15°的范围水平投影累计不大于45°，均符合设计要求。

3布标

地标点布设在构架航线与加密分区首末测图航线重叠处，位于摄区周边的布标点均布出自由图边外，确保控制满幅，并与设计标准点位的距离小于1公里，根据设计要求百色摄区布设了2个基准站点(百色基准站和平果基准站)。基准站点采用不锈钢强制对中中心标志，23个地标点采用T形、Y形和形(简称“T形、三叉形、方形”标志)三种标志，地标点的布标材料用黑油漆、白油漆、黑碳粉、白石灰粉及用油漆刷白的薄膜。

4观测

4.1地面基准站联测

地面基准站联测采用天宝5700型双频GPS接收机，地面基准站联测时观测了2个时段，时段长度(UTC)为00：05：00—23：45：00，数据采样间隔为15秒，观测卫星数4颗以上，卫星截止高度角为5度。为了检查两个基准站周围是否有不明因素影响，分别在两个基准站上架设仪器，观测两次，一次观测24小时，一次8个小时，对当天观测的GPS数据进行下载、格式转换、并选用TEQC软件进行数据质量检查，检查结果见表2。

根据上表，可以看到数据利用率全为100％，大于要求的85％：多路径效应最大0.39，小于要求的0.50，由此可见两个基准站周围没有不明因素干扰基准站观测，说明我们观测的数据是可靠的。

4.2对空地标点观测

对空地标点观测采用天宝5700型双频GPS接收机，2个基准站分别架设在基准点上长时观测，流动站(地标点)观测2个小时。对空地标点远离基准站超过100公里，适当延长了观测时间，时段长度为2-4小时，确保地标点坐标满足像控点精度要求。所观测的数据通过TEQC软件进行数据质量检查，均符合设计要求。

4.3基准站的高程联测

百色基准站的高程联测，起闭于Ⅰ沙田95、Ⅰ沙田96基两个水准点；平果基准站则起闭于Ⅰ开田78、Ⅰ开田79基或Ⅰ开田118基。联测方法：用四等水准精度施测至建筑物附近固定点，然后用电磁波高程导线的方法施测，以确定基准站的高程。经施测，各项精度指标均达到设计要求。

4.4GPS辅助空三测量的数据采集

GPS辅助空三测量的数据采集与常规的GPS测量和摄影测量都不完全一样，涉及到一些新的问题。置于地面基准站的GPS接收机应具有精确的三维已知坐标(一般应有世界大地坐标WGS，84和国家大地坐标系的两组坐标和高程)，而且应位于地势开阔和地面植被良好的地方，便于使基准点和动态接收机共同观测到卫星和接收GPS信号，并且应预先根据选择最佳的卫星组合图形，确定数据采集时间。航摄期间基准站观测，数据采样间隔为1秒，观测卫星数4颗以上，卫星截止高度角为5度。观测时段长度随当日航摄计划而定。航摄时摄区内2个基准站均应同时开机观测，飞机滑行前20分钟开始采集数据，飞机落地不动后20分钟停止观测。此间基准点和机载GPS接收机不间断同步采集GPS数据，实施各航带的GPS测量。所测数据经检查，均符合设计要求。

4.5机载GPS天线偏心分量测定

對于航空摄影来说，GPS动态定位时刻和摄影机曝光时间是不同步的。GPS动态定位解算后，获得一定时间间隔的连续的坐标序列。为了精确测得摄站位置，除了应测定偏心矢量外，必须从GPS有规律的坐标序列中内插出摄影机摄影瞬间天线相位中心的位置(或摄影机摄站位置)。摄影瞬间天线相位中心的推算，不仅与GPS采样间隔的大小有关，而且须顾及摄影机曝光瞬间时间内插的精度，高精度的GPS测量一般采用曝光时间内插器(CET)内插曝光时间。航空飞行作业时，航空摄影机会在摄影瞬间发出一个脉冲，它和由GPS接收机R232接口输出的秒脉冲，通过计算机处理，将曝光时间归化为GPS时间，以便计算机计算该时刻摄影站的位置。机载GPS天线偏心分量测定结果见表3。

5检查

5.1检测点的观测

为了检验整个项目的质量，在获得航摄像片后，在第5加密区内选择了2个地形明显且能够控制图边的地物点作为地标点；在第8加密区内选择了20个明显地形地物点作为检测点，4个地形地物点作为地标点，共6个地标点和20个检测点进行GPS数据观测。大部分点位距离基准站超过100公里，每个地标点、检测点与两个基准站的联测时间均大于3小时，采样间隔设置为15秒，卫星数大于4颗，卫星截止高度角设置为15度。所观测的数据通过TEQC软件进行数据质量检查，均符合设计要求。

5.2检测区(加密分区8)内的6个地标点和20个检测点等外水准联测

为了检验高程，对26个检测点和3个地标点进行了水准联测(1985国家高程基准)，对4个检测点和3个地标点进行了相当于四等水准精度的电磁波高程导线联测。各项精度指标均符合设计要求。

6结论

航空摄影测量法 篇12

关键词：海岛礁,现代测绘,航空摄影测量技术,像控点

为了满足测绘精度的需求, 在航空测量应用中, 不仅要做好相应的像控点测量, 还要进行空三设计处理。从总体流程来看, 航测工艺体系已经相对成熟, 将其应用于海岛礁测绘, 有助于提升现代测绘的整体工艺水平。

1 像控点测量

对于拟定方案关于像片控制点的布设, 应以航测内业成图的要求为标准。从标准规范《1∶5 000, 1∶10 000的地形图航空摄影测量外业规范》来看, 根据海岛的地形特点, 能够立体分配像片上的陆地部分, 当具体连接现实生活中的模型时, 可以作为某一个区域内的布点;当不能够连续连接模型时, 需要划分不同的区域进行布点;当大陆不能直接连接构网时, 应该将零散的小岛按照野外布点的方式连接, 通过控制测绘的最大限度的面积, 满足基本原则, 是立体测图的要求。在控制点超出控制连线以外1 cm的陆地部分, 应该增加一些布平高点。

2 海岛礁测绘应用航空摄影内业立体测图

相比于海洋测绘, 海岸带周围的海上碍航物、助航标志、方位物、港口设施和岸线等这些海图要素, 都应该引起相关人员的高度重视。因此, 行测技术的应用试验工作应该将重点放在碍航物、方位物和海岸线等要素上, 以便准确、有效地判断出海图要素。

2.1 岸线的采集和判读

采集岸线是为了确定岸线的高度和岸线的平面走势, 从影像上简单判断人工岸线。对于岸线的高度采集, 主要采取以下2种形式: (1) 在影像上可以采集多处较为明显的岸线分界线上的岸线高, 通过比对可以确定所测区域的平均岸线高; (2) 利用当地的平均海面、1985高程基准、潮汐数据等能够推算出所测区域的岸线高度。

2.2 港口设施

通过比较起重机、船坞、海堤和码头的设施, 可以采集影像中的矢量信息, 并判断它们的属性。对于禁锚标志和警示标识, 虽然不能从影像中准确判断出它们的位置, 但是, 在一般情况下, 能够确定助航标记的属性。

2.3 方位物

方位物处于地面上比较突出的位置, 能够清楚判断出目标的存在和性质。另外, 方位物也会处于拐弯处、地物交叉点等某些明显的曲折和地物角处。

2.4 助航标志

通过助航标志能够从高分辨率导航片中准确读取灯浮、灯塔、灯桩的地理位置。但是, 在现有的影像分辨率中, 在空旷的海面下, 灯浮和灯桩很容易混淆。因此, 对于灯塔和灯桩的高度测量, 可以采用航测技术。

2.5 碍航物

在测量沿岸地形时, 碍航物包括滩涂、明礁、干出礁、渔网、渔堰和网上渔栅等。因此, 在测量碍航物时, 需要采用特定的获取时间。

2.6 行业调绘

在进行行业调绘时, 需要采用常规的手段采集地物坐标, 但是, 很难采集到助航设备中的点状符号属性, 即标注、雾号性质、雷达反射器、无雷性质、灯质、标身颜色、编号、名称和编码等。外业调绘能够监测内业测绘某些方面的重要因素, 以确保沿岸地形图的精度。

3 空三处理要点分析

在试验区的像片中有3条不同的航带, 第一条航带是沿岸陆地影像, 第二条、第三条航带是海岛的影像。根据基本的要求规范, 不同试验区内海岛的地理特点和像片的真实情况, 在选择区域网布点法时, 需要参考航测的实验结果, 以1∶10 000的形式测绘海岛地形图则。因此, 在像控测量中, 需要布设24个平高的控制点。在具体工作中要注意以下几点: (1) 相关标准显示, 技术指标的定向精度应该不大于规定数值, 但是, 可对贫困地区放宽0.5倍。 (2) 各个连接点应该均匀分布, 连接点应该设在各个标准的点位区内。定向目标自动定位时, 一般需要有不少于30个像对连接点。 (3) 当标准的点位落入水中时, 应该在标准点位框外1 cm处的地方选择适合的连接点。在选择标准点位的连接点时, 不能选择独立面积比较小或者是少量的岛屿, 因为没有办法满足连接点的需求。如果一定要选择, 需要在沿岛屿的轮廓周围添加均匀的连接点, 以满足基本的标准规范。 (4) 旁向的连接点应该进行6度的重叠, 航向的连接点可以进行3度的重叠。 (5) 在进行航摄影像扫描数据化时, 应该选择边缘大于1.5 cm的连接点距离摄像。 (6) 连接点应该设置在自由图边轮廓线以外的地方。 (7) 在人工选择航线的初始连接点时, 应该满足相关要求。相邻的航线之间至少需要2个连接点, 当航带间偏角的变化情况比较大时, 应该尽量增加航线连接点的数量;当相隔10~12张像片的航线比较长时, 应该选择一个航线的连接点;对于交叉航线, 需选择3个以上的连接点, 它们要位于2个航线之间的公共区, 但是, 连接点不能处于同一条直线上。

4 结束语

从海岛礁测量技术的可靠性和有效性方面考虑, 与常规海岸地形采取的测量手段的精度和方式相比, 航空摄影测量技术完全满足相关精度和指标要求。将航空摄影测量技术应用于海岛礁测绘等领域, 绘测成果会更加清晰、直观, 而且其操作流程相对简捷。在测量的过程中, 需要先做好像控点的测量和空三处理, 然后结合实际情况进行内业立体图的相关测量, 最后要控制细节, 提高测量精度, 最终实现海岛礁测绘中航空摄影测量技术的全面应用。

参考文献

[1]杨长根, 易思蓉, 秦方方.数字摄影测量系统在道路选线中的应用研究[J].路基工程, 2011 (01) :15-23.

[2]许大力.徕卡ADS80数字航空摄影测量系统在大比例尺地形图航测工程中的应用[J].中国科技信息, 2011 (08) :68-69.

[3]万兵, 马春萍.低空数码摄影测量的应用探讨[J].科技创新与生产力, 2011 (05) :45-47.