航空攝影(yǐng)測量影(yǐng)像定向的(de)探討(tǎo)

　　随著(zhe)時(shí)代的(de)進步，科學技術不斷的(de)發展。當前的(de)空間定位技術、計算(suàn)機信息技術和(hé)傳感技術的(de)飛(fēi)速發展，使得(de)航空攝影(yǐng)測量幾何定位方法實現了(le)超前的(de)進展，并且即将實現脫離地面控制的(de)高(gāo)水(shuǐ)準。下(xià)面筆者就和(hé)大(dà)家一起探討(tǎo)一下(xià)航空攝影(yǐng)測量影(yǐng)像定向技術。

　　一、航空攝影(yǐng)測量影(yǐng)像定向技術的(de)發展

　　在當今這(zhè)個(gè)數字攝影(yǐng)測量時(shí)代，人(rén)們是以3S技術爲主要手段、以4D産品(DEM、DOM、DLG、DRG)生産爲終極目标的(de)。如何充分(fēn)發揮當代航空攝影(yǐng)測量技術的(de)優勢進行4D産品的(de)大(dà)規模生産并對(duì)相應數據庫實施快(kuài)速更新需要我們不斷的(de)努力探索。

　　二、我國航空攝影(yǐng)測量影(yǐng)像定向技術的(de)現狀

　　目前，航空攝影(yǐng)測量主要有常規航空攝影(yǐng)測量、GPS航空攝影(yǐng)測量、DGPS/IMU航空攝影(yǐng)測量3種模式。航空影(yǐng)像的(de)獲取和(hé)影(yǐng)像定向方法的(de)不同是這(zhè)三種測量技術最主要的(de)區(qū)别。航空攝影(yǐng)測量影(yǐng)像定向技術是借助大(dà)量地面控制點加密技術獲取模型定向點來(lái)實現的(de)。通(tōng)過GDPS/IMU來(lái)直接測定傳感器的(de)六個(gè)外方位元素,能夠讓客戶認爲價格是合适的(de)。直接地面參考技術即GDPS/IMU能夠将傳感器數據或目标數據直接轉化(huà)到一個(gè)本地或者全球的(de)坐(zuò)标系統,從而能夠進行下(xià)一步的(de)處理(lǐ)。将GDPS/IMU數據作爲輔助信息用(yòng)于對(duì)比小、沒有明(míng)顯特征的(de)地區(qū)的(de)空中三角測量的(de)作業是很有用(yòng)處的(de)，但是直接用(yòng)校正過的(de)定向參數而不進行整體的(de)空中三角測量,所能達到的(de)地面精度,主要依賴于飛(fēi)行高(gāo)度。對(duì)于幾何模型考慮的(de)比較簡單,導緻即使區(qū)域網結構十分(fēn)完美(měi)且檢校場(chǎng)及GDPS/IMU數據聯合處理(lǐ)準确無誤,直接地面參考所能達到的(de)精度仍然難以滿足大(dà)比例尺測圖的(de)需要。而基于DEM和(hé)DOM的(de)航空攝影(yǐng)測量直接解具有地學編碼、信息翔實等優點，并且能夠輕易實現快(kuài)速更新和(hé)實現變化(huà)檢測的(de)自動化(huà)與半自動化(huà)。基于已知定向參數影(yǐng)像的(de)航空攝影(yǐng)側量直接解則需要滿足一些要求。首先，必須能夠從數據庫中能夠得(de)到原有影(yǐng)像及它們的(de)定向參數值；其次，影(yǐng)像的(de)重疊度和(hé)約束點的(de)分(fēn)布必須滿足穩定的(de)幾何構造,以保證達到較高(gāo)的(de)精度；并且新舊(jiù)影(yǐng)像在内容上必須有相關性,這(zhè)樣我們才能提取同名點。

　　三、航空攝影(yǐng)測量影(yǐng)像定向作業的(de)要求及實驗

　　現代的(de)航空攝影(yǐng)測量在作業上一般在航空攝影(yǐng)、地面控制和(hé)内業測繪上有一定的(de)要求。在采用(yòng)GPS航空攝影(yǐng)測量時(shí)一般會将動态GPS接收機與航攝儀固聯以提高(gāo)影(yǐng)像獲取的(de)質量。一般在采用(yòng)DGPS/IMU航空攝影(yǐng)測量時(shí),都會在航攝儀上安裝POS系統。根據不同的(de)情況要選擇不同的(de)地面控制方案，以獲得(de)最佳的(de)加密點坐(zuò)标和(hé)像片外方位元素。内業測繪采用(yòng)影(yǐng)像匹配技術識别同名像點,以完成地形和(hé)地物(wù)的(de)自動測繪現行的(de)4D産品生産中,一般按照(zhào)單片内定向y像對(duì)相對(duì)定向y單模型絕對(duì)定向y立體模型測繪的(de)流程進行作業,僅僅是在DGPS/IMU航空攝影(yǐng)測量之直接對(duì)地目标定位方法中探討(tǎo)如何利用(yòng)POS系統獲取的(de)影(yǐng)像定向參數進行模型恢複的(de)有關理(lǐ)論和(hé)方法。航空攝影(yǐng)測量幾何定位有攝影(yǐng)測量加密和(hé)直接對(duì)地目标定位兩種方式。其中，攝影(yǐng)測量加密是将所獲取影(yǐng)像坐(zuò)标與地面控制點和(hé)/或影(yǐng)像的(de)外方位元素作爲帶權觀測值進行整體光(guāng)束法區(qū)域網平差,以解求影(yǐng)像的(de)定向參數和(hé)目标點的(de)空間坐(zuò)标,主要是爲立體模型測圖提供定向控制點和(hé)進行高(gāo)精度的(de)對(duì)地目标定位。現行航空攝影(yǐng)測量内業規範對(duì)不同比例尺、不同類别地形的(de)攝影(yǐng)測量加密規定了(le)具體的(de)加密方法、地面控制方案,并對(duì)加密點精度給出了(le)定量指标,已作爲一種成熟技術被廣泛使用(yòng)。直接對(duì)地目标定位是在獲得(de)高(gāo)精度影(yǐng)像外方位元素的(de)前提下(xià),利用(yòng)立體像對(duì)上同名像點的(de)像平面坐(zuò)标按照(zhào)空間前方交會理(lǐ)論計算(suàn)出相應地面點的(de)物(wù)方空間坐(zuò)标,以直接确定物(wù)點的(de)空間位置,從而實現4D産品的(de)生産。現行的(de)4D産品生産都是利用(yòng)攝影(yǐng)測量區(qū)域網平差所獲得(de)的(de)加密點作爲模型定向點用(yòng)的(de),不會直接使用(yòng)影(yǐng)像外方位元素來(lái)恢複立體模型。所以,現行規範中并沒有規定影(yǐng)像外方位元素的(de)精度。一般說來(lái),隻要加密時(shí)在單個(gè)模型上量測了(le)足夠多(duō)的(de)加密點,且加密點精度符合限差要求,據其進行單個(gè)模型的(de)絕對(duì)定向就能建立可(kě)量測的(de)幾何模型,進而可(kě)提取符合要求的(de)三維空間信息。利用(yòng)現行攝影(yǐng)測量加密方法獲取的(de)影(yǐng)像外方位元素進行直接對(duì)地目标定位完全可(kě)以滿足測繪地形碎部點的(de)精度要求。

　　四、總結

　　對(duì)于同一地區(qū)利用(yòng)己知定向參數的(de)影(yǐng)像進行新影(yǐng)像的(de)定向的(de)理(lǐ)論和(hé)方法,通(tōng)過模拟和(hé)實際試驗證實了(le)方法可(kě)行性,純粹利用(yòng)兩期影(yǐng)像進行聯合光(guāng)束法區(qū)域網平差所确定地面點的(de)精度可(kě)滿足規範要求,可(kě)真正實現無需地面控制點的(de)航空攝影(yǐng)測量作業，這(zhè)對(duì)于減少攝影(yǐng)測量外業控制測量、地形圖修測、地理(lǐ)信息數據庫快(kuài)速更新、多(duō)時(shí)相遙感影(yǐng)像的(de)自動變化(huà)檢測等具有十分(fēn)重要的(de)意義。符合規範精度要求的(de)攝影(yǐng)測量加密方法獲取的(de)影(yǐng)像外方位元素可(kě)以直接用(yòng)于影(yǐng)像的(de)定向以構建立體模型進行4D産品的(de)生産,而由POS系統提供的(de)影(yǐng)像外方位元素帶有較大(dà)的(de)誤差,目前還(hái)難以直接用(yòng)于攝影(yǐng)測量中提取三維空間信息。當前數字攝影(yǐng)測量時(shí)代可(kě)以讓 3種攝影(yǐng)測量模式共同存在，航攝影(yǐng)像的(de)定向手段也(yě)變得(de)豐富多(duō)彩，從而使得(de)攝影(yǐng)測量作業也(yě)越來(lái)越輕松。通(tōng)過本文的(de)研究，我們可(kě)以得(de)到這(zhè)樣的(de)結論：常規攝影(yǐng)測量加密技術比較成熟，應用(yòng)的(de)也(yě)比較廣泛，GPS輔助空中三角測量則比較經濟實惠，POS直接傳感器定向技術也(yě)越來(lái)越成熟。就基礎地理(lǐ)信息的(de)獲取而言，我們應當根據不同的(de)情況采取不同的(de)技術方案，才能夠減少消耗以獲得(de)最大(dà)的(de)利潤。常規攝影(yǐng)測量方法在交通(tōng)便利、地勢平坦地區(qū)的(de)大(dà)比例尺地形測圖中應該要重點的(de)進行使用(yòng)。而無地面控制GPS航空攝影(yǐng)測量技術則可(kě)以在困難地區(qū)、無圖區(qū)或者人(rén)員(yuán)不能通(tōng)達地區(qū)普及使用(yòng)以獲得(de)基礎地理(lǐ)信息。POS航空攝影(yǐng)測量方法則可(kě)以在正射影(yǐng)像圖制作、小範圍的(de)4D産品更新等應用(yòng)中進行使用(yòng)，而且在城(chéng)市大(dà)比例尺測圖和(hé)一些具有比較高(gāo)水(shuǐ)平的(de)科研項目上，POS系統的(de)應用(yòng)前景是相當的(de)可(kě)觀的(de)。爲了(le)能夠經濟、快(kuài)速的(de)獲取地球空間信息，我們應盡快(kuài)完善POS系統與其他(tā)傳感器的(de)集成技術，不斷的(de)進行探索研究，從而達成理(lǐ)想的(de)目标。

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