■王志剛 王瑞辰

（吉林省航測遙感院吉林省吉林市130061）

基礎(chǔ)地理信息采集的航測工藝的應(yīng)用探究

■王志剛 王瑞辰

（吉林省航測遙感院吉林省吉林市130061）

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，基礎(chǔ)地理信息在采集的過程中越來越依靠信息技術(shù)，目前地理信息采集技術(shù)，在航測工藝上是的使用也越來越廣泛，本文首先針對地理信息采集的特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，隨后分析了現(xiàn)代化航測工藝的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，針對大比例地圖中的使用進(jìn)行了針對性的分析，目的是提高整個(gè)新航測的成產(chǎn)工藝，從而最終提高整個(gè)地體的生產(chǎn)效率。

基礎(chǔ)地理信息采集航測工藝應(yīng)用

1 前言

近年來，航空攝影的CCD(Charge Coupled Device)和CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)的不斷發(fā)展，相應(yīng)的我國地理信息采集在精確度和準(zhǔn)確性上也得到了一定的發(fā)展，本文針對基礎(chǔ)地理采集在航測工藝中的運(yùn)用進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

2 數(shù)字航測相機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 CMOS面陣傳感器。生產(chǎn)廠商可以簡單的方式、低成本、大批量生產(chǎn)CMOS面陣。此前,CMOS面陣還主要用于對輻射質(zhì)量要求較低的領(lǐng)域,諸如文印、條形碼掃描儀、傳真機(jī)和手機(jī)等。然而,現(xiàn)今的情況發(fā)生了巨大的變化。首先,Kodak在KodakProSLR系列相機(jī)中引入了14M像素的CMOS面陣。

2.2 CCD面陣傳感器。用于航空攝影的中幅面面陣傳感器也發(fā)生了類似的發(fā)展。在航空攝影行業(yè),CCD面陣仍然占主導(dǎo)地位,CCD面陣幅面已從典型的15M像素增加到30-40M像素。Kodak首先將其KAF系列相機(jī)的CCD面陣從12-16M像素分別增加到31-39M像素。Dalsa生產(chǎn)了33M像素的CCD面陣,并能以單色和彩色兩種方式成像。這些新型CCD面陣所產(chǎn)生的影像像素?cái)?shù)的增加,是通過使用更小尺寸的像元來實(shí)現(xiàn)的(比如,Kodak的只有6.8U,Dalsa的也達(dá)7.2um)。當(dāng)用于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的芯片(如36mmX48mm),更小的像元尺寸意味著可以產(chǎn)生更多的像素?cái)?shù)。先進(jìn)的技術(shù)和工藝確保小尺寸的像元仍能保證之前的9-12um的大尺寸像元的福射質(zhì)量 (靈敏度、動(dòng)態(tài)范圍等)。

2.3 線陣傳感器。線陣是機(jī)載推掃相機(jī)的基本構(gòu)件,推掃相機(jī)產(chǎn)生連續(xù)的地面帶狀影像。此種相機(jī)的地面覆蓋尺寸依賴于其線陣的長度。機(jī)載推掃相機(jī)通常使用4000-14000個(gè)像元的線陣傳感器,并且都使用CCD傳感器。高端CCD線陣的供應(yīng)商有Atmel(France)、e2/(UK)、Kodak(USA)和Fairchild(USA)。

3 基礎(chǔ)地理信息采集的航測工藝大幅面框的運(yùn)用

為保證航拍效率,數(shù)字航測相機(jī)大都采用大幅面框幅相機(jī),其影像大小為50M像素以上。大幅面框幅相機(jī)可分為兩類:第一類數(shù)字航測相機(jī)安裝有一個(gè)大幅面面陣的單相機(jī),可以產(chǎn)生單色框幅影像;第二類數(shù)字航測相機(jī)由多個(gè)中幅面框幅相機(jī)組合成一個(gè)復(fù)雜的成像系統(tǒng),其中每個(gè)單相機(jī)產(chǎn)生的子影像,經(jīng)過數(shù)字圖像處理技術(shù)拼接形成一幅綜合的大幅面數(shù)字影像。

單鏡頭大面陣相機(jī)。大幅面單面陣框幅相機(jī)采用商用最大CCD面陣。由于這種面陣難于生產(chǎn),產(chǎn)量較低,所以尤其昂貴。其用途一般僅僅限于國防安全、軍事偵察、警事巡查等領(lǐng)域。Recon/Optical公司是一個(gè)專為政府部門和空軍提供大幅面數(shù)字框幅式相機(jī)的供應(yīng)商。

組合相機(jī)。民用市場上大都采用多個(gè)中幅面相機(jī)集成一個(gè)大幅面數(shù)字航測相機(jī),各子相機(jī)所成子影像,利用子影像重疊范圍內(nèi)的連接點(diǎn)進(jìn)行配準(zhǔn)和幾何校正,拼接形成一個(gè)大幅面數(shù)字全色影像,利用相機(jī)系統(tǒng)中的另一套小幅面多彩色低分辨率影像,與把拼接的全色影像融合成彩色影像。

3.1 成圖周期縮短

相同的工作量,如按常規(guī)航空攝影測量方法,需要一年的時(shí)間才能完成;如用平板儀測圖,則需要二年的時(shí)間;若采用全野外數(shù)字一體化作業(yè)需一年半的時(shí)間。可以看出,航測數(shù)字化可以大大縮短成圖周期。

3.2 成圖精度提高

平板儀法測繪的一代地形圖,經(jīng)對照檢查統(tǒng)計(jì),主要地物點(diǎn)平面精度和高程注記點(diǎn)精度、等高線精度均要高許多,所表示的地形、地貌逼真、詳盡,圖幅信息量高于平板儀測圖。

3.3 一些建議

盡管航測全數(shù)字化作業(yè)投人的儀器設(shè)備成本較高,但與成圖周期短、精度高的優(yōu)勢相比還是劃算的。如果采取一些改進(jìn)措施,還可進(jìn)一步提高工作效率。

航測成圖,最好不要進(jìn)行房檐改正,這樣可以減少許多工作量。我們這次采取只改沿街大于20cm的房檐,雖然增加工作量不是很大,但也出現(xiàn)一些混亂。對圖的使用來說意義并不很大。

4 采用航測工藝在基礎(chǔ)地理信息采集中的總結(jié)

4.1 精度高

通過基于寬角組合相機(jī)子影像重疊區(qū)域自動(dòng)匹配的自檢校,達(dá)到輕小型化設(shè)備的精密等效中心投影構(gòu)像,支持高精度空中三角測量;與此同時(shí),通過自檢校的四個(gè)傾斜子相機(jī),一次飛行即可獲取四個(gè)方向的建筑物側(cè)面影像,可為城市景觀的三維表達(dá)、精細(xì)建模以及可視化提供一種薪新的、快捷的技術(shù)方案。

4.2 效率高

高精度LiDAR系統(tǒng)能快速獲取建筑物的高度信息,通過濾波方法能剔除植被等其他地物,為基于真正射影像+LiDAR數(shù)據(jù)+矢量數(shù)據(jù)的快速構(gòu)建建筑物三維模型提供了建筑物模型的高度信息獲取。

4.3 美觀性好

真實(shí)紋理是重建建筑物精細(xì)三維模型必不可少的。采用基于組合相機(jī)的多視定向影像給建筑物幾何模型貼賦表面紋理的方法,解決以往利用二維圖像和建筑物三維幾何模型進(jìn)行配準(zhǔn)采集紋理,需要人工干預(yù)、而且精度低、速度慢、紋理美觀性差等問題。

5 結(jié)束語

綜上所述，采用航測的方法，在一定程度上能夠增加地理信息建設(shè)的準(zhǔn)確性和便捷性，對于大幅面框信息搜集中具有較強(qiáng)的意義，在傳統(tǒng)攝影的技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的革新，因此采用航測工藝，對于我國及基礎(chǔ)地理信息的采集，將會(huì)有更廣闊的發(fā)展前景。

[1]史申超.無人機(jī)航測系統(tǒng)在地籍測繪方面的應(yīng)用研究 [D].山東科技大學(xué),2014.

[2]解斐斐.基于無人飛艇低空航測系統(tǒng)建筑物紋理獲取與處理技術(shù) [D].武漢大學(xué), 2014..

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-6-352-1