工程测绘中的航空摄影测量技术

工程测绘中的航空摄影测量技术

李承泽

身份证号：320981198905134774

摘要：随着现代科技的发展和进步，航空摄影测量技术在工程测绘领域的应用日益广泛。航空摄影测量技术以其高效、精确的特点，为工程测绘提供了强大的支持和帮助，成为工程测绘中不可或缺的重要手段之一。

关键词：工程测绘；航空摄影；测量技术

引言：航空摄影测量技术作为工程测绘领域的重要技术手段，具有高效、精确、全面的特点，为工程测绘提供了强大的支持和帮助。本文对航空摄影测量技术的基本原理、影像获取与处理、地物提取与测量等方面进行了系统的介绍和讨论，旨在帮助读者更好地理解和应用这一先进技术，推动工程测绘领域的发展和进步。

一、航空摄影测量技术的基本原理

航空摄影测量技术是一种利用航空器进行摄影测量的技术手段。其基本原理包括摄影测量的基本概念、航摄基准、摄影测量的几何关系、航摄图像的质量要求等方面。在进行航空摄影测量时，需要考虑到飞行器的飞行参数、摄影机的参数设置、地面控制点的布设等因素，以保证摄影测量的准确性和可靠性。摄影测量是利用航空摄影机或航天摄影机进行摄影的测量方法，通过对航摄图像的分析和处理，获取地物的位置、形状和属性等信息。摄影测量的基本原理是利用光学投影的原理，将地面上的地物射到摄影底片或传感器上，然后通过影像处理和解译，得到地物的几何和属性信息。在航空摄影测量中，航摄基准是指飞行器和摄影机的相对位置和姿态的参考系统。常用的航摄基准包括平面基准和立体基准两种，其中平面基准是指摄影平面与地面之间的几何关系，而立体基准则是指摄影平面和基准平面之间的几何关系。摄影测量的几何关系包括前方交会、后方交会和三角测量等内容。其中前方交会是指在摄影测量中，通过摄影机的内外参数和地物在不同影像上的位置关系，计算地物的三维坐标；后方交会是指在地面控制点已知的情况下，通过摄影机的内外参数和影像上的地物坐标，计算摄影机的姿态参数和地物的三维坐标；三角测量则是指通过摄影测量影像中的三角形关系，计算地物的三维坐标。航空摄影测量的成果是航摄图像，因此航摄图像的质量要求对于摄影测量的准确性和可靠性至关重要。航摄图像的质量要求包括分辨率、色彩准确性、畸变程度、重叠度等方面，需要通过合适的摄影机设置和影像处理方法来保证。

二、影像获取与处理

1、航摄计划制定

航空摄影计划的制定是一项关键而复杂的任务，它需要结合多方面的因素进行综合考虑，以确保航摄任务能够顺利执行并达到预期的测绘目标。制定航摄计划需要充分了解测绘任务的具体要求，包括所需的影像分辨率、覆盖范围、精度要求等，这些要求将直接影响航摄计划的设计和实施。不同地区的地形、气候、植被覆盖等情况都会对航线设计、飞行高度和速度等方面产生影响，因此需要进行充分的调查和分析。航摄计划中还需要考虑到飞行器的起降点选择，通常选择安全便捷的起降点，确保飞行器能够在任务区域内高效地进行航摄。此外，航线的设计也是航摄计划中的重要环节，需要考虑到影像重叠度、航向间隔、航带宽度等因素，以保证获取到高质量的航摄影像。飞行高度和速度的选择直接影响影像的分辨率和覆盖范围，需要根据测绘任务的要求和地理环境的特点进行合理确定。同时，摄影机的设置也是航摄计划中需要考虑的重要因素。摄影机的参数设置包括曝光时间、光圈大小、感光度等，需要根据光照条件和地物特征进行调整，以获取清晰、准确的航摄影像。

2、飞行器搭载摄影设备

在航空摄影测量中，飞行器需要搭载适用的摄影设备，包括航摄相机、传感器等。这些设备需要具备高分辨率航摄相机、传感器等。这些设备需要具备高分辨率、广角视野、快速响应等特点，以确保航摄图像的质量和准确性。同时，还需要根据实际情况选择适当的摄影参数，如曝光时间、光圈大小等，以获得清晰、准确的航摄图像。

3、飞行任务执行

执行飞行任务是航空摄影测量中的关键环节。飞行任务包括起飞、飞行航线跟踪、图像采集、安全着陆等步骤。在执行飞行任务时，需要注意飞行器的稳定性、飞行高度的控制、图像的重叠度和连续性等问题，以确保获取到高质量的航摄图像。

4、影像预处理

首先，影像预处理中的图像校正是指对航摄图像进行几何校正，以消除由于飞行器姿态、地形起伏等因素引起的图像畸变。包括对图像进行辐射校正、几何校正和高程校正等处理，以确保图像符合地理坐标系统和比例尺的要求，保证后续数据处理的准确性和可靠性。其次，影像预处理中的去除畸变是指对航摄图像中的畸变进行修复或剔除。包括对图像进行径向畸变矫正、切向畸变矫正等操作，以减少图像中的失真和变形，提高图像的几何精度和地理参考性。然后，影像预处理还包括对图像的色彩、亮度、对比度等进行调整，以提升图像的视觉效果和信息表达能力。调整色彩可以使图像更加清晰、鲜明，有利于后续的影像解译和数据提取工作。最后，影像预处理的最终目的是为后续的影像处理和数据提取做好准备。经过影像预处理的航摄图像质量更高、几何更精确、信息更丰富，为后续的地物提取、地物测量、影像解译等工作提供了可靠的基础和保障。同时，影像预处理也为航摄数据的存储、传输和共享提供了优化的图像产品。

5、几何校正

几何校正包括影像配准、数字高程模型校正以及边缘匹配等步骤。影像配准是将航摄图像与地面控制点或基准影像进行对齐，以消除因飞行姿态、地形起伏等原因引起的图像畸变。DEM校正则是将航摄图像与数字高程模型进行匹配，实现图像的地形校正，确保图像的高程信息与实际地形一致。边缘匹配则是利用图像的边缘特征进行匹配和校正，进一步提高图像的几何精度和地理参考性。

三、地物提取与测量

航空摄影测量技术在工程测绘中的应用主要体现在地物提取与测量方面。地物提取是指从航摄图像中提取出地物信息和特征，如建筑物、道路、水体等；而地物测量则是指对提取出的地物进行精确的测量和分析，获取地物的几何参数和属性信息。地物提取是航空摄影测量技术的重要应用之一，通过对航摄图像的解译和分析，可以提取出各种地物信息和特征，如建筑物的轮廓、植被的范围、水体的边界等。地物提取需要考虑到图像的分辨率、光照条件、地物类型等因素，采用合适的方法和技术手段进行处理。地物测量是对提取出的地物进行精确测量和分析的过程。地物测量包括地物的长度、面积、高程、体积等参数的测量，以及地物属性的识别和分类。地物测量需要结合地面控制点和摄影测量的几何原理，采用测量工具和软件进行数据处理和分析，得出准确的测量结果。航空摄影测量技术在工程测绘中有着广泛的应用。例如，利用航摄图像进行城市规划和土地利用分析，提取建筑物信息和绿地分布；利用航摄数据进行道路测量和交通规划，评估交通流量和道路容量；利用航摄影像进行水资源调查和水体监测，分析水域变化和水质状况等。这些应用案例充分展示了航空摄影测量技术在工程测绘中的重要性和价值。

结束语：

综上所述，航空摄影测量技术是一种利用飞行器进行摄影测量的技术，广泛应用于工程测绘领域。本文将从航空摄影测量技术的基本原理、影像获取与处理、地物提取与测量等方面展开讨论，介绍其在工程测绘中的重要性和应用价值。通过对航空摄影测量技术的深入探讨，旨在帮助读者更加全面地了解和应用这一先进技术，推动工程测绘领域的发展和进步。

参考文献：

[1]游佩燃. 航空摄影测量技术在工程测绘中的应用 [J]. 居业, 2022, (10): 91-93.

[2]郭海杰. 论无人机航空摄影测量技术在工程测量和地质测绘中的应用 [J]. 世界有色金属, 2021, (10): 155-156.