航空摄影测量的应用

航空摄影测量的应用

张猛

中科遥感科技集团有限公司天津300000

摘要：在社会经济不断发展下，航空摄影技术广泛的应用在复杂地形、国家边界、城市测绘的实践中。在当前，航空设计测量新技术的不断涌现，把该行业推向一个新的发展阶段，传统测绘技术则是不断的向数字化方向而转变，尤其是LIDAR激光检测高扫描系统、IMU/DGPS技术、数字航摄仪等测量摄影新技术的出现，极大的改善丰富航空摄影行业的技术层面。本文主要基于作者实际工作经验，简要的分析航空摄影测量技术应用，希望对相关从业人员有所帮助。

关键词：航空摄影；测量技术；LIDAR激光测高扫描系统

前言

航空摄影测量技术主要是在高空中，经过摄影光束的相互交汇，确定出被检测地面的位点的一种测量技术，三个角度的元素、三个线的元素是这项技术确定投影光束的外位元素。在社会不断进步，一些城镇、土地的测量数据、资料与实际数据的误差较大，给城市规划、土地利用造成较大不便，采用更加精准的航空摄影技术，能够获取更加精确的地面测量数据。航空摄影技术发展虽然说历史较早，但是实际过程中的大规模应用在城市测绘中是近些年才实现的事情。

1航空摄影测量技术的任务

1.1地形测量

地形测量是航空摄影测量的主要任务，它是通过对测量地形的摄影，加强对地形的了解，并且按照比例尺寸对摄影的对象进行准确的浓放，以此实现测量的目的。在地形测量中需要做好以下三点工作：一是要保证摄影图形的具体数据和图形，并且按照预定的尺寸比例对航空摄影的图片进行数据还原，并且根据还原的数据图像，建立相应的图片库；二是要建立数据库，航空摄影要根据对地形的数据分析建立相应的数据库，掌握数据的不同分类以及数据之间参数的变化情况，以此实现在航空摄影时实现测量的数字化；三是积极掌握测量地形的相关数据，并且根据掌握的数据情况完成对地形的整体测量，最后实现摄影图像的真实还原。总之在航空摄影测量的时候要进行合理的分工，保证摄影的图像数据真实、准确，使测量数据更加符合标准。

1.2非地形测量

航空摄影测量技术不仅仅应用在地形测量领域，其还应用在许多其它领域。非地形测量不是以测量地形为目的，而是通过对地形的摄影观察地形的变化，以此更加地形变化发现其中的问题，比如航空摄影技术应用在军事领域中，就可以通过航空摄影技术对某一区域内进行军事侦察，以此观察该地形是否存在军事设备以及该地区的变化情况；航空摄影技术应用在工程领域，通过航空摄影技术可以对地形进行勘测，分析该区域是否存在矿物质等，以此实现对该区域的合理开发利用。航空摄影技术的非地形测量功能被越来越多的领域所应用，其发挥的价值也越来越大。

2航空摄影测量技术操作的关键方式

2.1摄影精确、设计科学

在航空摄影过程中要对摄影进行准确的计算，根据地形面貌以及摄影的焦距等进行各项指标的确定，同时也要对航拍进行科学设计，具体的摄影方法是要对摄影的地点进行科学选取，并且要综合考虑摄影的角度。为了保证摄影图片的清晰，要加大图像的比例尺寸，提高航空摄影的焦距以及图像质量等；对航空摄影的图像进行还原时一定要注意图像比例尺寸的大小，尤其是图像还原的数据要真实可靠，对摄影的图像要根据相关数据进行分析，当前对于航空摄影的图像绘制还原不仅仅体现在绘制图像上，还要制作相关的数据视频。

2.2空中采集准确，数据处理合理

第一，要规范航空摄影过程操作的规范性，根据不同的摄影位置选用不同的摄影技术和摄影方式。第二，要保证摄影人员具有较强的摄影技术，摄影技术的好坏直接影响摄影数据的准确与否，摄影技术高的人可以根据不同的摄影环境和要求选用合适的摄影方式，能够根据摄影目的的不同，选用不同的摄影角度；第三，摄影的图像的数据处理要采取科学的方法，对数据的处理要经过科研人员的反复论证与计算，以此保证数据处理的科学性，实现航空摄影任务能够按照预定的要求实现。

2.3质量检查准确，成果提交合理

基于航空摄影测量的重要性，因此要提高对航空摄影测量结果的准确性，具体的措施：①要对测量的最后阶段进行重点检查，对摄影的整个过程进行整体的分析与确认，保证整个摄影过程的精确。由于阶段的检查工作是保证航空摄影数据准确的关键环节，也是保证数据准确的最后一道防线，因此一定要认真分析各个环节的操作步骤，分析各个操作步骤的差异性，进而从整体上对测量结果进行计算；②检查单位要切实履行其职责，规范检查工作流程，明确检查依据。质量检查机构是检查航空摄影测量数据的机构，质量检查机构要根据合同规定的权限对航空摄影结果进行检查，对于提交的资料经过检查符合合同规定的，要给予验收，而检查资料不合格时，检查机构可以拒绝验收，并且将拒绝验收的说明反馈给相关部门。对于验收合格的要把摄影数据提交给相关部门，并且要验收内容标记，以便相关部门开展工作。

3DMC数字航空测量仪

DMC数字航空测量仪是一种高精密度的高分辨率数码相机设备。其是由4个多波段的传感器和4个全色的传感器所构成，通过全色传感器配件，DMC数值航空测量仪可以拍摄到地面的近红外、绿色、红色和蓝色等数据。而通过多波段的传感器配件，则可以将收集到的图像相互重叠成一个7680×13824的镶嵌型的图像。完全可以满足实际航测过程中高分辨率的需求，不管是小比例尺还是大比例尺的航测操作，都能够简单满足。在不同环境的光照条件下，可以设置该仪器的曝光值，便可以确保所收集的数据的清晰度和分辨率，一般对于地面摄影的分辨率可以去到5厘米的范围。如果是低空作业，配备以2000万像素的数码相机作为传感器。以无人飞行器作为飞行的载体，采取低空摄影。这样的航测操作具有快速便捷，经济机动的优点，在较短的时间段内得到目标地域的高清晰度的数值影响资料和数据。并且对于地面机场的要求小，天气影响的不大，因此该技术目前正广泛运用于地形测绘、防震减灾和应急保障等测绘工作中。

4辅助航空摄影测量技术IMU/DGPS

该技术就是所谓的全球定位系统GPS技术的延伸和运用。采取航空摄影测量之后，在通过空三的方式得到有关角元素的数据，将投影光束的获取功能基本实现。IMU/DGPS是惯性测量单元/差分GPS的英文缩写，通过航拍的手段之后，将获取的三个角元素和三个线元素结合少量的地面控制点便可以开展航测区域的地形测量和分析，并针对整个测图工作进行加速航片定向和简化。

该技术的运行，是基于DGPS和IMU技术的联合使用。这两者的联合使用，可以获取高精度的摄影外方位元素照片。操作的步骤主要为：卫星GPS系统不断发出信号被地面或者飞机上的GPS接收仪器所捕捉，然后信号通过GPS载波相位测量差分定位技术来获取航摄仪器的实际位置，然后直接获取运用在航空摄影仪上的高精密度惯性测量单元上的参数值。主要分为直接定向法和IMU/DGPS辅助空中三角测量法两种形式。

5激光测高扫描系统LIDAR

LIDAR（LightDetectionAndRanging）激光雷达的缩写。通常可以划分为地面和机载两种形式的激光雷达。目前运用较多的是，机载的激光雷达测高扫描系统。可以对于地面地形进行三维目标的测量和摄影。该项技术的运用，是基于IMU/DGPS辅助空中三角测量法的实现。采取这项技术，可以大大减少对于地面控制点的数量要求，极大降低航测的操作成本，并且缩短作业的时间。

结束语

总之，在信息化技术不断发展下，各行业技术也得到更新，航空摄影技术是一项有着多学科和多专业交叉的摄影技术，就摄影、成像技术发展有着较大依赖性。在当前经过应用高清晰度的航空摄影测量技术，对国家地形进行大比例尺的地形图绘制已普遍实现。虽然说，当前在实际应用中会遇到一些小的问题，但是经过遇见随着科学技术不断进步，航空摄影测量新技术将向高精确度，高分辨率，高便利性的数码方向发展。这将极大推进航空摄影测量的工作进展，缩短地形图像获取的时间。

参考文献

[1]史文飞.无人机航空摄影测量技术在电力工程测量中的应用[J].企业研究，2014，02.

[2]单静，乔炜，孟泉毅.数字航空摄影测量技术在拆迁测量中的应用研究[J].城市勘测，2014，02.