摘 要：本文簡(jiǎn)主要對(duì)當(dāng)前數(shù)字航空攝影測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

　　關(guān)鍵詞：數(shù)字航空攝影測(cè)量,數(shù)據(jù)處理,關(guān)鍵技術(shù)

　　前言

　　隨著測(cè)繪技術(shù)、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，航空攝影測(cè)量技術(shù)也有了前所未有的發(fā)展和進(jìn)步，其空間數(shù)據(jù)獲取已從單一的野外測(cè)量發(fā)展到內(nèi)外業(yè)綜合以內(nèi)業(yè)為主的采集方式。當(dāng)前，陸地資源衛(wèi)星、星載SAR、機(jī)載激光雷達(dá)、航空攝影等方式成為空間數(shù)據(jù)獲取的主要技術(shù)手段，而傳統(tǒng)儀器測(cè)量成為這些技術(shù)手段的輔助。

　　1、航空攝影測(cè)量數(shù)據(jù)處理的空三加密技術(shù)

　　利用VirtuoZoAAT+Pat-B自動(dòng)空三加密模塊，以數(shù)碼航片作為空三加密的原始數(shù)據(jù)，運(yùn)用Pat-B平差軟件進(jìn)行光束法區(qū)域網(wǎng)平差。通過航測(cè)內(nèi)業(yè)方法(包括內(nèi)定向、相對(duì)定向、公共連接點(diǎn)的轉(zhuǎn)刺)構(gòu)建空中三角網(wǎng)，并將外業(yè)控制點(diǎn)成果和POS數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)按嚴(yán)密的數(shù)字模型進(jìn)行區(qū)域整體平差，得到優(yōu)化后的外方位元素和加密點(diǎn)成果。

　　以航測(cè)外業(yè)已劃分的區(qū)域分區(qū)為內(nèi)業(yè)空三加密的基本單元。使用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)采集像點(diǎn)坐標(biāo)，采用解析空三平差程序解算大地坐標(biāo)。加密分區(qū)間參加大地定向的公共像控點(diǎn)必須是唯一的，即同點(diǎn)號(hào)、同坐標(biāo)值。加密限差按GB 7930-87《1∶500、1∶1000、1∶2000地形圖航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)規(guī)范》有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。加密分區(qū)間必須接邊，作業(yè)完成后應(yīng)填寫圖歷表，輸出加密成果(作業(yè)說明、外業(yè)控制點(diǎn)分布略圖、加密點(diǎn)分布略圖、外業(yè)像控點(diǎn)坐標(biāo)、加密點(diǎn)坐標(biāo)、大地定向、檢查點(diǎn)坐標(biāo)、接邊點(diǎn)坐標(biāo)和檢驗(yàn)報(bào)告等)。

　　2、數(shù)字正射影像圖(DOM)數(shù)據(jù)生產(chǎn)技術(shù)

　　2.1 技術(shù)路線：在全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站中，導(dǎo)入空三成果恢復(fù)測(cè)區(qū)并創(chuàng)建立體像對(duì)，作業(yè)生產(chǎn)區(qū)域DEM數(shù)據(jù)，并用特征點(diǎn)、線參與計(jì)算修改生成DEM。利用DEM數(shù)據(jù)對(duì)原始影像進(jìn)行數(shù)字微分糾正，通過自動(dòng)生成的鑲嵌線對(duì)整個(gè)測(cè)區(qū)的模型正射影像進(jìn)行無縫拼接，并最終完成數(shù)字正射影像圖。最后按40cm×50cm矩形圖廓對(duì)影像進(jìn)行分幅裁切，形成DOM數(shù)據(jù)成果。

　　2.2 DEM生產(chǎn)：利用空三成果，自動(dòng)建立測(cè)區(qū)立體模型及其參數(shù)文件，在此基礎(chǔ)上生成核線影像。DEM數(shù)據(jù)采集時(shí)應(yīng)采用影像自動(dòng)相關(guān)技術(shù)，生成DEM點(diǎn)(或視差曲線)。采用視差曲線編輯過程時(shí)，視差曲線間隔要合理。視差曲線(或DEM點(diǎn))必須切準(zhǔn)地面，真實(shí)反映地形態(tài)勢(shì)。

　　①采集特征點(diǎn)、線、面。主要是針對(duì)一些在完成影像自動(dòng)匹配比較困難的地區(qū)和部位，例如大片居民區(qū)、水域及高層建筑旁被黑影遮蓋部分等所作出的處理，主要方法是量測(cè)出相應(yīng)部位的特征點(diǎn)、線、面。

　　單特征線：是指地形發(fā)生明顯變化的地形變化線，量測(cè)時(shí)沿這些特征線以靜態(tài)讀點(diǎn)方式嚴(yán)格切準(zhǔn)立體模型采集。遇樹林等植被覆蓋區(qū)，要盡量切準(zhǔn)林間空地測(cè)讀碎部點(diǎn)高程;雙特征線：是指依比例尺的陡坎、斜坡、堤、河流、公路、鐵路等，為了保證影像糾正質(zhì)量，對(duì)于帶狀構(gòu)造物，例如公路、鐵路、路堤、依比例尺雙線堤，應(yīng)按雙特征線量測(cè)上端兩側(cè)堤頂和下端兩側(cè)堤腳線。對(duì)于彎曲線狀地物，至少要采集弧線上的三條特征線，特征線不應(yīng)出現(xiàn)交叉點(diǎn);對(duì)高架路、橋等制作DEM時(shí)，應(yīng)在高架路、橋上邊沿量測(cè)特征線，DEM點(diǎn)需編至高架路、橋面上，以保證糾正后的影像不變形和位移;封閉型要素：對(duì)于面積大于100m2的水庫、池塘等靜止水域內(nèi)的DEM格網(wǎng)點(diǎn)高程應(yīng)一致，流動(dòng)水域的上下游DEM格網(wǎng)點(diǎn)高程應(yīng)呈梯度下降，關(guān)系合理;采用點(diǎn)編輯、面編輯相結(jié)合的方法，將DEM點(diǎn)修正到立體模型表面。按要求輸出DEM數(shù)據(jù)。DEM的編輯必須結(jié)合地貌特征內(nèi)插生成格網(wǎng)DEM(2.5m間距)，檢查DEM點(diǎn)與每個(gè)模型的吻合情況，對(duì)DEM點(diǎn)與模型不吻合的區(qū)域進(jìn)行修測(cè)，使每個(gè)格網(wǎng)點(diǎn)都貼近地表。

　　②DEM匹配結(jié)果的編輯。采用顯示等高線模式或顯示等視差模式，在立體模型中對(duì)匹配結(jié)果進(jìn)行檢查、編輯。影像的不連續(xù)、被遮蓋及陰影等區(qū)域原因，檢查匹配點(diǎn)是否切準(zhǔn)地面;建筑物、樹林等部位，檢查匹配點(diǎn)是否為地面點(diǎn)，而非物體表面上的點(diǎn);大面積平坦地區(qū)、溝渠及地形破碎區(qū)域，檢查匹配點(diǎn)和等視差曲線是否真實(shí)表現(xiàn)地形;大面積跨圖幅的靜水面，對(duì)涉及的模型均給定值，保證水面DEM高度保持一致;高架橋、高架鐵路、高架公路根據(jù)具體情況對(duì)其抬高或置平，保證DOM影像不變形。

　　③建立DEM。根據(jù)加密點(diǎn)直接按區(qū)域生成大范圍區(qū)域DEM，通過引入特征點(diǎn)、線、面等采集數(shù)據(jù)構(gòu)三角網(wǎng)，進(jìn)行插值計(jì)算，按2.5m×2.5m格網(wǎng)間距建立數(shù)字高程模型即DEM。

　　④DOM生產(chǎn)。利用DEM完成影像微分糾正，按照分區(qū)對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)影像以像元大小為0.1m進(jìn)行雙線性內(nèi)插或三次卷積內(nèi)插法進(jìn)行重采樣，生成分區(qū)正射影像(DOM)。通過自動(dòng)生成的鑲嵌線對(duì)整個(gè)測(cè)區(qū)的模型正射影像進(jìn)行無縫拼接。DOM接邊中高大建筑物的投影差帶來的接邊倒影，可采用調(diào)換左右片生成正射影像進(jìn)行貼補(bǔ)，使高層建筑物達(dá)到無縫接邊，并最終完成數(shù)字正射影像圖。

　　⑤正射影像檢查修補(bǔ)。檢查所生成的正射影像是否失真、變形，尤其是房屋、橋梁和道路，是否有房角拉長(zhǎng)、房屋重影、橋梁和道路扭曲變形等。若有此情況，則要重新采集生成DEM，重新糾正，確保影像無誤。對(duì)正射影像上局部出現(xiàn)的模糊、重影現(xiàn)象，通過貼補(bǔ)糾正后的單模型正射影像進(jìn)行修補(bǔ)。

　　⑥影像勻色。為保證鑲嵌后正射影像色彩一致、均勻，針對(duì)航攝過程中出現(xiàn)的色差，需對(duì)所生成的正射影像進(jìn)行色彩糾正，包括單影像色彩調(diào)整與多影像色彩均衡。勻色標(biāo)準(zhǔn)：選取幾個(gè)有代表性的圖幅，對(duì)測(cè)區(qū)中代表不同地貌的幾個(gè)影像圖進(jìn)行勻色，分析效果，調(diào)整出一幅符合整個(gè)測(cè)區(qū)顏色信息的標(biāo)準(zhǔn)樣圖。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣圖，對(duì)測(cè)區(qū)正射影像進(jìn)行全自動(dòng)色彩調(diào)整和平衡處理，確保最終DOM的整體色彩均勻一致。影像應(yīng)色彩真實(shí)、影像紋理清晰、層次豐富、反差適中、色調(diào)飽滿，色調(diào)正常，圖幅與圖幅之間色彩過渡自然、色調(diào)一致。

　　⑦正射影像鑲嵌。相鄰的數(shù)字正射影像必須在空間和幾何形狀上都要精確的匹配。必須進(jìn)行可視化的檢查，以確保相鄰的數(shù)字正射影像中地面特征沒有偏移。還應(yīng)該盡量利用鑲嵌線避開由于高程特征引起的偏移和錯(cuò)位，同時(shí)應(yīng)盡量保證地物的完整性。

　　⑧DOM檢查。利用空三加密的保密點(diǎn)對(duì)DOM進(jìn)行檢查，當(dāng)同名點(diǎn)平面差異較大時(shí)應(yīng)查明原因，必要時(shí)進(jìn)行返工;相鄰DOM影像鑲嵌處的接邊限差以目視直接判讀不得出現(xiàn)明顯接邊痕跡為主要原則，不應(yīng)大于4個(gè)像素，對(duì)滿足接邊精度要求的影像進(jìn)行無縫接邊，對(duì)于接邊超限的影像，須查明原因進(jìn)行修改;正射影像鑲嵌前的接邊檢查，還需要檢查相鄰DOM影像鑲嵌處的顏色，保證相鄰DOM影像鑲嵌后影像過渡自然，不得出現(xiàn)明顯色差。

　　⑨正射影像分幅裁切。按GB/7930-87的分幅規(guī)則，采用40cm×50cm規(guī)格進(jìn)行分幅，確定圖幅四個(gè)圖廓點(diǎn)坐標(biāo)為裁切范圍，每幅面積為0.2km2。

　　⑩正射影像質(zhì)量控制。采用目視檢查的方法進(jìn)行圖面檢查，保證正射影像圖面清晰，反差適中，色調(diào)均勻;正射影像圖不得有重影，模糊或紋理斷裂等現(xiàn)象，影像應(yīng)連續(xù)完整，灰度無明顯不同，色彩平衡一致。并保證相鄰圖幅間的影像色調(diào)基本一致;正射影像上的地物地貌真實(shí)，無扭曲變形，無噪聲等缺陷;正射影像覆蓋范圍內(nèi)的影像無漏洞。

　　3、結(jié)束語

　　綜上所述，數(shù)字航空攝影測(cè)量是一門相對(duì)年輕的學(xué)科，它利用計(jì)算機(jī)替代“人眼”，使得數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量在理論和實(shí)踐中都得到迅速發(fā)展。它的發(fā)展使得數(shù)字航空攝影測(cè)量系統(tǒng)的研究已成為當(dāng)前航空遙感領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和發(fā)展方向，新型數(shù)字航空攝影機(jī)的應(yīng)用必將為航空攝影測(cè)量技術(shù)帶來一次變革，并把我國(guó)航空攝影測(cè)量技術(shù)推向數(shù)字航空攝影時(shí)代。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 李壽兵.航空攝影新技術(shù)推動(dòng)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的發(fā)展[J].鐵路工程學(xué)報(bào)，2005.

　　[2] 黃健.數(shù)字高程模型的質(zhì)量檢查[J].測(cè)繪通報(bào)，2002(2)：55～56.

　　[3] 張劍清，潘勵(lì)，王樹根.攝影測(cè)量學(xué)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2003.