魯一鳴 曲津助 李銘晨

?

數(shù)字航空攝影測(cè)量數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)分析

魯一鳴 曲津助 李銘晨

（沈陽(yáng)理工大學(xué) 遼寧沈陽(yáng) 110159）

信息時(shí)代的來(lái)臨、科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，我國(guó)數(shù)字化航空攝影測(cè)量技術(shù)在科學(xué)領(lǐng)域中獲得了明顯的進(jìn)步，現(xiàn)如今，運(yùn)用航空測(cè)量的主要途徑則是數(shù)字化航空攝影測(cè)量技術(shù)。對(duì)于我國(guó)現(xiàn)在化技術(shù)來(lái)看，數(shù)字航空攝影測(cè)量技術(shù)具有很大的研究意義。文章簡(jiǎn)述了現(xiàn)代數(shù)字航空攝影測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨向，對(duì)數(shù)字航空攝影測(cè)量技術(shù)的問(wèn)題及難點(diǎn)進(jìn)行了分析，然后對(duì)文章的探究給予了結(jié)論。

數(shù)字航空攝影測(cè)量；數(shù)據(jù)處理；關(guān)鍵技術(shù)

前言:

隨著陸地資源衛(wèi)星、機(jī)載激光雷達(dá)、星載SAＲ等計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)與測(cè)繪技術(shù)的快速發(fā)展，使航空攝影測(cè)量技術(shù)獲取空間數(shù)據(jù)的方式從傳統(tǒng)的野外測(cè)量單一方式發(fā)展成為內(nèi)外業(yè)綜合、以內(nèi)業(yè)為主的數(shù)據(jù)采集方式，推動(dòng)著航空攝影測(cè)量技術(shù)快速發(fā)展并取得巨大進(jìn)步。特別是數(shù)字航空攝影測(cè)量技術(shù)，廣泛應(yīng)用于城市建筑、城市交通、考古、礦山測(cè)量、水利工程、工業(yè)測(cè)量、地質(zhì)等各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為航空攝影測(cè)量領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文將就數(shù)字航空攝影測(cè)量的發(fā)展、應(yīng)用領(lǐng)域、數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)以及技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的分析與總結(jié)。

一、數(shù)字航空攝影測(cè)量的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展

20世紀(jì)末期，我國(guó)就曾對(duì)數(shù)字航空攝影測(cè)量做過(guò)測(cè)試，新世紀(jì)的來(lái)臨，數(shù)字化航空相機(jī)的誕生，給我國(guó)研究數(shù)字航空攝影測(cè)量帶來(lái)了巨大的貢獻(xiàn)在數(shù)字化航空相機(jī)的基礎(chǔ)上研究形成了[SWDC]數(shù)字航空攝影儀其次，我國(guó)近些年研究出的數(shù)字掃描技術(shù)及導(dǎo)航定位技術(shù)，創(chuàng)新技術(shù)的相結(jié)合在一起，則研發(fā)出了對(duì)數(shù)字航空攝影測(cè)量起到輔助的作用，導(dǎo)航輔助航空攝影測(cè)量。新科技的創(chuàng)新備受大家關(guān)注，其得到了廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)有地理考古、城市道路交通、工程建筑及山體海拔測(cè)量等，都會(huì)應(yīng)用到數(shù)字航空攝影測(cè)量。數(shù)字化航空攝影測(cè)量新技的發(fā)展取代了人工，新技術(shù)的發(fā)展帶給了測(cè)量技術(shù)上新的變革，推動(dòng)了數(shù)字航空攝影測(cè)量技術(shù)的快速發(fā)展，使我國(guó)數(shù)字航空攝影測(cè)量技術(shù)走向高端。

二、數(shù)字航空攝影測(cè)量數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)分析

（一）空中三角加密

空中三角加密技術(shù)在數(shù)碼航空相片拍攝中起著關(guān)鍵作用，應(yīng)用的自動(dòng)加密“VirtuoZoAAT+Pat-B”模塊，光束區(qū)域網(wǎng)的平差是由Pat-B軟件進(jìn)行計(jì)算的?？罩腥蔷W(wǎng)的構(gòu)建方法是利用相對(duì)定向、內(nèi)定向及連接點(diǎn)轉(zhuǎn)刺三個(gè)方法在其空中作業(yè)時(shí)所組成的三角網(wǎng)，稱之為空中三角網(wǎng)。之后再將POS數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)中與系統(tǒng)中的航空攝影數(shù)據(jù)測(cè)量控制點(diǎn)，以數(shù)字的形式，分別對(duì)其進(jìn)行整體層次性的平差計(jì)算，兩者間的計(jì)算使得加密點(diǎn)與外方位元素得以優(yōu)化。我們將航空攝影數(shù)據(jù)測(cè)量外業(yè)分區(qū)的三角加密，以數(shù)字的形式利用坐標(biāo)，對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行解析。

其加密地域間必須要有銜接，且作業(yè)任務(wù)完成以后還要填寫圖歷表以作記錄，則是以輸出作業(yè)形式說(shuō)明、加密點(diǎn)區(qū)域分布圖、加密點(diǎn)坐標(biāo)、外業(yè)控區(qū)域制點(diǎn)分布略圖、外業(yè)像控點(diǎn)坐標(biāo)、檢查點(diǎn)坐標(biāo)、大地定向、接邊點(diǎn)坐標(biāo)以及檢驗(yàn)報(bào)告的形式來(lái)說(shuō)明加密成果的。

（二）DMC、ADS40數(shù)字航攝儀技術(shù)分析

應(yīng)用空中三角加密成果，自動(dòng)創(chuàng)建測(cè)區(qū)立體模型以及參數(shù)文件，生成核線影像(epipolarimage)。DEM數(shù)據(jù)采集時(shí)，應(yīng)用影像自動(dòng)相關(guān)技術(shù)，生成DEM點(diǎn)或者視差曲線，并且在視差曲線編輯過(guò)程中保持合理的視差曲線間隔。DEM點(diǎn)或者視差曲線應(yīng)該切準(zhǔn)地面，從而真實(shí)地反映出地形態(tài)勢(shì)。

根據(jù)加密點(diǎn)直接按照區(qū)域生成大范圍區(qū)域DEM，并通過(guò)引入特征點(diǎn)、特征線及特征面等數(shù)據(jù)生成三角網(wǎng)，進(jìn)行插值計(jì)算，最后按照2．5m×2．5m網(wǎng)格間距建立DEM。

DMC數(shù)字航攝儀系統(tǒng)主要由8個(gè)鏡頭組成，在每個(gè)鏡頭中都裝有CCD傳感器。這8個(gè)鏡頭中最重要的是飛機(jī)底部的4個(gè)全色波段鏡頭，這4個(gè)鏡頭可以在飛機(jī)飛行中進(jìn)行工作，拍攝影像。通過(guò)這4各攝像頭所獲取的影像進(jìn)行二次處理，利用外擴(kuò)法拼合成虛擬焦距為120mm的中心投影影像，最終的真彩影像（紅外影像）的合成也是將這些投影的影像進(jìn)行處理而獲得。

根據(jù)線陣式CCD技術(shù)的ADS40數(shù)字航攝儀，結(jié)合了導(dǎo)航與慣性裝置（MU）的新型攝影測(cè)量?jī)x器，以線陣式CCD傳感裝置掃描，并獲得清晰的影像畫面。由多條CCD線陣式與安裝了分光鏡的焦平面，在空中飛行以多方面角度來(lái)進(jìn)行掃描成像，則會(huì)顯現(xiàn)出下、前、后視、R、G、B及近紅外波段，多方位角度下的影像畫面分別構(gòu)成立體圖像。DMC與ADS40的主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表格1DMC和ADS40相機(jī)參數(shù)

相機(jī)焦距CCD像素大小旁向幅畫航向幅畫旁向視場(chǎng)角航向視場(chǎng)角 DMC120mm12μm×12μm13824像素7680像素69.3°(全色)42°(全色) 72.8°(多光譜)52.35°(多光譜) ADS4062.77mm6.5μm×6.5μm12000像素64°42°

（三）DOM數(shù)據(jù)生產(chǎn)技術(shù)路線

文章利用Virtuozo數(shù)字化攝影測(cè)量的過(guò)程，從而組建成了1:1000的DOM，根據(jù)Virtuozo數(shù)字化攝影測(cè)量的工作中，利用空中三角加密技術(shù)的特征，來(lái)對(duì)其設(shè)立影像，而生產(chǎn)中的DOM技術(shù)，利用自身的特征線及特征點(diǎn)，從而進(jìn)行修改計(jì)算生成DEM。而DEM的作用則是對(duì)其原始影像進(jìn)行修改，利用無(wú)縫拼接且自動(dòng)生成的鑲嵌線對(duì)區(qū)域的模型進(jìn)行正射影像，從而完成DOM，并按照40cm×50cm矩形圖廓對(duì)DOM進(jìn)行分幅修改，這種無(wú)縫拼接則是DOM的數(shù)據(jù)生產(chǎn)技術(shù)。

應(yīng)用DEM數(shù)據(jù)對(duì)原始影像進(jìn)行數(shù)字微分糾正，按照分區(qū)對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)影像以像元大小為0．1m進(jìn)行雙線性內(nèi)插或者三次卷積內(nèi)插法進(jìn)行重采樣，生成分區(qū)DOM，再利用自動(dòng)生成的鑲嵌線對(duì)整個(gè)測(cè)區(qū)的分區(qū)DOM進(jìn)行無(wú)縫拼接，最終完成DOM。其中，在DOM接邊過(guò)程中高大建筑物投影差產(chǎn)生的接邊倒影，可以運(yùn)用調(diào)換左右片生成正射影像進(jìn)行貼補(bǔ)，從而實(shí)現(xiàn)高大建筑物的無(wú)縫接邊。

三、結(jié)束語(yǔ)

文章分析出，新數(shù)字航空攝影測(cè)量技術(shù)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)傳統(tǒng)航空攝影，技術(shù)的不斷進(jìn)步,數(shù)字航空攝影測(cè)量技術(shù)也會(huì)不斷地發(fā)展下去，信息軟件的漸漸發(fā)展，會(huì)使數(shù)字航空攝影技術(shù)的后續(xù)處理都變?yōu)樽詣?dòng)化，我國(guó)還要加強(qiáng)對(duì)新數(shù)字航空攝影測(cè)量技術(shù)的近一步研究，爭(zhēng)取解決所有新數(shù)字航空攝影測(cè)量技術(shù)上的難題，筆者認(rèn)為我國(guó)新數(shù)字航空攝影測(cè)量技術(shù)定會(huì)向前推進(jìn)，成為新時(shí)代最美的前景。

[1]肖志婷,郝娜.數(shù)字航空攝影測(cè)量數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)探討[J].測(cè)繪與空間地理信息,2014,07:200-201.

[2]萬(wàn)幼川,劉良明,張永軍.我國(guó)攝影測(cè)量與遙感發(fā)展探討[J].測(cè)繪通報(bào),2007,01:1-4.

[3]萬(wàn)幼川,張永軍.攝影測(cè)量與遙感學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].工程勘察,2009,06:6-12.

[4]高旭娜.航空攝影測(cè)量數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)研究[J].科技資訊,2012,10:21.

G322

B

1007-6344（2017）03-0303-01

魯一鳴，專業(yè)：專業(yè)測(cè)控技術(shù)與儀器，學(xué)校：沈陽(yáng)理工大學(xué)

曲津助，專業(yè)：專業(yè)測(cè)控技術(shù)與儀器，學(xué)校：沈陽(yáng)理工大學(xué)

李銘晨，專業(yè)：通信工程，學(xué)校：沈陽(yáng)理工大學(xué)