测绘航空摄影中存在的问题及解决对策探究

测绘航空摄影中存在的问题及解决对策探究

杨孙青

安徽尚原规划咨询有限公司 安徽 合肥 230001

摘要：测绘航空摄影是一项重要的测绘技术，在地理信息系统、城市规划、土地管理等领域发挥着重要作用。随着我国基础民生项目的规模和数量的增加，测绘航空摄影测量技术在其应用中的作用日益显现，并逐步成为促进全产业发展的重要手段。就此，本文简要围绕测绘航空摄影中存在的问题进行分析，并提出相应的解决对策。

关键词：测绘航空摄影；问题；解决对策

引言

测绘航空摄影通过飞机或无人机进行高空拍摄，能够快速获取大范围地理信息数据。传统的测绘方法已不能适应当今时代和社会发展的要求。因此，要做到测绘工程的可持续发展，就需要积极引进新的测绘技术，结合数字技术，使测绘成果更加立体化、直观化。测绘新技术的应用范围也在不断扩大，为测绘工程测量的长远发展打下坚实的基础。

1航空摄影测量技术在工程测绘中的重要意义

随着时代的发展，摄影测量技术不断改进和优化，逐步进入航空摄影测量技术阶段。为了提高测量结果的准确性，操作人员必须精确测量飞行器的飞行速度、高度和飞行坐标，并对测量结果进行分析和处理。另外，它还能全面反映该地区的实际地质、地面信息，达到快速成图的目的，并减少了项目的经济费用。

1.1高精度地形测绘

利用无人机或有人驾驶飞机进行航空摄影测量，快速获取大面积区域的高分辨率影像，结合GPS/IMU（全球定位系统/惯性测量单元）等精密导航定位数据，能够精确重构地形地貌三维模型，从而为地形图的制作提供详实的数据基础。

1.2高效作业能力

相比传统地面测量手段，航空摄影测量具有覆盖面积广、工作效率高的特点，尤其适合大范围、复杂地域和难以到达区域的测绘任务，极大提高了测绘项目的实施效率。

1.3实时更新地理信息

随着遥感技术的进步，周期性的航空摄影可以用于监测土地利用变化、地质灾害、城市化进程等动态地理信息，为资源管理、城市规划、环境保护等领域提供及时的信息更新。

1.4工程应用广泛

在水利工程、交通建设、矿山开发、农田水利、地质调查等多种工程测绘中，航空摄影测量可以精准提供规划设计所需的地形、地物信息，有利于工程设计的优化和决策支持。

1.5应急响应与灾后重建

在突发事件如地震、洪水、滑坡等自然灾害发生后，航空摄影测量能迅速获得灾区最新情况，为救援行动、损失评估和灾后重建提供急需的空间信息。

2测绘航空摄影中存在的问题及解决对策

测绘航空摄影虽然是现代测绘技术中的重要组成部分，然而在实践中，测绘航空摄影仍面临着一些技术问题，需要采用相应的解决方案。

2.1图像质量不佳

由于摄影设备故障、镜头污损、曝光不当等原因引起的。为避免这些问题，可以通过定期检查设备并进行维护，保持设备状态良好；在摄影前进行仔细的准备工作，确保曝光和白平衡设置正确。

2.1.1设备故障与维护

摄影设备尤其是镜头和传感器的任何机械或电子故障都可能影响成像质量。定期检查和保养设备至关重要，包括清理镜头、检查对焦系统、确认快门和光圈机构是否正常工作，以及定期升级固件以确保最佳性能。

2.1.2镜头污损

镜头上的尘埃、指纹、油渍或其他污染物都会降低图像清晰度，造成眩光、鬼影等问题。因此，保持镜头清洁是非常必要的，可以使用专用镜头布或清洁液进行擦拭。

2.1.3曝光不当

正确的曝光是决定照片质量的关键因素。曝光不足会导致图像偏暗，丢失细节；曝光过度则会使图像过亮，丧失高光区细节。合理设置光圈、快门速度和ISO感光度，并学会利用直方图来判断和调整曝光，是避免曝光失误的有效方法。

2.1.4对焦问题

无论是自动对焦还是手动对焦，都需要确保焦点落在拍摄主题上，尤其是在低光照条件或拍摄运动物体时，对焦准确与否直接影响最终照片的清晰度。

2.2几何失真

图像中物体形状和大小与实际情况不符合的问题。这可能是由于摄影机本身的透视效应、飞机姿态变化或者地球曲率等因素导致的。为解决这个问题，可以通过使用电子纠正技术、精确控制飞机姿态等方法来减少几何失真。

2.2.1几何失真是摄影测量、遥感图像处理以及视觉艺术等领域普遍存在的现象，表现为图像中的直线不再平行、形状发生扭曲或者物体的实际大小与图像显示不符。具体原因多样，除了您提到的摄影机透视效应、飞机姿态变化和地球曲率外，还包括镜头制造缺陷、相机焦距设置不当、扫描仪或传感器的非线性响应等。

2.2.2纠正几何失真，采取以下技术手段

（1）镜头校正技术：通过内置软件或后期图像处理软件对镜头产生的畸变进行校正，如桶形失真、枕形失真、线性失真等。

（2）摄影测量纠正：通过建立数学模型，将原始图像投影到平面或特定地球坐标系中，消除地球曲率和倾斜摄影引起的失真，如利用数字高程模型（DEM）进行立体摄影测量纠正。

（3）姿态补偿：在进行航空摄影或卫星遥感时，精确控制飞行器的姿态，确保传感器指向与地面垂直，或者实时监测姿态变化并进行数据后处理校正。

（4）硬件优化：在相机设计阶段就考虑减少几何失真的影响，如采用更高级别的光学设计和制造工艺，生产低畸变的镜头。

（5）软件算法纠正：运用计算机视觉和图像处理算法对图像进行几何纠正，如利用多项式变换、仿射变换、透视变换等方法，使图像恢复其应有的形状和大小。

2.3光照条件变化

不同时间和天气条件下的光照强度、光斑大小等因素都会影响图像质量。为了解决这一问题，可以在计划任务时选择适当的飞行时间，避开恶劣天气条件；另外，配备较好的摄像设备和相机参数调整，能够提高逆光、强光等复杂条件下的影像质量。

2.3.1光照强度

光照过强会导致曝光过度，地物细节丢失；光照不足则会造成影像暗淡，噪声增加，同样不利于识别地面特征。

2.3.2光斑和眩光

直接或间接阳光照射在光滑物体表面形成的光斑或者进入镜头的强光造成的眩光，会使部分区域过曝并降低整体影像质量。

2.3.3阴影

阴影长度和方向随着太阳位置变化，合适的阴影可以增强地表三维信息，但过长或过短的阴影可能遮盖地物细节，不利于后期解译。

2.3.4为了克服这些问题，测绘航空摄影任务的执行策略

（1）精心规划飞行时间：通常会选择太阳高度角适中且光照相对均匀的早晨或傍晚时段进行摄影，以减少阴影和光照对比过大带来的问题。

（2）相机参数优化：通过调整相机的光圈、快门速度、ISO值等参数，实现曝光准确，同时使用偏振滤镜来减少眩光和提高色彩饱和度。

（3）多时相摄影：针对特定项目需求，可能需要进行多个时间段的摄影，以便于比较和融合不同光照条件下的影像数据，提高信息提取的完整性。

（4）先进的传感器技术：采用具有动态范围广、抗眩光能力强的专业航空摄影传感器和相机系统，能够在复杂光照条件下仍获得较高品质的影像数据。

3结语

综上所述，测绘航空摄影中可能出现的问题较多，但通过科学的方法和技术手段，我们可以解决这些问题并提高测绘数据的准确性和可靠性。只有不断探索和创新，才能更好地发挥测绘航空摄影其自身的优越性，提高测绘航空摄影的工作效率和准确性，为推进国家测绘工作增添力量。

参考文献：

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