解放军32023部队 辽宁大连 116023
摘要：航空影像技术主要是指在遥感影像等专业技术方法的帮助下，实现对地球信息、空间位置等人类渴求知识的传达。而影像定向作为航空影像技术中对测量对象的空间位置予以确定的主要技术手段，要求相关技术人员在操作过程中具备高集中度的手法及方式。本文针对航空摄影测量影像定向相关内容进行了简要探讨，仅供参考。
关键词：航空摄影；测量影像；定向
1 航空摄影测量发展现状
航空摄影是指在飞机上拍摄连续图像的领域，应用航空摄影设备，具有检查土地和测量相结合，绘图和映射三维等步骤来绘制操作的地形图。航拍为我们提供了看世界的另一种方式。经过二十多年的发展，使用真实的三维虚拟仿真的航空摄影测量结果已经成为一个热点。现代地图和相关产业一直无法离开飞机因为航空摄影测量技术应用将有效地做好自己的工作。凭借创新和技术进步，航空摄影测量技术可以更好的智能化管理。
2 现行航空摄影测量模式
目前，航空摄影测量主要有常规航空摄影测量、GPS航空摄影测量、DGPS/IMU航空摄影测量3种模式。现行的3种航空摄影测量方法主要区别在于航空影像的获取和影像定向的方法上。常规航空摄影测量中的影像定向是借助大量地面控制点的摄影测量加密技术获取模型定向点来实现的；GPS航空摄影测量中，在获取航空影像的同时采用动态GPS定位技术确定摄影中心的位置，以取代地面控制点进行摄影测量加密来获取模型定向点，再利用加密点实施影像定向；DGPS/IMU航空摄影测量则是将影像和影像定向参数（影像的6个外方位元素）一并获取，希望通过安置定向元素来恢复摄影时的影像空中姿态，实现摄影过程的几何反转。
3 航空摄影测量作业的注意事项
3.1航空摄影
随着我国航空摄影测量技术的不断发展，对于获取影像的质量提出了更高的要求，不仅需要在航空摄影器材中安装控制系统，而且还需要将摄影器材与定位系统连接在一起，特别是在GPS航空摄影测量中，更得将航空摄影器材和GPS定位技术进行固定的连接，以保证拍摄的顺利进行。如果使用DGPS/MU航空摄影测量技术进行拍摄的话，就需要将POS系统安装在摄影器材中，以保证获取影像的质量。
3.2地面控制
在对航空摄影测量进行加密处理时，是通过光束法区域网平差来实现的，但是不同的航空摄影测量模式有不同的地面控制方案存在，都是针对各个航空摄影测量模式的特点制定的，以保证各航空摄影测量模式的顺利实施，确保获取影像的质量。
3.3内业测量
航空摄影测量模式在获取了外方位元素之后，外方位元素的准确性得到了保证，就可以将外方位元素作为依据来建立与影像有关的立体模型，并通过匹配技术将立体模型与影像进行匹配和识别，从而完成立体模型中地形特点和地面建筑物的绘制和测量。但是在我国现有的4D产品中，都是按照固定的作业流程开展生产活动的，例如单片内定向—与影像匹配进行定位—单模型绝对定向—立体模型测绘。但是在DGPS/MU航空摄影测量的使用过程中，却需要使用到POS系统的定向参数，以保证模型恢复的顺利进行。
4 航空摄影测量作业要求
4.1航空摄影
在现代航空摄影测量中，为了提高影像获取的质量，除对航摄仪加装飞行控制系统（如ASCOT、CCNS4、TrackAir等系统）外，当采用GPS航空摄影测量时，还需要将动态GPS接收机与航摄仪固联；当采用DGPS/IMU航空摄影测量时，需要在航摄仪上安装POS系统。
4.2地面控制
在数字摄影测量工作站中，摄影测量加密均采用理论严密的光束法区域网平差，但对不同的摄影测量模式需要采用图1所示的地面控制方案，以获得最佳的加密点坐标和像片外方位元素。
4.3内业测绘
理论上讲，获得了影像精确外方位元素以后，可采取安置影像外方位元素的方法来建立可量测的立体模型（模型恢复），再采用影像匹配技术识别同名像点，以完成地形和地物的自动测绘。然而，现行的4D产品生产中，一般按照单片内定向→像对相对定向→单模型绝对定向→立体模型测绘的流程进行作业，仅仅是在DGPS/IMU航空摄影测量之直接对地目标定位方法中探讨如何利用POS系统获取的影像定向参数进行模型恢复的有关理论和方法。
5 试验及其结果分析
航空摄影测量几何定位有2种方式：一种称之为摄影测量加密，它是将所获取的影像坐标与地面控制点和/或影像的外方位元素作为带权观测值进行整体光束法区域网平差，以解求影像的定向参数和目标点的空间坐标，主要是为立体模型测图提供定向控制点和进行高精度的对地目标定位。现行航空摄影测量内业规范对不同比例尺、不同类别地形的摄影测量加密规定了具体的加密方法、地面控制方案，并对加密点精度给出了定量指标，已作为一种成熟技术被广泛使用。另一种方式称之为直接对地目标定位，它是在获得高精度影像外方位元素的前提下，利用立体像对上同名像点的像平面坐标按照空间前方交会理论计算出相应地面点的物方空间坐标，以直接确定物点的空间位置，从而实现4D产品的生产。下面重点讨论利用各种方法所获取的影像外方位元素进行直接对地目标定位所能达到的几何精度以及模型恢复时所出现的模型上下视差。
5.1试验资料综述
所有航摄副片经扫描成21μm的数字影像后，在自行研制的POS辅助光束法区域网平差程序WUCAPS上分别对试验1、试验2、试验4影像、国产JX-4数字摄影测量工作站上进行了量测和自动转点，并人工立体量测了全部地面控制点的像平面坐标，根据利用WUCAPS的带粗差剔除功能的模型相对定向后统计出像点坐标的总体量测精度（中误差）均优于±6.0μm。以此为基础，利用POS系统自带的数据后处理软件POSPAC进行试验场检校和DGPS、IMU数据的联合处理，经坐标转换和系统误差改正后得到每张像片的6个外方位元素，即为POS系统测定的影像外方位元素。
5.2影像所具备的外方位元素的精确度
一般情况下，都是使用常规的光束法区域网平差来统计影像所具备的外方位元素的精确度，在影像中，通过光束法区域网平差来计算出6个外方位元素，在根据理论推断出它们的精确性，然后再使用POS系统来核对外方位元素的精确度。
5.3对地目标的直接定位的精度
目前，我国现有的4D产品中，大多数都是通过摄影测量区域网平差来对模型中的定向点进行加密，不用再依靠外方位元素来进行立体模型的恢复了，因此我国还没有针对外方位元素精度的规章制度存在。通常情况下，只要某个单个模型中设置了符合要求的加密点之后。就可以对这个单个模型进行几何模型的建立，从而获取需要的三维空间信息。
结语
计算机在我国航空摄影测量影像定向中的使用越来越广泛，且与地面控制点之间的联系越来越不紧密，这就给我国的航空摄影测量降低了难度，常规摄影测量是我国航空摄影测量中发展较为成熟的一种技术，是目前我国应用最广泛的一种技术；GPS航空摄影测量操作简单，且经济性高，DGPS/MU航空摄影测量是我国航空摄影测量未来发展的方向。
参考文献
[1]赖华荣.航空摄影测量影像定向的若干探讨[J].地球,2013(8).
[2]张卉钰.刍议航空摄影测量影像技术的现状及前景[J].建筑工程技术与设计,2015(6).
作者简介
曾令沙（1985-），男，广西来宾，硕士，2011年毕业于解放军信息工程大学遥感科学与技术专业，研究方向：主要从事航空摄影测量技术的应用与研究工作。
论文作者:曾令沙,徐杰然,王睿
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/17
标签：测量论文; 航空论文; 影像论文; 外方论文; 模型论文; 元素论文; 技术论文; 《基层建设》2018年第2期论文;