王波

【摘要】隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各種各樣的科學(xué)技術(shù)也在不斷提高，尤其是航空技術(shù)。航空攝影的目的是可以觀察目標所處的真實空間，有利于地形考察等多個方面。所以，本文將從多個方面對航空攝影測量圖像定向進行深入的分析以及探討。

【關(guān)鍵詞】航空攝影；測量影像；定向；探討；

一、前言

目前，我國在航空事業(yè)上取得了很大的進步，例如空間定位技術(shù)、計算機信息技術(shù)以及遙感技術(shù)，由于這幾項技術(shù)都取得了質(zhì)的發(fā)展，所以也促進了航空攝影測量定向科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

二、關(guān)于航空攝影測量影像定向

航攝測量影像定向就是運用遙感影像來確定地面目標點的空間位置，從而進一步實現(xiàn)目標定位的原理，其重點就是能迅速的獲取空間方位。攝影測量就是利用攝影光束相交確定地面點位的一種方法。這種方法需要外方位元素：為三個線元素和三個角元素。近幾年來，經(jīng)濟建設(shè)、社會建設(shè)發(fā)展較為迅速，在城鎮(zhèn)和土地調(diào)查的成果資料與實際利用現(xiàn)狀存在較大差異，對土地進行科學(xué)有效利用則產(chǎn)生較深影響。如果靠控制點并通過空三加密反求光束的外方位因素的傳統(tǒng)攝影成圖技術(shù)則不能滿足生產(chǎn)發(fā)展和城市測繪的需求。

三、航空攝影測量影像定向技術(shù)的發(fā)展

1950年以前，人們嘗試用雷達測高儀和激光斷面測量儀等技術(shù)手段來測量空間定位，但是由于數(shù)據(jù)不準確而不能得到理想的結(jié)果。到了70年代左右，全球定位系統(tǒng)（GPS）的快速發(fā)展，研究人員通過對載波相位差分GPS動態(tài)定位技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，可以采用此技術(shù)來確定攝影瞬間測量目標的空間位置，因此一些研究人員開始重點研究GPS輔助空中三角測量方法，使得此技術(shù)得到了快速發(fā)展，可是由于其技術(shù)要求比較苛刻，對于城市大比例尺、條形區(qū)域等的測量很不方便。90年代以后，國際攝影測量界又開始了針對DGPS/IMU組合系統(tǒng)（POS系統(tǒng)）的研究，并用此技術(shù)來獲取像片攝影時的空間方位，并直接應(yīng)用于航空攝影測量影像的空間定位上，然而經(jīng)過與實地數(shù)據(jù)作對比，發(fā)現(xiàn)其測量精度仍然無法滿足大比例尺測量的精度要求。

進入21世紀以來，著數(shù)字化攝影測量技術(shù)的快速發(fā)展，航空攝像測量技術(shù)通過對定向參數(shù)進行分析，初步確立了航空攝影測量影像定向技術(shù)。隨后，人們主要以3S技術(shù)為主要測量手段、以4D產(chǎn)品（DEM、DOM、DLG、DRG）生產(chǎn)技術(shù)為輔的測量技術(shù)，廣泛應(yīng)用于航空攝影測量影像定向應(yīng)用中。我們?nèi)绾纬浞掷卯敶娇諗z影測量技術(shù)的優(yōu)勢，進行4D產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)，并對相應(yīng)數(shù)據(jù)庫實施快速更新，是一個值得關(guān)注的問題。同時我們應(yīng)該充分利用現(xiàn)在的航空攝影測量技術(shù)的優(yōu)勢，發(fā)展我國的航空測量事業(yè)。

四、我國航空攝影測量影像定向技術(shù)的現(xiàn)狀

目前，航空攝影測量主要有常規(guī)航空攝影測量、GPS航空攝影測量、DGPS/IMU航空攝影測量3種模式。航空影像的獲取和影像定向方法的不同是這三種測量技術(shù)最主要的區(qū)別。航空攝影測量影像定向技術(shù)是借助大量地面控制點加密技術(shù)獲取模型定向點來實現(xiàn)的。

通過GDPS/IMU來直接測定傳感器的六個外方位元素，能夠讓客戶認為價格是合適的。直接地面參考技術(shù)即GDPS/IMU能夠?qū)鞲衅鲾?shù)據(jù)或目標數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)化到一個本地或者全球的坐標系統(tǒng)，從而能夠進行下一步的處理。將GDPS/IMU數(shù)據(jù)作為輔助信息用于對比小、沒有明顯特征的地區(qū)的空中三角測量的作業(yè)是很有用處的，但是直接用校正過的定向參數(shù)而不進行整體的空中三角測量，所能達到的地面精度，主要依賴于飛行高度。對于幾何模型考慮的比較簡單，導(dǎo)致即使區(qū)域網(wǎng)結(jié)構(gòu)十分完美且檢校場及GDPS/IMU數(shù)據(jù)聯(lián)合處理準確無誤，直接地面參考所能達到的精度仍然難以滿足大比例尺測圖的需要。而基于DEM和DOM的航空攝影測量直接解具有地學(xué)編碼、信息翔實等優(yōu)點，并且能夠輕易實現(xiàn)快速更新和實現(xiàn)變化檢測的自動化與半自動化。

基于已知定向參數(shù)影像的航空攝影側(cè)量直接解則需要滿足一些要求。首先，必須能夠從數(shù)據(jù)庫中得到原有影像及它們的定向參數(shù)值；其次，影像的重疊度和約束點的分布必須滿足穩(wěn)定的幾何構(gòu)造，以保證達到較高的精度；并且新舊影像在內(nèi)容上必須有相關(guān)性，這樣我們才能提取同名點。

五、數(shù)字航攝儀DMC

數(shù)字航攝儀DMC是一種用于高精度、高分辨率航空攝影測量的數(shù)字相機系統(tǒng)。DMC數(shù)字航空相機由四個全色傳感器和四個多波段傳感器組成。DMC航空相機通過四個多波段傳感器分別捕捉紅色、藍色、綠色及近紅外數(shù)據(jù)；而四個全色傳感器分別捕捉的影像，依靠少量的重疊區(qū)域生成一個大的768013824鑲嵌影像。DMC能夠滿足小比例尺和高分辨率大比例尺航攝業(yè)務(wù)的需要。該系統(tǒng)在不同的光線條件下，通過改變曝光時間，確保影像質(zhì)量，其對地面分辨率可達到5cm。

低空數(shù)字航空攝影測量以2000萬像素以上的小像幅數(shù)碼相機為傳感器，采用無人飛機進行低空航攝，具有機動、快速、經(jīng)濟等優(yōu)勢。該技術(shù)能夠在短時間獲取局部區(qū)域的較高精度的高分辨率數(shù)字影像，且天氣及機場的依賴性小，已廣泛應(yīng)用于應(yīng)急保障、防災(zāi)減災(zāi)、地形測繪等領(lǐng)域。

六、LIDAR激光測高掃描系統(tǒng)

LIDAR激光測高掃描系統(tǒng)利用GPS輔助空中三角測量技術(shù)，可以減少地面控制點，縮短作業(yè)周期，降低成本，可以真正應(yīng)用于困難地區(qū)、無圖區(qū)及邊境區(qū)的基礎(chǔ)測量。利用該種測量技術(shù)，在有地面控制點的四角帶，完全可以滿足1∶10000比例尺的地圖精度要求；在地面特征豐富、影像較好時，可以達到1∶50000比例尺的精度要求。這種測量技術(shù)對于實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略、完善國家基本地形圖有重要意義。

七、航空攝影測量影像定向作業(yè)的要求及實驗

現(xiàn)代的航空攝影測量在作業(yè)上一般在航空攝影、地面控制和內(nèi)業(yè)測繪上有一定的要求。在采用GPS航空攝影測量時一般會將動態(tài)GPS接收機與航攝儀固聯(lián)以提高影像獲取的質(zhì)量。

一般在采用DGPS/IMU航空攝影測量時，都會在航攝儀上安裝POS系統(tǒng)。根據(jù)不同的情況要選擇不同的地面控制方案，以獲得最佳的加密點坐標和像片外方位元素。內(nèi)業(yè)測繪采用影像匹配技術(shù)識別同名像點，以完成地形和地物的自動測繪現(xiàn)行的4D產(chǎn)品生產(chǎn)中，一般按照單片內(nèi)定向y像對相對定向y單模型絕對定向y立體模型測繪的流程進行作業(yè)，僅僅是在DGPS/IMU航空攝影測量之直接對地目標定位方法中探討如何利用POS系統(tǒng)獲取的影像定向參數(shù)進行模型恢復(fù)的有關(guān)理論和方法。攝影測量加密和直接對地目標定位是航空攝影測量幾何定位的兩種方式。攝影測量加密的含義是將獲得到的影像坐標和地面的控制點或者是影像的外方位元素作為帶權(quán)觀測值進行整體光束法區(qū)域網(wǎng)平差，從而獲取影像的定向參數(shù)和目標點的空間坐標，這樣可以對立體模型測圖提供目標定位定向的控制點和高精度的對地目標定位。

直接對地目標定位是在獲得高精度影像外方位元素的前提下，利用立體像對上同名像點的像平面坐標按照空間前方交會理論計算出相應(yīng)地面點的物方空間坐標，以直接確定物點的空間位置，從而實現(xiàn)4D產(chǎn)品的生產(chǎn)。

八、結(jié)束語

通過以上詳細的分析以及探討，我們能夠看出當今社會的航空攝影測量影像定向技術(shù)還是比較成熟的。所以說，為了更好的了解地理環(huán)境，發(fā)掘地球的神秘，仍需不斷發(fā)展這項技術(shù)。

參考文獻

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