数字航空摄影测量数据处理关键技术

数字航空摄影测量数据处理关键技术

彭家忠 王文岐 彭子荣

航空工业陕飞设计研究院 陕西汉中 723213

摘要：随着数字航空摄影测量技术的发展与渗透，在很多行业中起到了关键性作用，例如工业测量、地理信息测量等。在数字航空摄影技术的支持下，测量人员能够采集到所需要的信息，测量难度显著下降，由此可见，数字航空摄影测量数据处理技术具有极高的应用价值，本文将进行详细介绍。

关键词：航空摄影；数字测量；数据处理；关键技术

1.数字航空摄影测量技术概况

1.1数字航空摄影测量技术的科学性和精确性

数字航空拍摄测量对拍摄的精确性具有较高的要求，因此，必须要保证拍摄对象设计的科学性与合理性。在实际的拍摄过程中，首先应该选择恰当的拍摄位置，找准测量拍摄的角度，这样才可以保证拍摄的效果与质量，提高测量计算的准确性。在进行航空拍摄测绘时，必须要充分地考虑实际情况，做好必要的准备工作，这样才能获得有效的数据信息。为了保证拍摄测量的合理性与科学性，必须根据实际需要选择合适的比例数字图。在开展还原工作的过程之中，应该制定具有实际操作性的还原方案，保证数据资料整理的准确性。在进行绘制图形时，要充分地使用好视频资源，将误差控制在最低限度内。

1.2数字航空摄影测量的实际应用情况

数字化航空相机的出现与应用为我国的数字化航空测量带来了重大的变革，在此基础上形成了性能更加优良的SWDC（航空数码相机）航空摄影仪。其与数字扫描技术、定位技术等的结合，为我国的航空测量提供了有效的技术支撑。这种新的技术成果广泛应用于各行业中，不仅应用到道路交通建设中，而且还应用到了地理研究与考古发现中。这种新型的数字航空测量技术带来航空测量上的变革，不仅代替了人工测量，提高了工作的效率与精确性，而且促进了我国的技术革新，实现了在该领域的新发展。

2.数字航空摄影测量数据处理技术

2.1空中三角加密

在利用数字航空摄影技术开展测量工作时，数据处理是其中非常重要的环节，而空中三角加密技术有效提升了数据处理的水平。在整个数字航空摄影测量系统中，VirtuoZoAAT+PATB（自动空中三角加密模块）是其中的重要构成，该模块可以对测量数据处理起到一定的辅助作用。在数据处理中，空中三角加密处理的原始数据为数码航空像片，处理时，首先利用PATB平差软件来完成光束法区域网平差，空中三角网构建时，包含了内定向、公共连接点转刺、相对定向等内业方法。在空中三角网构建完成后，将前期外业工作中的航空摄影测量控制点成果、POS（定位定姿系统）数据全部导入该系统内，随后借助系统内存在的数字模型来完成区域整体平差。在这一系列的处理流程结束以后，就可得到优化后的外方位元素和加密点成果。在空中三角加密处理时，航空摄影测量的每个外业分区作为空三角加密的基本单元而存在，数字航空摄影测量系统在测量工作进行时，实时采集像点坐标信息，经由测量系统的解析空中三角平差程序，可以获得相应的大地坐标。在利用空中三角加密技术进行相应数据处理时，加密分区间参与大地定向的公共像控点的点号和坐标值都是一致的，也就是说，公共像控点具有唯一性，而在加密处理过程中，加密限差必须严格遵守相应的标准和规范，每个加密分区间必须接边^[1]。

2.2数字正射影像图（DOM）数据生产

DOM （文档对象模型）数据在生产期间，首先要确定技术路线，在本文的研究中选取能够产生DOM （文档对象模型）数据的工作站为全数字摄影测量系统工作站（Virtuozo），该工作站在工作期间，需要先对空中三角加密技术应用之后产生的加密成果进行处理，通过导入技术使其能够在工作站中恢复出来，并且要根据成果将立体像构建出来，借助于特征线、点等数据对于数字高程模型数据做好全面的处理工作，最终经过计算修改便可以形成数字高程模型数据。之后工作站对于拍摄的原始影像资料还需要使用上述生成的数据加以处理，微分纠正处理完毕之后需要无缝拼接影像生成DOM（文档对象模型），并按照相应标准裁切完好之后便可以完成数据处理工作。其次，生产、建立DEM（数字高程模型）。在建立DEM（数字高程模型）期间，需要在区域内结合加密技术应用时确定的加密点得出该数据，生成三角网，依据特征点、线、面数据保证该三角网精准性较高，最终建立的三角网的网格间距需要控制在2.5m×2.5m标准之内，据此建立的DEM应用价值高^[2]。

再次，生产、检查修补DOM （文档对象模型）。生产DOM （文档对象模型）时则需要微分纠正原始影像，然后分区采样并获得分区DOM （文档对象模型），再无缝拼接分区DOM （文档对象模型）时则需要采用镶嵌线来处理，如果在接边过程中发现有倒影存在时，需要使用正射影像来处理，以此在该种影像贴补处理之后保证无缝接边的处理效果良好。在检查修补DOM （文档对象模型）时，需要重点对该数据是否存在测量对象的扭曲变形、重影、数据失真等情况进行检查

^[3]。

最后，镶嵌、检查、裁切DOM （文档对象模型）。保证DOM （文档对象模型）质量良好，在使用这些技术之前，要对影像色彩做好调整，要求影像上的所有颜色要均匀呈现，并且保持一致，不会出现严重的色差问题，而且整体色调需要真实饱满。在镶嵌DOM （文档对象模型）时，需要对各个分区DOM （文档对象模型）做好检查，要求分区DOM （文档对象模型）的地形特征符合实际测量过程中的标准特征，并且能够精确匹配空间，不会有几何形状不符情况发生，如果有地形特征的移位情况出现可以使用镶嵌线来解决问题。在DOM （文档对象模型）检查中，如果发现有较大的平面差异情况时，且为同一个像控点，则要求针对该问题进行返工处理；检查无缝接边的质量，经检查如果接边处的像素超过4个，并且接边痕迹非常直观且明显，要求返工；检查镶嵌质量时，主要对镶嵌区域的整体颜色完整性、统一性进行检查，尽量不要有较大的色差。在DOM （文档对象模型）的裁切中，需要按照分幅裁切标准来处理，即就是按照40cm×50cm的大小裁切出多个DOM （文档对象模型）画面，每幅画面的面积则需要控制为0.2km²。在DOM （文档对象模型）数据全部处理结束后，还需要进行最后一个环节的质量监督检查，确保测量数据处理效果好、价值高。质量检查中，需要检查画面的色差是否过大、是否存在模糊不清的画面、是否有重影、画面是否具有连贯一致性的特点以及地形地面测量期间是否有图像的扭曲、噪声、变形情况，如果没有则可以判定数据处理有效，经检查若出现的问题非常多，则需要对相关问题进行表现与原因的分析，从而找出解决办法处理问题。

3.结束语

综上所述，近年来数字航空摄影技术应用十分广泛，而且在 不断的进步改良。通过与无人机技术的融合，数字航空摄影测 量应用价值得到提升。在进行拍摄测量时，能够多角度地拍摄 测量对象。通过建立三维模型，能够真实地还原测量对象的各 方面信息，测量人员能够掌握准确、全面的测量信息。尤其是倾 斜摄影技术，得到了行业人士的认可和青睐。借助数据处理软 件，对采集到的信息进行分析加工，以多元化的方式呈现。为了 对大量信息进行整理，提高数据处理效率以及分析价值，可以 建立健全数据管理平台，将精度较高的三维模型保存下来，方 便测量人员的调用。相信在不久的将来，我国数字航空摄影技 术将得到进一步发展。

4.参考文献

[1]王晓庆.基于无人机航空摄影测量的高程数据提取方法分析[J].资源导刊，2019（6）：39-41.

[2]黄太平，马强，白春平.固定翼无人机航空摄影测量在大面积地形测量中的应用[J].科技展望，2017（13）：77-78.

[3]胡文西.无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用[J].建筑工程技术与设计，2017（1）：54-55.

作者简介：彭家忠(1970年6月~)，男，蒙古族，内蒙阿盟人，高级工程师，主要从事飞行器系统总体设计工作。