数字航空摄影测量内外业一体化作业模式研究.docx

1、数字航空摄影测量内外业一体化作业模式研究数字航空摄影测量内外业一体化作业模式研究 作者： 日期： 数字航空摄影测量内外业一体化作业模式研究-建筑论文数字航空摄影测量内外业一体化作业模式研究 刘学杰 （河南省中纬测绘规划信息工程有限公司 河南 焦作 454000） 【摘要】从航空影像数据预处理、外业像控测量与空中三角测量之间数据的有效衔接、数字摄影测量工作站的数字产品制作等几个主要方面总结不同的作业方法，分析不同作业模式下对最终成图的精度影响，最终形成一套内外业衔接紧密、作业模式灵活、成果精度较高的数码航空摄影测量作业方案，从而为数字城市建设提供可靠的基础地理信息数据。 关键词 数字航空摄影测量

2、；测图精度；内外业一体化；像控测量 1.研究的背景与意义 1.1数字航空摄影测量是工程测量发展的趋势。 随着测绘技术、信息技术和计算机技术的迅速发展，航空摄影测量技术也有了前所未有的发展和进步，与传统的全野外测量相比，航空摄影测量具有获取地理空间信息快、成本相对较低、且不受区域限制等优势，一直受到世界各国政府的高度重视，短短几十年间得到了迅猛发展，占据了对地观测领域的主导地位，在全球基础测绘、重点地区详细测绘和局部地区精确测绘中得到了广泛应用。 1.2与传统测绘相比优势。 随着国家经济的快速发展，地表自然环境和人文地理日益错综复杂，地理信息的变化速度日趋加快，给地形图测绘及更新增添了难度。因此

3、，采用合理的测绘手段，全面、高效并高精度地获得地理信息数据是测绘的一个发展方向。就现有的测绘手段而言，航测在多方面具有明显的优势，其与传统测绘相比有以下几点优势： （1）工期优势：地面测量的作业模式依靠人力和设备对地表信息逐点进行野外采集，几乎所有工作量都在野外完成。航测的作业模式依靠航飞获取地表信息，绝大部分工作量在室内完成，不受天气、交通等自然条件影响，工作效率较高，能大幅度缩减工期。 （2）产品优势：地面测量的产品通常只有线划图。航测有DLG、DEM、DOM等多种产品，并且航测产品可大范围成图，我们可以充分利用大范围的航测产品减少现场踏勘工作。另外，种类多的航测产品提供了充足的空间数据资

4、源，其重复利用率明显高于传统测绘。 （3）成本优势：航测较传统测绘，能节约大量的人力、物力及作业时间，这在一定程度上能够降低地形图测绘的成本。 2.研究的技术方案 课题以”数字焦作地理空间框架建设项目”作为研究具体实施项目，采用了JX4、Geolord-AT、Photoshop、CAD等多种专业软件，研究具体实施方案贯穿航测项目整个实施流程，其具体实施的技术方案如（图1）。 3.研究的过程与成果 3.1航测内业作业流程的优化。 3.1.1数字城市航空摄影测量作业流程（见图2）： 3.1.2上述的航测内业作业流程整体是正确的，在数字城市项目实施的过程中，能够指导作业。但是，在作业过程中发现了一些

5、问题： （1）该流程中的各个步骤之间，缺少必要的质量检查步骤，若前一流程作业成果出现了问题，便会延续到下一流程，依次传递。使得后期修改时，不得不整体修改，增加了修改的工作量； （2）流程前期还缺少一些必要的步骤，影响了后期项目开展的效率，如前期没有进行影像预处理，使得后期DOM的制作和处理的工作量大大增加。 （3）最后成果质量缺少项目组内部的检查流程，直接进行了检查验收； 为了弥补上述作业流程中存在的这些问题，查阅了相关的规程规范，结合实际的作业经验，并依据上述问题，分析概括了流程中要补充的步骤，如：航空影像的检查与预处理、测区区域的划分、数据的初采集和精度的初检查等；并通过实验分析，最终形成

6、了一套重点突出、局部细化的航测内业作业流程，如图3： 3.2航空影像数据检查与预处理。 3.2.1航空摄影由国家测绘地理信息局统一安排飞行，数字航摄，彩色影像，GPS导航，航线沿测区东西方向敷设。最终的影像包括：TIFF格式的数字影像和彩色照片影像。 3.2.2虽然航摄单位提交的影像资料，已经经过加工处理，并通过了检测单位的检验，但是，由于航测软件对影像要求以及影像自身质量原因会影响到数据处理，对影像的检查和预处理是航测必不可少的步骤。 3.2.3下面是数字城市项目中发现的一些问题： （1）影像的色调及亮度/对比度不均匀，或清晰度不够等现象； （2）航摄单位提交的影像分辨率、影像像幅大小不正确

7、； （3）个别影像不是真实方向。 3.2.4这些问题会影响到立体模型建立，或者影响到立体模型绝对定向时控制点选点的精度，从而影像到立体模型的精度，不利于后期3D数据的制作。因此，我们展开了以下研究。 3.2.4.1研究内容一： 针对上述存在的问题，我们列出了对应的影像检查内容，增加了影像之间的对比检查，以便影像能更好的拼接。主要有以下几点： （1）确保每幅影像的分辨率正确； （2）确保单幅影像的真实方向，保证各幅影像间方向一致，满足航向重叠度在60%以上，旁向重叠度在15%以上的要求； （3）借助Photoshop图像处理功能，做好影像色彩处理工作，保证整体影像色调基本一致，并控制影像文件的大

8、小。 我们将这些内容列入到了影像预检检查表中。 3.2.4.2研究内容二： 针对JX4对影像像幅及影像质量的要求，重点研究了影像处理的要点，同时，结合数字城市项目影像处理的经验，并反复试验，形成了影像处理的流程及基本方法。 影像预处理使用软件是Photoshop，通过实验总结，形成了一套调色作业方法，收录在航测内业作业指南中，并录制了调色工具讲解视频。 3.3测区的区域划分。 3.3.1我们在数字城市项目中，由于项目开展的需要，我们测区划分区域方案为：测区北部主要采用的是分航带进行划分的办法；测区南部小区域内进行了分块划分。 3.3.2在项目开展后期，我们发现，测区的划分对DOM成果接边有着较

9、大的影响，下面是我们进行的研究分析： 3.3.2.1接边复杂度的比较。 （1）在数字城市项目开展过程中，我们发现由于不同单幅影像拍摄角度不同，会造成影像中高大建筑物及其他有高度地物在影像上的倾斜方向不一样的现象，这样就使得DOM影像之间接边时常常会有地物接不上的情况，如图4： （2）若是航带之间接边，即旁向接边。由于两作业区分别选用的两条航线的影像，那么接边处将都会是图上所示情况，而旁向重叠区域较小，应用影像二次镶嵌、影像贴图等方式处理起来比较麻烦； （3）若是航线内部接边，即航向接边。有时接边处会采用同一张影像，就不会出现接边问题；有时会有图示问题，但由于航向重叠区域较大，应用影像二次镶嵌、

10、贴图等方式处理起来也比较方便。 （4）结论：我们应尽量减少航带之间的接边，以减少接边的复杂程度，即尽量不采用航带区域划分，而采用分块区域划分法，他可以有效减少航带之间的接边区域，减轻接边的复杂程度。 3.3.2.2接边边长大小的比较： （1）我们将含有10行10列1：1000标准分幅图的区域，分给四个作业员进行分区域作业，标准分幅的边长为500m，分别采用航带区域划分和分块区域划分两种方式进行了作业区域的划分，都分成了四小块。 分块法区域划分（见图5）： （2）航带法区域划分： 经过计算分析，航带法的接边边长要比分块区域划分方法接边边长长了5000m，也就是接边工作量要比分块区域划分法大。 （

11、3）结论：合理的分块区域划分法能有效的减少区域之间的接边边长，减少接边的工作量。 4.成果的整理与编制 4.1文档成果。 （1）航测内业作业指南。 里面收录了航测项目前期数据的准备、各个流程作业方法、空三加密作业方法、单模型定向方法、3D数据采集方法和3D数据采集作业经验等内容。 （2）航空摄影测量与遥感基本教材。 里面收录了航空摄影测量的基本理论知识、常用航空摄影仪的特点、遥感基础理论知识、常用遥感卫星简介等内容； （3）数字测绘成果质量检查体系。 制定了数字测绘成果的基本检查办法，设计了5种质量检查表。包括3D数据质量检查表，里面给出了成果质量评分标准与质量等级评定标准；还包括影像预检检查

12、表和像控测量成果检查表。 4.2视频成果。 组织作业人员录制了各类作业视频共18个。包括空三模型定向、非空三模型定向、矢量数据采集、DEM制作、DOM制作、影像调色以及影像接边处理等作业视频。 5.展望与建议 （1）随着航测技术的发展及航测软件的不断更新，我们需要不断学习新知识，了解行业新动态，及时对研究成果进行更新和总结。 （2）摄影测量领域除了航空摄影测量，还包括航天卫星遥感测量和轻小型低空摄影测量。其中，航天卫星遥感，主要适用于大范围、宏观以及中小比例尺国家基础测绘数据的获取，轻小型低空摄影测量技术手段具有机动灵活、响应快、成本低、时效性强等特点。虽然，这两种航测方式目前难以满足大比例尺

13、测图的要求，但随着相关技术的发展，其应用领域也日益广泛。我们要结合公司的生产实际，拓展研究思路，将摄影测量技术应用于公司的日常生产业务中。 参考文献 1赵磊，张森，尹志强，张嘉琛.ADS40数字航空摄影与传统航空摄影之比较J.城市勘测.2009(02). 2王小平，唐剑，郑团结.微型无人数字航空摄影系统的设计与实践J.测绘技术装备.2006(01). 3曹銮.数字航空摄影有关技术的分析探讨J.四川测绘.2007(06). 4黄琳云.关于框幅式数字航空摄影成果质检方法的探讨J.江西测绘.2013(02). 5余长慧，曾衍伟.数字航空摄影成果的自动质量系统设计J.测绘信息与工程.2011(01).) 文章编号1006-7619（2015）07-13-464