航空摄影测量新技术探讨

航空摄影测量新技术探讨

李恒盛

浙江华东建设工程有限公司 浙江省杭州市 310012

摘要：一般来讲，航空摄影测量技术是指从高空中测量地面需要测量的目标，其需要在飞行器上悬挂和安装测影仪来实现。随着越来越多的高新技术广泛地应用到其中，如LIDAR、MU/DGPS以及DMCI等技术，进一步发展了航空摄影测量，为其带来了很大的便利。基于此，本文将对航空摄影测量新技术进行分析。

关键词：航空摄影测量；新技术；应用

1 航空摄影测量概述

航空摄影测量指的是通过二维对地进行影响观测，并对三维地表空间信息进行提取的科学技术，通过该项技术，人们可以有效获取地球空间信息。航空摄影测量中，几何定位指的是对遥感影响加以利用，实现对地面目标点空间位置的确定，遥感影像目标识别就是基于此得的实现的。为了使目标定位得以实现，就需要提高影响获取时空间方位恢复的快速性与准确性。

在空间定位技术、传感器技术以及计算机计算等的发展，航空摄影测量几何定位的方法的得到了一定的完善，对地面控制点的需求也逐渐减小。上世纪50年代初，摄影测量工作人员开始针对相关辅助数据的应用来实现地面控制点的减少展开研究，然而受限于落后的技术条件，在实际应用中这一目标尚未实现。到了70年代，美国GPS全球定位系统的出现对于航空摄影测量的发展产生了重要的影响，人们开始载波相位差分GPS动态定位技术加以运用，通过该项技术，实现对航空摄影瞬间摄站的空间位置的确定，通过此展开空中三角测量，使测量作业中对地面控制点的需求得到有效减少，航成图周期得到有效控制，在生产成本的降低上也取得了很大的突破，摄影测量由此取得了重大成果。但是，GPS辅助空中三角测量的主要特点还是在大区域、中小比例尺、困难地区的航空摄影测量中得到充分体现，而在带状趋于、城区大比例尺测图的应用中，其具备的优势并不是很明显。

2 航空摄影测量技术应用中的优势

2.1 信息内容上的优势

航空摄影测量技术能够全部客观地记录所观察到的地表特征，是从高空观察测量地面上的地貌地质，所以更具有实时性、客观性；航空摄影测量的影像资料以及三维信息，能实现场景再现，将所测量地区的地理、人文环境多层次、立体地展现出来，从而为灾害治理与预防、工程选址、设计等提供充足的数据分析。

2.2 利于环保、成本节约

由于航空摄影测量技术受地理及空间条件的限制少，一定程度上能够将测量周期缩短，减轻外业测量工作量，使得获取、更新信息准确及时，推动测量的自动化发展，从根本上大大使成本节约。此外，航空摄影测量技术在一定程度上减少了物力和人力的投入，它的自动化特性使得其应用具有环保的优势，也就是说，即使大范围地测量工作也不会影响环境。

3 航空摄影测量新技术的应用

3.1 GPS在航空摄影中的应用

3.1.1GPS用于航摄飞机导航

在获取地理图像时，航空拍摄的飞行器必须按照空中拍摄方案飞行在指定的高度上，以获取一定比例的照片，并确保飞行方向和侧向的重叠。目前，全球定位系统技术的不断发展及其应用的扩展，使得航空摄影的飞行器导航中已经开始使用全球定位系统。

3.1.2GPS辅助空中三角测量中的导航与定位

全球定位系统对于空中三角测量能够起到辅助的作用，通过在全球定位系统精密测量技术下提供一个瞬时捕获仪器目标的中心位置，并在摄影加密中使用这项数据信息，从而帮助进行空中三角测量，有利于最大限度地减少地面监测点的数量。全球定位系统动态定位被用来确定瞬时曝光物镜的中心位置，并具有高精度相位差，在飞行器摄影导航工作中比较常用。利用分布在地面上的多个基准站所检测到的数据来确定航空探测器的目标位置。

3.2 数字航摄仪DMC

数字航摄仪DMC属于一种数字相机系统，该系统具有较高的精度与分辨率，在航空摄影测量中具有较高的应用价值。DMC数字航空相机的组成部分包括四个全色传感器与四个多波段传感器。在四个多波段传感器辅助下，DMC航空相机分别对红色、绿色、蓝色以及近红外数据进行捕捉；四个全色传感器则是对影像进行捕捉，以少量重叠区域为依托，使一个大的768013824镶嵌影像得以生成。

低空数字航空摄影测量的传感器采用的是像素超过2000万的小像幅数码相机，并在无人飞机的支持下，实现低空航摄。其特点在于具有较强的机动性，能够快速完成作业任务，并且在经济成本方面具有一定的优势。

3.3 机载侧视雷达技术的应用

机载侧视觉雷达是安装在机身翼和飞行器底下的天线设备，能够在飞行时扫描地下和飞行器两侧的地形、地质和地貌特征，并获得地理信息且保障所获取数据信息的准确性。飞行器上的测试雷达主要包括以下设备，如发射机、接收机、传感器、数据存储和数据处理等。目前，机载合成孔径侧视雷在重要的行业部门的发展中应用较为广泛，如农业、环境保护、城市建设、资源勘探、海洋勘探、地质等。立体地形和地貌的检测主要是通过机载终端、星载SAR图像技术来完成的。从雷达技术获取地形和形态信息不仅需要从异轨道雷达进行立体测量，而且还需要采用新的雷达干涉测量技术，以广泛地采集地形和地貌信息。

3.4 辅助航空摄影

辅助航空摄影测量主要是在全球定位系统技术的基础上，对其进行扩充和发展应用。空间三角测量元数据用于在航拍摄影测量完成后产生投影光束。如果航空摄影工作已经完成，那么三个角元件和三个线性元件可以与少数地面检查站进行结合，对开展测量地形的工作并分析航空测量，从而有利于对航空站进行定位，也有利于减少制图工作的工作量。只有DGPS和IMU技术结合在一起才可以使这项技术顺利运行，从而产生高分辨率的图片。

4 航空摄影测量新技术的应用要点

4.1 精确地质量检测，科学有效地提交结果

对收集到的有关数据进行高要求的检测是航拍测量中的最后一个环节，为了确保整个摄影质量具有较高的准确性，需要对整个摄影过程进行精确审核和研究。同时，为了将各个操作单元间的相同点和不同点辨别出来，对于摄影的方式而言，需要对每个操作单元智联的相互联系不断增加，实现摄影项目的整体计算，为了检验计算结果的真实准确性，需要进行多次推导验证。同时还要对数字的完整性、准确度和精确性进行验证，并且有关的质量检测部门进行检测和验证工作时需要依据合同中的有关规定。对于检测不过关的，验证部门不可以进行验证，只有检测合格后方可进行相关验证。

4.2 策划检校场的布设方案

在策划检校场的布设方案过程中，IMU/DGPS系统设备生产商发挥了至关重要的作用，在进行生产IMU/DGPS系统设备过程中，生产商针对检校场布设方案的策划，一般需考虑以下几个工作方面的因素：检校场中相邻的平行航线的需要根据比例尺大小来进行设置；还要保证检校场具有60%的航向重叠以及旁向重叠；为了确保具有一致的航测高度与摄区高度，一般采用直接定向法；一般选择摄区中任意两条航线位置或离摄区较远的区域作为检校场的位置。

5 结束语

航空摄技术所涵盖的学科范围非常广泛，受到摄影和成像技术发展的影响。数字技术的发展带动传统的航空测量技术逐步信息化。现阶段，利用高清航空摄影测量技术已经被用于进行大规模的国家地形图的制作工作中。航空摄影测量新技术将朝着高准确性、高分辨率和高便利的数字化方向不断地创新优化，从而推动航空摄影测量工作的开展和进步，并减少用于获取采集地形图像的时间。

参考文献：

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