数字航空摄影测量数据处理关键技术探讨高宋寒

数字航空摄影测量数据处理关键技术探讨高宋寒

高宋寒

高宋寒

浙江华东建设工程有限公司浙江杭州310000

摘要：数字航空摄影测量系统自应用以来已经在诸多领域取得了一定的成果，如地形测量、矿山测量、工业测量、城市交通以及文物考古，给我国的测量领域带来了新变革。而对数字航空摄影测量技术的深入研究，不仅能提供更加精确的测量数据，还能促进我国测量领域的快速发展，推动我国城市的数字化进程。

关键词：数字航空摄影测量；数据处理；关键技术

引言：

信息技术、测绘技术以及计算机技术等多种技术形式的高速发展推动了航空摄影测量技术的革新，其从传统的野外测量单一方式逐渐转变为内外业综合的数据采集方式。目前，数字航空摄影测量技术在城市建筑、交通、工业测量、资质勘察等许多领域都得到了广泛的应用，同时其测量领域也在不断拓展，发展前景十分广阔。

1数字航空摄影测量的优势

①数字航摄仪的应用。数字航摄仪能够通过自由调整曝光时间来获得高分辨率和高清晰度的图像，直观、易读，能够充分满足不同比例尺下的航摄需求。②IMU/DGPS的应用。IMU/DGPS是集成INS惯性导航系统与GPS全球定位系统的组合导航系统，不需要地面控制点和空中三角测量就能够形成测绘图，便捷、高效，并且能够节省大量成本。③Lidar激光扫描系统的应用。该技术在应用时能够对一些地表特征丰富的区域进行高精度测量，大大缩短了传统测绘所需的时间和人力成本。

2数字航空摄影测量数据处理关键技术

进入新世纪以来，新型数字航空摄影测量技术发展迅速，数字航空相机、数字航空摄影仪等现代化设备不断推陈出新，同时，GPS技术、数码扫描技术、雷达等多种高精度技术的综合应用催生出了一大批先数字航空摄影测量新技术。同时，数字航空摄影测量技术的应用范围也变得更加广泛，其中包括土地资源管理、城市规划、地质地理信息采集以及工业测量等。在该技术实际测量的过程中，想要获得更加清晰准确的图像信息，必须对航空摄影测量采集的数据进行一定的处理，在这样过程中就涉及到了相应的数据处理技术。在数字航空摄影测量中涉及到的数据处理关键技术主要包括以下几个方面的内容：

2.1空中三角加密技术

一般说来，选择VirtuoZoAAT+Pat-B自动化空中三角加密模块能将数码航空像片视为空中三角加密的原始数据，而选择Pat-B平差软件能开展光束法区域网平差。利用相对定向、公共连接点转刺及内定向等航空摄影测量内业方法能构建空中三角网络，将航空摄影测量外业控制点成果与POS数据输入系统以严格的数字模型为基础进行区域总体平差能获取优化后外方位元素及加密点成果。同时，将航空摄影测量外业分区视为航空摄影测量内业空中三角加密的主要单元，应用数字航空摄影测量系统完成像点坐标采集工作，便于解析空中三角平差程序解算大地坐标。

同时，加密分区间广泛参与大地定向公共像控点时必须保持同点及同坐标值，即保持公共像控电唯一性，并且其加密限差以国家测绘类标准GB7930-87《1：500、1：1000、1：1200地形图航空摄影测量内业规范》相关规定为执行标准，确保加密分区间接边一致性。此外，完成测量作业后要求相关技术人员填写检验报告、接边点坐标、大地定向、检查点坐标、外业像控点坐标、外业控制点分布略图、加密点坐标、加密点分布略图、输出作业说明及图例表，便于形成具有专业性的文件报告，有助于向他人展示加密成果评估成果准确性及有效性以达到总结工作经验的目标。

2.2DOM（数字正射影像图）数据生产

1）DO数据生产的技术路线

DOM即是指数字正射影像图，本文将以采用Virtuozo全数字摄影测量系统图工作站制作1：1000DOM为例，对DOM数据的生产进行研究。具体的技术路线如下，在Virtuozo全数字摄影测量系统图工作站中导入空间三角加密成果恢复测区并创建立体像，通过特征点和特征线的应用对生产区域的数字高程模型（DEM）数据进行计算。之后，应用DEM数据对航空摄影仪器获得的原始影像进行数字微分纠正，使用自动生成的镶嵌线对整个测量区域模型的正射影像进行有机的衔接，就可以获得相应的DOM。最后按照相应的矩形图廓对DOM进行分幅裁切，就可以完成DOM数据的生产。

2）DEM生产

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（epipolarimage）。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。

3）DEM建立

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2.5m×2.5m网格间距建立DEM。

4）DOM生产

应用DEM数据对原始影像进行数字微分纠正，按照分区对测区内影像以像元大小为0.1m进行双线性内插或者三次卷积内插法进行重采样，生成分区DOM，再利用自动生成的镶嵌线对整个测区的分区DOM进行无缝拼接，最终完成DOM。其中，在DOM接边过程中高大建筑物投影差产生的接边倒影，可以运用调换左右片生成正射影像进行贴补，从而实现高大建筑物的无缝接边。

5）DOM检查修补

对DOM进行检查，看看是否失真或者变形，特别是高大房屋、道路、桥梁，是否出现房屋重影、房角拉长、桥梁扭曲变形、道路扭曲变形等现象。如果出现DOM失真或者变形，应该重新采集生成DEM、重新进行数字微分纠正，保证DOM无误。对于DOM出现的局部模糊或者重影情况，可以通过贴补纠正后的单区DOM进行修补。

6）影像匀色

为了保障经过镶嵌无缝拼接后得到的DOM色彩保持均匀和一致，必须对航空摄影过程中出现的色差问题进行解决，对此，可以采取单影像色彩调整或是多影像色彩均衡等方法对生成的DOM进行色彩纠正。例如，可以选择几个代表性较强的图幅，对测量区域内不同地貌的影像图进行匀色处理，并对匀色效果进行分析，通过反复调整获得符合整个航空摄影测区颜色信息的标准样图。之后参考标准样图对DOM进行全自动色彩调整平衡处理，使DOM的整体色彩保持均匀和一致，影像不仅要具备丰富的层次感，色彩要真实，同时不同图幅间的色彩过渡要流畅自然。

7）修补正射影像检查

对正射影像的生成情况进行检查，特别是桥梁与道路的变形和失真情况，如果发现此类问题，应再次采集数据并重新生成正射影像图，对存在问题进行纠正。对于正射影像中出现重影以及模糊问题，应在单模型正射影像的贴补纠正后再进行修补，避免影响最终效果。

结束语：

总而言之，重视数字航空摄影测量技术的发展，保证该技术的研究力度是非常关键的，相关部门应该对此提升关注度，这样才能够迅速促进数字航空摄影测量工作水平的提升。

参考文献：

[1]司大刚，李风贤，王艳娟，李玉霞，王潇.摄影测量教学实验系统的设计与开发研究[J].现代测绘.2017（05）

[2]孜叶尔迭，黄铁成.数字摄影测量技术在湿地公园道路规划中的应用研究[J].新疆环境保护.2017（02）

[3]王勇.数字航空摄影测量数据处理关键技术探讨[J].绿色环保建材.2017（05）