城市航空摄影测量研究

城市航空摄影测量研究

潘玉麟

山东志诚地理信息技术有限公司山东淄博255000

摘要：数字航空摄影测量技术正在逐步取代传统方法，在此重大革新的关口，笔者基于多年工作经验，结合大量相关文献，对城市航空摄影测量的历史与现状进行了详细的分析和探讨，对未来的发展提出了一定的展望，全文高屋建瓴，是笔者多年工作经验和理论学习的成果，相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：航空摄影测量；智慧城市；数字摄影测量

1前言

科学技术为生产力发展和人类社会进步提供了源源不断的动力。21世纪以来，中国的科学技术取得了巨大的发展，推动了各项社会事业的发展。航空摄影测量作为一种重要的地理测绘方法，取得了很大的进步，同时也面临着新型挑战。航空摄影测量技术是以航空飞机为基础，通过摄影设备、地面、测绘技术等手段，结合其他工具设备，实现影像获取和各种数字产品制作。航空摄影测量技术从最初期军事用途演变为国计民生的重要应用。近年来，计算机技术和信息技术的发展导致航空测量技术发生了重大变革。除了传统的现场测量外，数据采集技术也取得了新的突破。随着中国北斗导航系统组网的成功，无人机技术的飞速发展，以信息技术为主导的一组高精度航空摄像测量技术出现在人们的视野中。其中包括星载SAR、航空摄影、土地资源卫星等，传统测量方法面临前所未有的挑战。

2航空摄影测量数字采集技术发展现状概述

空中三角加密技术在数码航空相片拍摄中起着关键作用，应用的自动加密“VirtuoZoAAT+Pat-B”模块，光束区域网的平差是由Pat-B软件进行计算的。空中三角网的构建方法是利用相对定向、内定向及连接点转刺三个方法在其空中作业时所组成的三角网，称之为空中三角网。之后再将POS数据传输到系统中与系统中的航空摄影数据测量控制点，以数字的形式，分别对其进行整体层次性的平差计算，两者间的计算使得加密点与外方位元素得以优化。我们将航空摄影数据测量外业分区的三角加密，以数字的形式利用坐标，对其应用进行解析。其加密地域间必须要有衔接，且作业任务完成以后还要填写图历表以作记录，则是以输出作业形式说明、加密点区域分布图、加密点坐标、外业控区域制点分布略图、外业像控点坐标、检查点坐标、大地定向、接边点坐标以及检验报告的形式来说明加密成果的。应用空中三角加密成果，自动创建测区立体模型以及参数文件，生成核线影像。DEM数据采集时，应用影像自动相关技术，生成DEM点或者视差曲线，并且在视差曲线编辑过程中保持合理的视差曲线间隔。DEM点或者视差曲线应该切准地面，从而真实地反映出地形态势。根据加密点直接按照区域生成大范围区域DEM，并通过引入特征点、特征线及特征面等数据生成三角网，进行插值计算，最后按照2．5m³2．5m网格间距建立DEM。DMC数字航摄仪系统主要由8个镜头组成，在每个镜头中都装有CCD传感器。这8个镜头中最重要的是飞机底部的4个全色波段镜头，这4个镜头可以在飞机飞行中进行工作，拍摄影像。

3航空摄影测量概述

航空测量是指通过对观测的二维影像，提取空间信息和数据，通过计算机技术，人们可以有效地获取地球空间信息。在航空摄影测量中，几何定位是指利用遥感影响实现地面目标点空间位置的确定，这是基于遥感影像目标识别的实现。为了实现目标定位，有必要提高空间定向恢复的快速性和准确性。在空间定位技术、传感器技术和计算机计算的发展中，几何定位的航空测量方法必须是完美的，对地面控制点的需求也逐渐减少。在20世纪50年代初，摄影测量人员对相关辅助数据进行了研究，以实现对应用研究的地面控制点的减少，然而，由于技术条件的落后，这一目标在实际应用中并未得到实施。在70年代，美国全球定位系统（GPS）对航空摄影测量的发展产生重要的影响，人们开始利用载波相位差分GPS动态定位技术，通过该技术，实现航空摄影瞬间曝光点的空间位置的确定法空中三角测量，通过测量工作，有效减少对地面控制的需求点，导航地图周期，降低生产成本的有效控制，并取得了巨大的突破，摄影测量取得了显著的成果。然而，GPS辅助空中三角测量的主要特点或在大、中、小范围内，航空摄影测量的困难领域得到了充分的反映，在条带中往往会出现大规模的测绘，城市应用领域，其优势并不明显。

4大比例尺航测计算机辅助成图技术的广泛应用

20世纪80年代，由于大规模集成芯片的发展，接口技术日趋成熟，加之微机的发展，使解析测图仪的发展更为迅速。在解析测图仪中引人了半自动化的机助作业，可在机助测图软件控制下，将在立体模型下的测量结果直接存人计算机中用于数据库建立和传输到数控绘图机上绘出图件，形成模拟与数字共生的地形图产品，实现了测图自动化、测量成果数字化的目的，因而始终受到城市测绘部门的青睐。随后由我国自行设计制造的DPG型、APS－1，APS－2型解析测图仪等相继投人使用，这些类型的仪器各有其特色，在性能上虽尚不及进口的同类型仪器稳定但具有扩充功能容易、维修方便、功能齐全、价格低廉的优点，因而国内各城市测绘部门都竞相配置。

5数字摄影测量——城市航测的现代化

当前我国城市测绘部门全面地掌握了利用航空摄影测量技术，在数字摄影测量系统平台上，实现从自动空中三角测量到测绘数字线划地形图DLG、数字高程模型DEM、数字正射影像图DOM等数字产品的全套生产作业流程。实现了GIS数据库的建立和更新乃至为“数字城市”提供基础准备。国内的数字摄影测量系统如基于高档微机系统的VirtuoZoNT及JX一4等因其系统操作简单、维护方便、精度较高，且具有较高的性价比，所以在国内有很高的市场占有率。目前，城市测绘部门随着数字化测图技术内、外业一体化的实现、基础地理信息系统的建立，数字摄影测量成为基础地理信息获取和快速更新的重要数据。数字摄影测量系统除了胜任解析测图仪的一切功能外，还具有诸如图像识别、影像的比较分析、任意方式的纠正和数据库管理等功能，以测绘常规地形图为主的城市航测成图将全面转向以实现GIS数据库的自动建立和更新。

6城市航空摄影测量的展望

随着城市信息化的不断发展，当前在城市数据管理领域创建城市逼真的三维描述显示出强劲的势头。由于影像匹配理论和算法的发展与完善，数字摄影测量系统已从单纯制作地形图获取影像，发展到区域社会获取较为全面的基础地理信息数据。要建立一个城市现势性好的、完整的三维空间数据框架，采用摄影测量技术已经成为世界上越来越普遍的选择，从二维影像自动建立三维地面几何模型乃至具有影像质感的逼真模型一直是摄影测量的主要目标。城市三维景观的再现需要地表模型和建筑物模型表面的纹理影像，而这些纹理数据可以从航摄影像信息中获取，并方便其纹理映射操作，为三维模型的重建提供了可靠数据来源。

7结束语

随着科学技术快速发展，城市航测经历了从模拟时代向数字测绘时代的跨越，正积极向信息化、智能化测绘时代迈进。随着应用程序开发、城市航测、GIS和GPS集成技术，它们已成为地球空间信息技术的一部分，地球空间信息技术的发展目标是实现空间信息网络大数据技术，要实现这一目标还有很长的路，建设智慧城市将面临前所未有的机遇和挑战。

参考文献：

[1]丁立国.航空摄影测量数字采集技术探析[J].科技创新与应用，2015（13）：296.

[2]王火新.城市航空摄影测量研究[J].科技资讯，2009（02）：48.

[3].国外城市航空摄影测量情况简介[J].勘察技术，1978（03）：67-70.