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摘要：数字航空摄影测量系统已在诸多领域取得一定成果，比如说：地形测量、矿山测量、工业测量、城市交通、文物考古，给我个测量领域带来诸多新变革。对数字化航空摄影测量技术深度研究，提供出精确的测量数据，促进我国测量领域快速的发展，以推动我国城市数字化的进程。下面就基于作者实际工作经验，简要的分析航空摄影测量数据处理技术，以供借鉴。
关键词：航空摄影；测量数据；处理技术
前言
数字航空摄影测量是一门比较年轻的学科，经过利用计算机替代“人眼”,使得数字摄影测量在实践中得到迅速的发展，在三维可视化、GIS数据更新、数学近景摄影测量等得到广泛应用，已经取缔胶片摄影测量，数字化航空摄影测量系统研究就成为当前航空遥感领域研究的焦点。新型数字化航空摄影机应用势必会成为航空摄影测量技术的变革，把我国航空摄影测量技术推向数字化航空摄影的时代。
1 数字航空摄影测量的发展和应用领域
自21世纪初数字航空相机问世以来，ADS80推扫式数字航空摄影仪、UCE航空摄影仪和SWDC数字航空摄影仪也不断涌现，再加上与近几年出现的GPS技术、数码扫描技术、惯导技术、激光扫描技术、雷达等高端精确技术的紧密融合，出现了诸如GPS辅助航空摄影测量、POS辅助航空摄影测量、LIDAR激光测高扫描系统、SAR合成孔径雷达成像系统等新型数字航空摄影测量技术。而且数字航空摄影测量应用领域非常广泛，包括地图数据更新、土地测量、资源环境管理、城市规划、专题制图、地质地理信息获取、农林业地理信息获取、城市建筑、水利工程、城市交通、考古、医疗、矿山测量、工业测量、生物、材料力学等。
2 数字航空摄影和测量的优势分析
2.1 技术优势
第一，数字航摄仪应用。数字航摄仪能够通过自由调整曝光时间来获得高分辨率和高清晰度的图像，直观、易读，能够充分满足不同比例尺下的航摄需求。
第二，IMU/DGPS的应用。IMU/DGPS是集成INS惯性导航系统与GPS全球定位系统的组合导航系统，只需要少量地面控制点和空中三角测量就能够形成测绘图，便捷、高效，并且能够节省大量成本。
第三，Lidar激光扫描系统的应用。该技术在应用时能够对一些地表特征丰富的区域进行高精度测量，大大缩短了传统测绘所需的时间和人力成本[1]。
2.2 应用优势
数字航空摄影测量在应用方面的优势主要体现在以下三个方面：其一是应用范围广，无论是数字测图、资源开发还是应急救援都有着十分突出的表现；其二是信息内容全，该技术的应用能够将测区的地表特征、水文地理环境等信息客观记录下来，并且呈现出立体化和层次化的特征；其三是环保，该技术的应用突破了空间和地理条件的限制，不仅减少了对人力、物力的投入，还不会造成对自然环境的破坏。
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3 数字航空摄影测量数据处理关键技术分析
3.1 空中三角的加密技术
在数字航空摄影测量拍摄工作中，VirtuoZoAAt+pat-B模块有着十分重要的作用。VirtuoZoAAt+pat-B模块是自动空中三角网加密的基础，并且能够利用pat-B平差软件来进行光束区域网的平差计算。在实际应用中，首先需要构建空中三角网，即飞机在空中作业时应用相对定向、内定向及连接点转刺三个方法所形成的三角网；其次，对加密点与外方位元素进行优化，主要是以数字的形式分别对POS数据和航空摄影测量控制点数据进行整体的层次性平差计算；最后，做好测量分区内的加密点工作，并且对加密单元的坐标进行解析，以数字的形式保存，以便进行航测作业完成后加密成果完善工作。加密成果的完善工作主要有以下三部分：图例表填写、作业说明输入、加密点分布略图与坐标的控制。
3.2 DOM数据生产技术路线
3.2.1 DEM建立
在生成数字高程模型（即DEM）的时候，可以直接利用测量得到空中三角加密成果进行测区立体和参数文件的创建，然后在得到的核线影像中进行DEM数据采集。在采集DEM数据时，首先利用影像自动相关技术生成与地面相切的DEM点或视差曲线，并且保持一定视差曲线间隔，确保地形态势能够得到DEM数据的真实反映。在建立DEM时，根据空中三角加密成果得到的大范围区域DEM需要引入特征数据，包括特征点、特征线和特征面，生成三角网并进行插值计算，提升数据的精确性，最后得到在2.5m×2.5m网格间距上建立的DEM。
3.2.2 DOM生产
DEM数据的作用则是对其原始影像进行修改，利用无缝拼接且自动生成的镶嵌线对区域的模型进行正射影像，从而完成DOM。
应用DEM数据对原始影像进行数字微分纠正，按照分区对测区内影像以像元大小为0.1m进行双线性内插或者三次卷积内插法进行重采样，生成分区DOM，再利用自动生成的镶嵌线对整个测区的分区DOM进行无缝拼接，最终完成DOM[3]。另外，对于一些具有高大建筑物的测区，在生产DOM数据时，这些测区常常会因为建筑物存在投影差而出现接边倒影，该问题的解决主要是通过对左片和右片的调换，对生成正射影像进行贴补，在实现高大建筑物无缝接边的同时，确保DOM数据的效果。
在完成DOM生产后，还需要进行对DOM的检查与修补。首先，检查DOM数据是否存在着失真问题或者是变形问题，该问题在房屋和桥梁影像区域体现最为明显，主要有房角拉长和房屋重影等；其次，做好DOM数据影像的色彩调整，影像匀色技术能够保证正射影像拥有较为良好的色彩均匀性和色彩相同性，但是，如果航摄影像中存在色差，那么就需要通过一定的措施对正射影像进行调整，主要有两种调整方式：一种是单影像的色彩调整；另一种是多影像的色彩均衡活动；再次，正射影像中所镶嵌周边数字主要是应用在空间方面或者是几何形状方面，通过精确匹配来实现可视化检查，这样能够有效规避周边数字出现正射影像的地面特征偏移。
4 ADS80数字航摄仪技术的应用分析
ADS80 推扫式数字航摄仪是由瑞士的徕卡公司和德国宇航中心 DLR 联合研制的, 采用航天传感器 12000 象元三线阵扫描原理，同时获得前视，底点，后视，具有100%三度重叠、连续无缝的地面立体影像。数字光学组件采用焦阑特性的最新技术设计制造的，以三色光速分离器为核心的光学组件，使得 ADS80 具有130lp/mm（4/f 最大光圈）的光学分辨率。特殊的三色光速分离技术使得能量损失最小，同时间获得同一地区的全色、RGB、与近红外的数字图像信息。所获得的影像，既有摄影测量影像的精度又有遥感影像的洞察力。真正实现了数字摄影测量过程端的全数字化。
自带 GPS/IMU系统，大大减少了后期地面控制工作量。ADS80镜头焦距为 62.7mm，CCD 像元大小为 6.5μm，包含 11 条 CCD 线阵，每条含 CCD 12000 个。
5 数字航空摄影测量技术难题
在现阶段，数字航空摄影测量技术己经相当成熟，特别是数码相机的快速发展，为数字航空摄影测量数字化发展提供了基础条件。但是数码相机镜头畸变差较大，内方位元素也无法直接量取，导致数码相机无法直接在航空摄影测量中应用。另外，数码相机的幅面较小，而且幅面多为矩形，导致数字航空摄影测量的外业控制与内业处理工作量都较大。因此，以上技术难题己经成为数字航空摄影测量的技术难题与研究热点，如何破解以上难题，使数码相机真正成为航空摄影仪，具有非常重要的意义。
结束语
总而言之，虽然数字航空摄影测量技术是一种新型测量技术，其在技术上和应用上的多种优势已经在实际应用中得到了充分体现，尤其是在GIS技术以及3S可视化技术的实现后，数字航空摄影测量技术才得以取代传统的胶片摄影、人工测量技术。而随着我国科学技术的发展，数字航空摄影测量技术必将在未来的测量领域中得到更加广泛的应用。
参考文献
[1]郑映高.航空摄影测量技术在测绘中的优势分析[J].黑龙江科技信息，2017（12）：133.
[2]王勇.数字航空摄影测量数据处理关键技术探讨[J].绿色环保建材，2017（05）：253.
论文作者:刘彬
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/8/5
标签：测量论文; 航空论文; 数字论文; 技术论文; 数据论文; 影像论文; 射影论文; 《防护工程》2019年8期论文;