數字航空攝影測量數據處理技術(shù)

　　隨著(zhù)陸地資源衛星、機載激光雷達、星載SAR等計算機技術(shù)、信息技術(shù)與測繪技術(shù)的快速發(fā)展，使航空攝影測量技術(shù)獲取空間數據的方式從傳統的野外測量單一方式發(fā)展成為內外業(yè)綜合、以?xún)葮I(yè)為主的數據采集方式，推動(dòng)著(zhù)航空攝影測量技術(shù)快速發(fā)展并取得巨大進(jìn)步。特別是數字航空攝影測量技術(shù)，廣泛應用于城市建筑、城市交通、考古、礦山測量、水利工程、工業(yè)測量、地質(zhì)等各個(gè)領(lǐng)域，己經(jīng)成為航空攝影測量領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

　　1、數字航空攝影測量的發(fā)展和應用領(lǐng)域

　　自21世紀初數字航空相機問(wèn)世以來(lái)，ADS40推掃式數字航空攝影儀、DMC數字航空攝影儀、UCD航空攝影儀和SWDC數字航空攝影儀也不斷涌現，再加上與近幾年出現的CPS技術(shù)、數碼掃描技術(shù)、慣導技術(shù)、激光掃描技術(shù)、雷達等高端精確技術(shù)的緊密融合，出現了諸如C PS輔助航空攝影測量、POS輔助航空攝影測量、LIDAR激光測高掃描系統、SAR合成孔徑雷達成像系統等新型數字航空攝影測量技術(shù)。而且數字航空攝影測量應用領(lǐng)域非常廣泛，包括地圖數據更新、土地測量、資源環(huán)境管理、城市規劃、專(zhuān)題制圖、地質(zhì)地理信息獲取、農林業(yè)地理信息獲取、城市建筑、水利工程、城市交通、考古、醫療、礦山測量、工業(yè)測量、生物、材料力學(xué)等。

　　2、數字航空攝影測量數據處理關(guān)鍵技術(shù)

　　2. 1空中三角加密

　　應用VirtuoGoAAT + Pat-B自動(dòng)空中三角加密模塊，將數碼航空像片作為空中二角加密的原始數據，應用Pat-B平差軟件進(jìn)行光束法區域網(wǎng)平差。通過(guò)內定向、公共連接點(diǎn)轉刺、相對定向等航空攝影測量?jì)葮I(yè)方法進(jìn)行空中三角網(wǎng)構建，然后將航空攝影測量外業(yè)控制點(diǎn)成果與POS數據導入系統并按照嚴密的數字模型對其進(jìn)行區域整體平差，從而得到優(yōu)化后的外方位元素與加密點(diǎn)成果。將航空攝影測量外業(yè)分區作為航空攝影測量?jì)葮I(yè)空中三角加密的基本單元，利用數字航空攝影測量系統采集像點(diǎn)坐標，應用解析空中三角平差程序解算大地坐標。值得注意的是，加密分區間參與大地定向的公共像控點(diǎn)必須同點(diǎn)號及同坐標值，即公共像控點(diǎn)必須是唯一的。另外，加密限差要按照測繪類(lèi)國家標準GB7930-87 《1: 500 1: 1 0001: 2 000地形圖航空攝影測量?jì)葮I(yè)規范》的相關(guān)規定執行。加密分區間必須要接邊，而且作業(yè)完成以后還要填寫(xiě)圖歷表，輸出作業(yè)說(shuō)明、加密點(diǎn)分布略圖、加密點(diǎn)坐標、外業(yè)控制點(diǎn)分布略圖、外業(yè)像控點(diǎn)坐標、檢查點(diǎn)坐標、大地定向、接邊點(diǎn)坐標以及檢驗報告等加密成果。

　　2. 2DOM(數字正射影像圖)數據生產(chǎn)

　　1） DOM數據生產(chǎn)技術(shù)路線(xiàn)

　　本課題研究采用Virtuozo全數字攝影測量系統工作站制作1: 1 000 DOM。在Virtuozo全數字攝影測量系統工作站中，導入空中三角加密成果恢復測區并創(chuàng )建立體像，對生產(chǎn)區域DE M(即數字高程模刑)數據，利用特征點(diǎn)、特征線(xiàn)參與計算修改生成DEM。應用DE M數據對原始影像進(jìn)行數字微分糾正(即直接應用計算機對數字影像進(jìn)行逐個(gè)像元的微分糾正)，運用自動(dòng)生成的鑲嵌線(xiàn)對整個(gè)測區的模刑正射影像進(jìn)行無(wú)縫拼接，完成DOM,并按照40 cm x 50 cm矩形圖廓對DOM進(jìn)行分幅裁切，最終完成DOM數據生產(chǎn)。

　　2) DEM生產(chǎn)

　　應用空中三角加密成果，自動(dòng)創(chuàng )建測區立體模刑以及參數文件，生成核線(xiàn)影像(epipolar image) 。 DEM數據采集時(shí)，應用影像自動(dòng)相關(guān)技術(shù)，生成DE M點(diǎn)或者視差曲線(xiàn)，并且在視差曲線(xiàn)編輯過(guò)程中保持合理的視差曲線(xiàn)間隔。DEM點(diǎn)或者視差曲線(xiàn)應該切準地面，從而真實(shí)地反映出地形態(tài)勢。

　　3) DEM建立

　　根據加密點(diǎn)直接按照區域生成大范圍區域DEM,并通過(guò)引入特征點(diǎn)、特征線(xiàn)及特征面等數據生成三角網(wǎng)，進(jìn)行插值計算，最后按照2.5 m x2.5 m網(wǎng)格間距建立DEM。

　　4) DOM生產(chǎn)

　　應用DEM數據對原始影像進(jìn)行數字微分糾正，按照分區對測區內影像以像元大小為0. 1 m進(jìn)行雙線(xiàn)性?xún)炔寤蛘呷尉矸e內插法進(jìn)行重采樣，生成分區DOM，再利用自動(dòng)生成的鑲嵌線(xiàn)對整個(gè)測區的分區DOM進(jìn)行無(wú)縫拼接，最終完成DOM。其中，在DOM接邊過(guò)程中高大建筑物投影差產(chǎn)生的接邊倒影，可以運用調換左右片生成正射影像進(jìn)行貼補，從而實(shí)現高大建筑物的無(wú)縫接邊。

　　5) DOM檢查修補

　　對DOM進(jìn)行檢查，看看是否失真或者變形，特別是高大房屋、道路、橋梁，是否出現房屋重影、房角拉氏、橋梁扭曲變形、道路扭曲變形等現象。如果出現DOM失真或者變形，應該重新采集生成DEM、重新進(jìn)行數字微分糾正，保證DOM無(wú)誤。對于DOM出現的局部模糊或者重影情況，可以通過(guò)貼補糾正后的單區DOM進(jìn)行修補。

　　6)影像勻色

　　為了保證鑲嵌無(wú)縫拼接后的DOM色彩一致、均勻，針對航空攝影過(guò)程中所出現的色差問(wèn)題，可以對生成的DOM進(jìn)行單影像色彩調整或者多影像色彩均衡的色彩糾正。例如，可以選取幾個(gè)具有代表性的圖幅，對測區中代表不同地貌的影像圖進(jìn)行勻色，并分析勻色效果，調整出一幅符合整個(gè)航空攝影測區顏色信息的標準樣圖。再根據標準樣圖，對DOM進(jìn)行全自動(dòng)色彩調整平衡處理，確保最終的DOM整體色彩一致、均勻，即影像紋理清晰，影像層次感豐富，影像色彩真實(shí)，影像反差適中，影像色調飽滿(mǎn)正常，不同影像的色彩過(guò)渡自然且色調一致。

　　7) DOM鑲嵌

　　相鄰的DOM在空間與幾何形狀上都要精確匹配。另外，要進(jìn)行可視化檢查，保證相鄰DOM中的地面特征沒(méi)有偏移。最后，要盡可能應用鑲嵌線(xiàn)避開(kāi)因高程特征導致的偏移與錯位，并盡量保證地物的完整性。

　　8) DOM檢查

　　首先，運用空中三角加密的保密點(diǎn)對DOM進(jìn)行檢查，當同名點(diǎn)的平面差異較大時(shí)，應對其原因進(jìn)行查明，在必要時(shí)甚至要返工;其次，相鄰DOM鑲嵌處接邊不得有明顯的接邊痕跡，不應該大于4個(gè)像素，對于滿(mǎn)足接邊精度要求的DOM進(jìn)行無(wú)縫拼接，不滿(mǎn)足的必須查明原因并對其進(jìn)行修改;最后，DOM鑲嵌前，也要檢查相鄰DOM鑲嵌處的顏色，確保其顏色過(guò)渡自然，不能有明顯的色差。

　　9）DOM分幅裁切

　　按照GB /7930-87分幅規則，對DOM采用40 cm x50 cm的規格進(jìn)行分幅裁切，確定圖幅4個(gè)圖廓點(diǎn)坐標為裁切范圍，每幅面積為0. 2 km2。

　　10) DOM質(zhì)量控制

　　應用目視檢查方法對DOM圖面進(jìn)行檢查，確保圖面清晰、色調均勻、反差適中;其次，要保證DOM沒(méi)有重影、紋理斷裂、模糊等現象，DOM應該連續完整、色彩一致平衡、灰度無(wú)明顯不同;再次，DOM中的地物地貌真實(shí)，無(wú)噪聲、扭曲變形等缺陷;最后，DOM無(wú)漏洞。

　　3、數字航空攝影測量技術(shù)難題

　　目前，數字航空攝影測量技術(shù)己經(jīng)相當成熟，特別是數碼相機的快速發(fā)展，為數字航空攝影測量數字化發(fā)展提供了基礎條件。但是數碼相機鏡頭畸變差較大，內方位元素也無(wú)法直接量取，導致數碼相機無(wú)法直接在航空攝影測量中應用。另外，數碼相機的幅面較小，而且幅面多為矩形，導致數字航空攝影測量的外業(yè)控制與內業(yè)處理工作量都較大。因此，以上技術(shù)難題己經(jīng)成為數字航空攝影測量的技術(shù)難題與研究熱點(diǎn)，如何破解以上難題，使數碼相機真正成為航空攝影儀，具有非常重要的意義。

　　結語(yǔ)：數字航空攝影測量技術(shù)雖然是一門(mén)相對年輕的技術(shù)，但是其逐漸取代傳統航空攝影測量技術(shù)己經(jīng)成為必然趨勢。加強對數字航空攝影測量技術(shù)的進(jìn)一步研究，破解數字航空攝影測量技術(shù)難題，必將推動(dòng)我國航空攝影測量技術(shù)向數字化航空攝影測量時(shí)代發(fā)展。

猜你喜歡：

如何保證1:500地形圖全數字攝影測量的精度

數字攝影測量在數字城市建設中的應用

版權聲明：文章來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，登載此文出于傳遞更多信息之目的，版權歸原作者及刊載媒體所有，如本文中圖片或文字侵犯您的權益，請聯(lián)系我們。