于景杰

(黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080)

航空測繪是一種以飛行器為測量載體的測繪手段，目的是通過拍攝獲得的數據，進而繪制大地坐標。自20世紀80年代起，GPS技術開始應用于航空攝影測量，這項技術能有效減少地面控制點，在忽略三角測量的基礎上實現直接定向測圖，簡化了工作工序，進而縮短了周期，降低了成本。這項測量系統(tǒng)正逐漸應用于國際上眾多的航空攝影項目中，航空攝影測量與遙感技術相互之間配合，進一步促進了我國測繪行業(yè)的完善和發(fā)展。

1 航空測繪在我國的發(fā)展歷程

早在20世紀初期，北洋大學曾用攝影經緯儀進行過測量。1931年8月，國民黨政府為了測繪了我國一些地區(qū)的地形圖成立了專業(yè)的航測隊。新中國成立以后，航空測繪在水利、林業(yè)等部門的推廣下得到了飛速的發(fā)展。20世紀90年代以前，各省市制作1∶10000和1∶5000的地形圖，然后用得出的數據組成地形數據庫。21世紀發(fā)展到了三維城市電子地圖的制作。這些工作為建設為構建數字國家做了良好的鋪墊。同時，近年來我國為了經濟和社會的需要啟用了西部測圖計劃。

2 航空攝影測量技術和GPS測量技術

2.1 航空攝影測量技術

航空攝影測量(aerial photogrammetry)立體測圖的基本原理是投影過程的幾何反轉。航空攝影測量指是在飛機上用航攝儀器連續(xù)拍攝地面的地理圖像，結合地面控制點的測量坐標完成相關測量數據。

2.2 GPSRTK動態(tài)測量技術

GPS實時動態(tài)測量技術簡稱RTK，基本原理是根據高速運動的衛(wèi)星瞬間位置用空間距離后方交會的方法，來確定待測點的位置。RTK采用了載波相位動態(tài)實時差分方法，能夠得到厘米級定位的測量精度方法。具體作業(yè)方法:在基準站上設置一臺GPS接收機，工作過程中接收機會及時將坐標、高程、坐標等地理信息加以轉換，以參數形式輸入相應的控制流動站?；鶞收竞土鲃诱緦⒈舜私邮盏降男l(wèi)星信號，控制手簿會及時處理這些數據。同時，系統(tǒng)會將實測精度與預設精度加以區(qū)分比較，將測得的坐標、高程及精度同時記錄進手簿。

2.3 測繪地形圖的一般作業(yè)技術

2.3.1 外業(yè)像控點的測量

1)基準站的選擇。流動站與基準站之間距離的增大，將會延長初始化的時間，甚至影響到測量的精度。所以在工作中，設置流動站與基準站之間的距離要＜10 km。另外，設置基準站時要考慮到地形、地勢、以及地理景觀對測量數據的影響甚至干擾，可以采取提高架設基準站天線的高度，從而緩解眾多方面的影響。

2)基準站的校準?；鶞收镜男使ぷ饔?種不同的方式:①在已知點設置基準站，采用已有的靜態(tài)數據，直接獲取該點的坐標，并及時將控制點的坐標輸入GPS手簿，與此同時，將在各個流動站上所采集的地理坐標數據進行轉換成對應的地理參數;②取隨意擺放基準站的方式，采集流動站控制點上測量所得的地理坐標。

2.4 航空攝影測量

航空攝影時一切工作的基礎，在此期間拍攝獲取的像片在后期成圖成圖過程中用著重要的意義，所以必須嚴格要求航空像片的質量，嚴格規(guī)范航空攝影過程中的飛行行為。

航空時飛行質量主要有以下5點要求:

1)像片的傾斜角。通過水準器影象中氣泡判斷傾斜角，一般情況下，像片傾斜角應＜3 b。若發(fā)現可疑，及時用攝影測量方法進行抽查。

2)航攝比例尺與航高。航攝的比例尺在有傾斜，地形起伏情況下是一個復雜的問題。選定航攝機和航攝比例尺后，在作航攝計劃時，應按預定航高 H飛行，其差異小于5%，同一航線內的各個攝影站的航高在要控制偏差在50 m以內。

3)像片重疊度。為使達到后期制作的要求，拍攝所得的像片要達到一定的數量，并且圖像之間應有一定程度的重疊，這樣才能使像片覆蓋整個測區(qū)。航向重疊一般規(guī)定為60% ，且≥53%，≤75%;旁向重疊規(guī)定為30%，≥15%，≤50% 。重疊度小于最小限定值時，要增加飛行測量的航班，但測量也不要過于頻繁。

4)航線彎曲度。后期攝像圖片加工處理時，要求航線的圖像的彎曲度＜3%。

5)像片旋轉角。在同方向像片邊框與相鄰像片主點的連線之間會存在一個夾角，這個夾角叫做像片旋偏角，一般≤6 b。

2.5 航空攝像過程中的外業(yè)作業(yè)和內業(yè)作業(yè)

2.5.1 外業(yè)工作

1)像片控制點聯(lián)測。像片控制點一般是航攝前在地面上布設的標志點，也可選用像片上的明顯地物點(如道路交叉點等)，用普通測量方法測定其平面坐標和高程。

2)像片調繪。像片調繪是圖像判讀、調查和繪注等工作的總稱，在像片上通過判讀，用規(guī)定的地形圖符號繪注地物、地貌等要素，測繪沒有影像的和新增的重要地物，注記通過調查所得的地名等。

3)調繪片。通過像片調繪所得到的像片稱為調繪片，調繪工作可分為室內、野外和兩者相結合3種方法。

4)綜合法測圖。主要是在單張像片或像片圖上用平板儀測繪等高線。

2.5.2 內業(yè)工作

對測圖控制點要進行嚴格的加密。在地勢平坦的地區(qū)，通常狀況下采用輻射三角測量法，而建立空中三角網法一般會應用在丘陵地和山地等地勢條件下。航空攝影測量的實質，是將地面的中心投影圖像變換為正射投影圖像，可以采取圖解法、模擬法和解析法等多種途徑來解決。

3 航空攝影技術應用中應注意的問題

3.1 埋石和選點

選點工作要按照設計圖紙的要求來做，為了準確定位，選擇埋石地點時應該注意以下事項:①選擇埋石的點位置要考慮交通的方便，以利于以后的作業(yè)操作和安放設備;②選擇的位置要視野廣闊，避開大范圍水域或高大建筑物，高度角15°以上的空中無障礙物;③考慮到后續(xù)工作的需要，選點工作要謹慎而細心。

3.2 檢校場的布設方式

國際工程中，不同企業(yè)有不同的檢校場布設方案。根據我國的現狀，航測高度和攝區(qū)高度要保持在相同水平，如果采取直接定向法，攝區(qū)高度和飛行檢校場時的高度必須一致。

3.3 確定攝影比例和航高

為了達到要去的地形圖比例和實現精確度要求，測量各個階段要求盡量選擇性能較高的儀器。同時還要設計選擇合適的航攝比。在綜合考慮被測地區(qū)的地形條件，選擇使用使用儀器時，要嚴格遵循《1∶500，1∶1000，1∶2000 大比例尺地形圖航空攝影規(guī)范》的國家標準，選擇合適的航攝比例尺和成圖比例尺。

4 航空攝影技術應用的經驗和體會

1)測量成圖精度比較高。但是，如果切取高程點時選取位置不合理就會造成高程精度較差的影響。3S技術的發(fā)展和應用，使航測的高程精度達到了新的高度和水平。

2)目前，數字攝影測量只是應用于內業(yè)測圖，外業(yè)調繪。通過數字攝影測量技術，可減少大野外工作，提高勞動效率。同時大量工作可以轉移到室內完成，成圖速度快、效率高。

3)在測量大面積的水利工程如山區(qū)水庫庫區(qū)地形、河流及其大型水利樞紐工程等的地形地貌時，航空攝影測量技術有著絕對優(yōu)勢。

［1］國家測繪總局.航測、制圖技術設計經驗交流會論文集［J］.測繪通報，1980.

［2］袁修孝.GPS輔助空中三角測量及其質量控制［M］.武漢:武漢大學，1999.

［3］朱肇光，孫護，崔炳光，等.攝影測量學［M］.北京:測繪出版社出版，2002.

［4］高井祥.數字測圖原理與方法［M］.北京:中國礦業(yè)大學出版社，2001.