航空攝影測量精選(九篇)

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第1篇：航空攝影測量范文

關(guān)鍵詞：航空攝影 測量 影像定向 解析

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，空間定位技術(shù)、傳感器技術(shù)等都被應(yīng)用到了航空攝影測量中，我國的航空攝影測量技術(shù)也獲得了很大的發(fā)展，已經(jīng)從二維過渡到三維了，屬于一門綜合性的科學(xué)技術(shù)，是人們了解和獲取自己生存空間信息的關(guān)鍵技術(shù)。航空攝影是通過遙感影像來對自己所要進(jìn)行攝影測量對象的定位，以起到準(zhǔn)確識別航空攝影測量對象的目的。

一、我國航空攝影測量模式的現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，我國的航空攝影測量主要包括三種模式：GPS航空攝影測量、常規(guī)航空攝影測量以及DGPS/MU航空攝影測量，其作業(yè)流程如圖一所示：

（a）常規(guī)航空攝影測量 （b）GPS航空攝影測量 （c）DGPS/MU航空攝影測量

圖一 我國航空攝影測量模式的作業(yè)流程圖

從圖一中我們發(fā)現(xiàn)，我國航空攝影測量模式主要是通過獲取和定位航空影像的方式進(jìn)行區(qū)別。使用常規(guī)航空攝影測量方法時，需要在地面設(shè)置大量的控制點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)對攝影測量對象的準(zhǔn)確定位，從而實(shí)現(xiàn)航空攝影測量的目的；GPS航空攝影測量是通過GPS定位技術(shù)來對航空攝影測量對象準(zhǔn)確的定位，以獲取加密后的影像資料；DGPS/MU航空攝影測量是通過影像中存在的外位元素，來順利進(jìn)行空中的拍攝，實(shí)現(xiàn)航空攝影測量的目的。

二、航空攝影測量作業(yè)的注意事項

1.航空攝影

隨著我國航空攝影測量技術(shù)的不斷發(fā)展，對于獲取影像的質(zhì)量提出了更高的要求，不僅需要在航空攝影器材中安裝控制系統(tǒng)，而且還需要將攝影器材與定位系統(tǒng)連接在一起，特別是在GPS航空攝影測量中，更得將航空攝影器材和GPS定位技術(shù)進(jìn)行固定的連接，以保證拍攝的順利進(jìn)行。如果使用DGPS/MU航空攝影測量技術(shù)進(jìn)行拍攝的話，就需要將POS系統(tǒng)安裝在攝影器材中，以保證獲取影像的質(zhì)量。

2.地面控制

在對航空攝影測量進(jìn)行加密處理時，是通過光束法區(qū)域網(wǎng)平差來實(shí)現(xiàn)的，但是不同的航空攝影測量模式有不同的地面控制方案存在，都是針對各個航空攝影測量模式的特點(diǎn)制定的，以保證各航空攝影測量模式的順利實(shí)施，確保獲取影像的質(zhì)量。

3.內(nèi)業(yè)測量

在航空攝影測量模式在獲取了外方位元素之后，且外方位元素的準(zhǔn)確性得到了保證，就可以將外方位元素作為依據(jù)來建立與影像有關(guān)的立體模型，并通過匹配技術(shù)將立體模型與影像進(jìn)行匹配和識別，從而完成立體模型中地形特點(diǎn)和地面建筑物的繪制和測量。但是在我國現(xiàn)有的4D產(chǎn)品中，都是按照固定的作業(yè)流程開展生產(chǎn)活動的，例如單片內(nèi)定向—與影像匹配進(jìn)行定位—單模型絕對定向—立體模型測繪。但是在DGPS/MU航空攝影測量的使用過程中，卻需要使用到POS系統(tǒng)的定向參數(shù)，以保證模型恢復(fù)的順利進(jìn)行。

三、航空攝影測量影像定向的試驗和結(jié)果分析

在航空攝影測量過程中存在著兩種幾何定位的形式：一種是攝影測量加密，是將影像中的坐標(biāo)和地面設(shè)置的控制點(diǎn)等與獲取的外方位元素通過光束法區(qū)域網(wǎng)平差獲取精確性高的定向參數(shù)和空間坐標(biāo)，為航空攝影測量影像的定向提供便利。

1.試驗概述

本次試驗中需要對4個地區(qū)進(jìn)行航空攝影測量影像的拍攝，以保證試驗結(jié)果的科學(xué)性，所獲得的影像資料都需要掃描成數(shù)字影像，在POS輔助光速法區(qū)域網(wǎng)平差程序的幫助下，來對4個地區(qū)的影像資料進(jìn)行對比，從而得出地面設(shè)置控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)，通過WuCAPS模型來對航空攝影測量影像的定向進(jìn)行統(tǒng)計，以將測量誤差控制在±6.0 范圍內(nèi)，然后在使用POS系統(tǒng)進(jìn)行檢驗和處理，最后得出的影像的外方位元素就是POS系統(tǒng)進(jìn)行測量之后得出的航空攝影測量影像所具備的外方位元素。

2.影像所具備的外方位元素的精確度

一般情況下，都是使用常規(guī)的光束法區(qū)域網(wǎng)平差來統(tǒng)計影像所具備的外方位元素的精確度，在影像中，通過光束法區(qū)域網(wǎng)平差來計算出6個外方位元素，在根據(jù)理論推斷出它們的精確性，然后再使用POS系統(tǒng)來核對外方位元素的精確度。

3.對地目標(biāo)的直接定位的精度

目前，我國現(xiàn)有的4D產(chǎn)品中，大多數(shù)都是通過攝影測量區(qū)域網(wǎng)平差來對模型中的定向點(diǎn)進(jìn)行加密，不用再依靠外方位元素來進(jìn)行立體模型的恢復(fù)了，因此我國還沒有針對外方位元素精度的規(guī)章制度存在。通常情況下，只要某個單個模型中設(shè)置了符合要求的加密點(diǎn)之后。就可以對這個單個模型進(jìn)行幾何模型的建立，從而獲取需要的三維空間信息。

四、結(jié)語

綜上所述，計算機(jī)在我國航空攝影測量影像定向中的使用越來越廣泛，且與地面控制點(diǎn)之間的聯(lián)系越來越不緊密，這就給我國的航空攝影測量降低了難度，常規(guī)攝影測量是我國航空攝影測量中發(fā)展較為成熟的一種技術(shù)，是目前我國應(yīng)用最廣泛的一種技術(shù)；GPS航空攝影測量操作簡單，且經(jīng)濟(jì)性高，DGPS/MU航空攝影測量是我國航空攝影測量未來發(fā)展的方向。

參考文獻(xiàn)

[1]范業(yè)穩(wěn).基于DMC的航空攝影測量誤差分析和質(zhì)量控制方法研究[D].武漢大學(xué)，2011.

[2]趙俊羽.GPS輔助空中三角測量在大比例尺航空攝影測量中的實(shí)驗研究[D].昆明理工大學(xué)，2010.

[3]劉碩.基于POS系統(tǒng)的航空攝影測量試驗研究[D].昆明理工大學(xué)，2010.

第2篇：航空攝影測量范文

【關(guān)鍵詞】 航空攝影測量 數(shù)據(jù)采集 精確度

在航空攝影測量數(shù)據(jù)采集技術(shù)，不斷發(fā)展的過程中，逐漸進(jìn)入數(shù)字測量時代，對傳統(tǒng)的測繪技術(shù)進(jìn)行了全面的優(yōu)化和顛覆。其實(shí)，航空攝影測量數(shù)據(jù)采集的過程中，主要是利用飛機(jī)航攝儀器對地面連續(xù)攝取像片，結(jié)合地面控制點(diǎn)測量、調(diào)繪和立體測繪等步驟，繪制出地形圖的作業(yè)，從而有效的提升了相關(guān)測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，對其工作效率也有著顯著的提升，其工作量也有著一定程度上的降低。因此，本文對航空攝影測量數(shù)據(jù)采集的一些相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)行了簡要的分析和闡述，以此提升了航空攝影測量數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。

一、航空攝影測量數(shù)據(jù)采集分析

航空攝影測量數(shù)據(jù)采集的過程中，對航空攝影的質(zhì)量是有著一定程度上的要求，其要求主要為：航空攝影所獲取的影像和信息，是航空攝影測量數(shù)據(jù)采集的重要參考依據(jù)。其質(zhì)量與航空攝影測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度有著直接聯(lián)系。其實(shí)，在航空攝影測量數(shù)據(jù)采集的過程中，影像構(gòu)成的質(zhì)量，幾何圖像的質(zhì)量，表觀質(zhì)量等方面，都是影響航空攝影測量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度的重要因素。但是，在航空攝影測量數(shù)據(jù)采集的過程中，應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）影像的傾斜角。在航空攝影測量的過程中，其影像是存在一定的傾斜角的，一般情況下，其傾斜角為3°，主要是由影像邊緣的水準(zhǔn)器影像中氣泡多處的位置，對其傾斜角進(jìn)行全面的判斷。同時，在航空攝影測量數(shù)據(jù)采集的過程中，無水準(zhǔn)器所記錄的影響，若是沒有發(fā)現(xiàn)任何的質(zhì)量問題，那么可以在圖像上選擇相對明顯的標(biāo)志，并且利用攝影測量的方式，進(jìn)行全面的抽查，這樣可以避免其數(shù)據(jù)存在一定程度上的誤差，保證了數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。

（2）航攝比例與航高。在航空攝影測量數(shù)據(jù)采集的過程中，由于其影像具有一定的傾斜角，其地形相對較為復(fù)雜、較為起伏，其比例也就會相對較為復(fù)雜，并且所指的位置也是一個相近的概念。同時，在航空攝影測量數(shù)據(jù)采集的過程中，主要是利用地體比例尺的形式，將影像上的一線段l與地面上相應(yīng)線段L的水平距離之間的比稱為航攝比例尺：，其中H為相對測區(qū)平均水面航高；f為航攝機(jī)主體焦距。

另外，在航空攝影測量數(shù)據(jù)采集的過程中，其航攝的比例并不是隨意而定的，主要是根據(jù)測圖的比例，大致與比例尺是一致的。同時，在制定航攝飛行計劃的過中，選定航攝機(jī)和航攝比例以后，主要根據(jù)上述公式，確定航高的位置H。但是，在航空攝影測量數(shù)據(jù)采集的過程中，按照相應(yīng)之前確定好的航高進(jìn)行飛行，也會存在著一定程度上從差異。因此，應(yīng)當(dāng)對其差異，進(jìn)行全面的控制，一般情況不得小于5%，航高的偏差不能大于50m左右。

二、航空攝影測量數(shù)據(jù)采集精準(zhǔn)度分析

（1）在航空攝影測量數(shù)據(jù)采集的過程中，要想提升其精準(zhǔn)度，并且達(dá)到我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，就要對每一個航攝拍攝過程的精準(zhǔn)度，進(jìn)行全面的提升，這樣主要體現(xiàn)在該項工作展開的細(xì)化程度。同時，在航空攝影測量數(shù)據(jù)采集的過程中，對其相關(guān)數(shù)據(jù)構(gòu)建相應(yīng)的模型，對其模型進(jìn)行全面的測量，保證兩者的數(shù)據(jù)處于一致的狀態(tài)，這樣才能在最大程度上保證了航空攝影測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，避免出現(xiàn)一定的誤差。

（2）應(yīng)當(dāng)在映像上添加密點(diǎn)的數(shù)量，但是在添加的過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)影像位置上的相關(guān)要求，其要求主要分為以下幾點(diǎn)：第一，在每個位置上應(yīng)當(dāng)設(shè)置6個定向點(diǎn)，若是情況相對較為特殊的話，可以設(shè)置4個定向點(diǎn)；第二，加密點(diǎn)的位置應(yīng)當(dāng)在過主點(diǎn)方位線，同時航空攝影測量數(shù)據(jù)采集的過程中，其偏離過主點(diǎn)的垂直與方位線不能大于1cm。在選點(diǎn)相對困難的時候，其點(diǎn)位不能小于1.5cm，距離方位線應(yīng)當(dāng)不能低于3.5cm，這樣才能在最大程度上保證航空攝影測量數(shù)據(jù)采集的精準(zhǔn)度。

（3）在航空攝影測量數(shù)據(jù)采集的過程中，會存在著一定的限差，主要為：標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)上上下下視差主要為0.005mm，檢查點(diǎn)的視差為0.008mm；同時，在航空攝影測量數(shù)據(jù)采集的過程中，內(nèi)定殘余的誤差主要的分為平面、高程等兩個方面，其中平面應(yīng)當(dāng)在0.41mm左右，高程應(yīng)當(dāng)在0.68m左右。但是，絕對定向的平面不能低于0.3mm，若是情況相對較為特殊的情況下也不能低于0.4mm。另外，在航空攝影測量數(shù)據(jù)采集的過程中， 也應(yīng)當(dāng)對所測繪地貌、地物等方面，進(jìn)行全面的檢查，并且在影像上，進(jìn)行全面的標(biāo)注，避免發(fā)生遺漏的現(xiàn)象，這樣才能在最大程度上保證航空攝影測量數(shù)據(jù)采集的精準(zhǔn)度。

三、結(jié)束語

綜上所述，本文對航空攝影測量數(shù)據(jù)采集以及精準(zhǔn)度等方面的一些相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)行了簡要的分析和闡述，通過各個方面可以看出，航空攝影測量數(shù)據(jù)采集具有一定的先進(jìn)性，為我國測繪行業(yè)的發(fā)展，提供了重要的參考信息。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]孫富余，郝飛，邢文靜. 航空攝影測量數(shù)據(jù)采集及精度分析[J]. 人民長江，2015，10： 30-31+35.

[2]范業(yè)穩(wěn). 基于DMC的航空攝影測量誤差分析和|量控制方法研究[D].武漢大學(xué)，2011.

[3]杜學(xué)飛. 模型機(jī)航空近景攝影測量系統(tǒng)的開發(fā)[D].中國科學(xué)院研究生院 （武漢巖土力學(xué)研究所），2014.

第3篇：航空攝影測量范文

關(guān)鍵詞：POS系統(tǒng)；航空攝影測量；應(yīng)用

Abstract: GPS supplemental aerial photogrammetry technology can greatly reduce the ground the number of control points, shorten the mapping cycle and reduce the cost. This article analyses GPS in the measurement of the aerial photography application.

Keywords: POS system; Aerial photography measurement; application

中圖分類號：J403文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

基于GPS 導(dǎo)航定位技術(shù)的航空攝影輔助空三測量技術(shù)，是利用GPS手段只需少量的地面控制點(diǎn)就能內(nèi)業(yè)成圖的一種新的測量方法。該技術(shù)可以極大地減少地面控制點(diǎn)的數(shù)目，縮短成圖周期，降低成本。

1 常規(guī)空中的三角測量

空中三角測量是航空攝影測量室內(nèi)加密的典型方法?？罩腥菧y量按加密區(qū)域分為單航帶法和區(qū)域網(wǎng)法；按加密方法可分為航帶模型法、獨(dú)立模型法和光束法。以光束法為例，光束法以每張像片所建立的光線束為平差單元，所以像點(diǎn)的像空間直角坐標(biāo)z，Y，-f為光束法空中三角測量的觀測值。整體平差要求：

①各投影光束中各同名光線相交于一點(diǎn)；

②控制點(diǎn)的同名光線的交點(diǎn)應(yīng)與地面點(diǎn)重合。

共線條件方程：

是光束法平差的理論基礎(chǔ)。

上式中x3，y3，z3，是攝站點(diǎn)在地面攝影測量坐標(biāo)系G—XYZ中的坐標(biāo)。x，y，z是加密點(diǎn)或地面控制點(diǎn)在G—XYZ坐標(biāo)系的坐標(biāo)。x，Y，-f是像點(diǎn)的像空間直角坐標(biāo)。a1，a2，a3，b1，b2，b3，c1，C2，C3是三個外方位元素φ，ω，k的函數(shù)。像點(diǎn)坐標(biāo)可以從像片上量測得到，因而從上式可知，光束法空中三角測量的待求值有兩組，一組是每張像片的六個外方位元素(用t表示)，另一組是加密點(diǎn)的地面攝測坐標(biāo)值(用x表示)。其誤差方程形式如下：

方程形式為：

解求法方程式時，可消去一組未知數(shù)，解求另一組未知數(shù)。常規(guī)的方法是消去像片外方位元素這一組，直接解求加密點(diǎn)的地面坐標(biāo)值。

2 GPS用于空中三角測量的可行性

從以上三式中可以得知，方程中含有像片的六個外方位元素，GPS用于空中三角測量的實(shí)質(zhì)在于利用機(jī)載GPS測定的天線相位中心位置間接地確定攝站坐標(biāo)(亦即外方位直線元素)。GPS用于空中三角測量需要機(jī)載GPS天線相位中心位置達(dá)到什么樣的精度呢?計算機(jī)模擬計算結(jié)果表明，GPS攝影機(jī)位置的坐標(biāo)在區(qū)域網(wǎng)聯(lián)合平差中十分有效，使具中等精度的GPS能滿足航攝測圖的規(guī)范要求(見下表)。

上表所要求的GPS定位精度是完全可以達(dá)到的，而且由于GPS確定的每個攝站位置均相當(dāng)于一個控制點(diǎn)，因而可以減少地面控制至最低限度，直至完全取消地面控制。由于攝站坐標(biāo)的加入，大大增強(qiáng)了圖形強(qiáng)度，使空中三角測量加密的精度有所提高。

3 應(yīng)用實(shí)例及結(jié)果分析

3.1 工程基本情況

某航測工程有9個架次的飛行，測區(qū)面積約為28.2km2。采用運(yùn)-5型飛機(jī)作為航攝飛行平臺，航攝儀采取雙拼相機(jī)的方式以獲取更大的單幅影像覆蓋面積，航攝儀上安置了一臺Trimble5700型GPS接收機(jī)，用來記錄相機(jī)曝光時刻的時間，同時還安裝有電動數(shù)字羅盤用來控制飛行旋偏角。地面布設(shè)了一個GPS基準(zhǔn)站（點(diǎn)號為jz01），其坐標(biāo)由某測繪局提供，飛行軌跡以及基準(zhǔn)站位置情況見圖1所示，飛行剖面圖見圖2。

整個飛行作業(yè)從早上8點(diǎn)20分開始至中午12點(diǎn)20結(jié)束，其中純飛行時段從8點(diǎn)55分開始至中午12點(diǎn)結(jié)束，共計進(jìn)行3h。分別按照1∶1000和1∶2000攝影比例尺進(jìn)行了飛行，其中1∶1000飛行10條航線，1∶2000飛行了4 條航線，航向重疊度約為65%，旁向重疊度約為35%。飛行期間，單臺相機(jī)共曝光578次。地面基站GPS提前開機(jī)近半小時進(jìn)行初始化，機(jī)載GPS在起飛前10min開始觀測，數(shù)據(jù)采樣率為0.2s，共計觀測約3h，從圖3中可以看出飛行過程中有少部分衛(wèi)星出現(xiàn)了中斷比較嚴(yán)重現(xiàn)象，比如1、6、25、29號衛(wèi)星，大部分時段還是有相當(dāng)數(shù)量的衛(wèi)星可用，因而GPS數(shù)據(jù)的整體質(zhì)量不錯。從圖4可以看出整個飛行階段衛(wèi)星的DOP值都小于4，而且絕大部分飛行時段衛(wèi)星的DOP值都在3以下，最大值為3.8，這說明觀測期間衛(wèi)星的幾何圖形強(qiáng)度相對不錯。

3.2 航測內(nèi)業(yè)處理流程

內(nèi)業(yè)具體處理流程為：①原始影像航攝漏洞檢查（主要檢查航攝空白區(qū)用以判斷是否進(jìn)行航攝補(bǔ)拍）；②影像畸變糾正處理（消除影像的畸變差和主點(diǎn)偏移量）；③影像勻光勻色處理（消除成像條件對數(shù)字影像的各類影響）；④雙拼虛擬影像生成(主要包括糾正為水平影像、影像子像元相關(guān)、速成小空三、虛擬影像生成等)；⑤攝站坐標(biāo)的解算（應(yīng)用雙差或PPP 方法進(jìn)行解算）；⑥GPS輔助空三；7)DEM、DLG等的制作。其中在GPS輔助空中三角測量過程中需要攝站GPS坐標(biāo)的支持，能否解算出精度相對比較高的機(jī)載GPS數(shù)據(jù)是GPS輔助空中三角測量能否取得預(yù)期結(jié)果的決定性因素。

3.3 PPP處理結(jié)果質(zhì)量分析

在PPP方法中，通常使用觀測值的驗后殘差及由殘差所計算的RMS值的大小來評價參數(shù)估計的內(nèi)符合精度或模型精度。驗后殘差越小，其對應(yīng)的RMS值越小，其理論上的定位精度越高。圖5給出了每個歷元根據(jù)驗后殘差計算得到的三維RMS 值。從圖中可以看出絕大多數(shù)歷元的驗后三維RMS 值都在2cm以內(nèi)，最大值為2.1cm，最小值為0.2cm，由此可以說明PPP在動態(tài)定位中的理論精度可以達(dá)到幾個cm級的水平。

下面從靜態(tài)數(shù)據(jù)模擬動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的角度來進(jìn)一步探討PPP的理論定位精度。利用PPP將工程中所布的基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)采用動態(tài)的方式進(jìn)行解算，其解算結(jié)果中的每個歷元三維RMS值如圖6 所示（由于靜態(tài)觀測的數(shù)據(jù)量比較大，這里只截取了中間時段的歷元，所以其橫坐標(biāo)GPS 時間的起點(diǎn)和終點(diǎn)與圖5不同）。圖中可以看出所有歷元的RMS值都小于1.2cm，同比之下比實(shí)際動態(tài)數(shù)據(jù)解算的RMS 值要小，這是因為靜態(tài)數(shù)據(jù)的質(zhì)量往往要比動態(tài)數(shù)據(jù)的質(zhì)量好，衛(wèi)星出現(xiàn)周跳的次數(shù)較少，而且多路徑誤差也小的多。

3.4 PPP同雙差解和已知坐標(biāo)的比較分析

首先通過Trip軟件對地面基站的數(shù)據(jù)采用靜態(tài)的方式進(jìn)行解算，用以保證兩種方法處理動態(tài)數(shù)據(jù)時歷元的一致性。然后分別應(yīng)用兩種方法對動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。其中PPP方法采用Trip軟件，雙差方法采用GrafNav7.60軟件。首先將PPP的處理結(jié)果同雙差的處理結(jié)果進(jìn)行差值計算，并轉(zhuǎn)化為N、E、U三個方向上的分量，然后將三個方向的互差數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，三個分量中還分別存在著一定的系統(tǒng)誤差，這種誤差可能主要是由兩種方法的模型差異造成的，部分可能來自于軌道誤差、衛(wèi)星鐘差以及對流層濕延遲的估計誤差等。因為這些因素在雙差模型中都被雙差過程消除掉了，而PPP采用非差模型，使用IGS提供的衛(wèi)星鐘差和軌道產(chǎn)品，盡管IGS分析中心提供的產(chǎn)品精度已經(jīng)很高，但是對于幾個小時的飛行數(shù)據(jù)處理，定位結(jié)果還是會受到二者的影響。事實(shí)上，這種比較方式不足以反映PPP的真實(shí)定位精度，不過由于目前航測中一般都應(yīng)用雙差方法進(jìn)行動態(tài)定位，盡管雙差解法也存在誤差，但是其精度是可以滿足航測規(guī)定要求的，所以將其作為檢驗PPP精度的一個參考標(biāo)準(zhǔn)。

相比之下，應(yīng)用基準(zhǔn)站靜態(tài)數(shù)據(jù)模擬動態(tài)的方法更能體現(xiàn)PPP的實(shí)際動態(tài)定位能力或潛在的定位精度，因為基準(zhǔn)站的坐標(biāo)由四川省測繪局提供，具有比較高的精度，其參照價值也更大。其方法是應(yīng)用PPP采用動態(tài)的解算方式來解算基準(zhǔn)站靜態(tài)觀測的數(shù)據(jù)，將其解算結(jié)果與已知的坐標(biāo)進(jìn)行差值計算，并轉(zhuǎn)化為N、E、U方向上的分量進(jìn)行統(tǒng)計。不過應(yīng)用這種模擬的方法得到的PPP定位精度顯然要比實(shí)際的動態(tài)定位精度高，這是由于靜態(tài)數(shù)據(jù)的質(zhì)量往往都比動態(tài)數(shù)據(jù)質(zhì)量好，而且對于某些參數(shù)的估計靜態(tài)數(shù)據(jù)要更準(zhǔn)確，比如對流層參數(shù)估計等。

4 結(jié)束語

綜上，高精度GPS動態(tài)定位的GPS航空攝影測量技術(shù)已日趨成熟?？梢源蠓秶茝V，而這一技術(shù)的推廣和應(yīng)用，“無疑會引出測繪業(yè)從技術(shù)手段到隊伍結(jié)構(gòu)的革命性變革”，從而產(chǎn)生重大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁修孝.GPS 輔助空中三角測量原理及應(yīng)用[M].測繪出版社，2001.

第4篇：航空攝影測量范文

關(guān)鍵詞：航空攝影測量 技術(shù)數(shù)字化

中圖分類號：D993.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1 數(shù)字航空攝影測量的最新進(jìn)展與應(yīng)用領(lǐng)域

自本世紀(jì)初數(shù)字航空相機(jī)問世以來，ADS40、DMC、UCD、SWDC等航空攝 影 儀不斷涌現(xiàn)，近幾年GPS技術(shù)、慣導(dǎo)技術(shù)、數(shù)碼掃描、激光掃描、雷達(dá)等高精端技術(shù)與航空攝影的緊密結(jié)合，形成了多種航空攝影新技術(shù)，如GPS輔助航空攝影技術(shù)、IMLJ（POS）/DGPS輔助航空攝影技術(shù)、利用高解像率的CCD陣列取代膠片，獲取地面的地物地貌光譜數(shù)字信息的數(shù)字航攝儀、SAR合成孔徑雷達(dá)成像系統(tǒng)、LIDAR激光測高掃描系統(tǒng)等，也在推動著數(shù)字航空攝影測量的發(fā)展。

數(shù)字航空攝影測量技術(shù)主要應(yīng)用于高效率的地圖數(shù)據(jù)更新、城市規(guī)劃服務(wù)和土地測量、GIS/LIS數(shù)據(jù)庫以及資源環(huán)境管理中的理想的專題制圖和三維數(shù)據(jù)采集、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、土地利用、地質(zhì)等領(lǐng)域的地理數(shù)據(jù)獲取等，還可廣泛用于城市建筑、城市環(huán)境工程、城市交通、水利工程、礦山測量、考古、地質(zhì)、醫(yī)療、生物、材料力學(xué)、工業(yè)測量等領(lǐng)域。

2 航空攝影測量數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)

2.1 空三加密

利用VirtuoZoAAT+Pat-B自動空三加密模塊，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。通過航測內(nèi)業(yè)方法（包括內(nèi)定向、相對定向、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、同坐標(biāo)值。加密限差按GB 7930-87《1∶500、1∶1000、1∶2000地形圖航空攝影測量內(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)和檢驗報告等）。

2.2 數(shù)字正射影像圖（DOM）數(shù)據(jù)生產(chǎn)

2.2.1 技術(shù)路線

本文研究利用Virtuozo全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)工作站進(jìn)行1:1000數(shù)字正射影像圖DOM的制作。在全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站中，導(dǎo)入空三成果恢復(fù)測區(qū)并創(chuàng)建立體像對，作業(yè)生產(chǎn)區(qū)域DEM數(shù)據(jù)，并用特征點(diǎn)、線參與計算修改生成DEM。利用DEM數(shù)據(jù)對原始影像進(jìn)行數(shù)字微分糾正，通過自動生成的鑲嵌線對整個測區(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矩形圖廓對影像進(jìn)行分幅裁切，形成DOM數(shù)據(jù)成果。

2.2.2 DEM生產(chǎn)

利用空三成果，自動建立測區(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)采集時應(yīng)采用影像自動相關(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，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。

（1）采集特征點(diǎn)、線、面主要是針對一些在完成影像自動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，主要方法是量測出相應(yīng)部位的特征點(diǎn)、線、面。

采用顯示等高線模式或顯示等視差模式，在立體模型中對匹配結(jié)果進(jìn)行檢查、編輯。本項目中應(yīng)注意對以下的情況下進(jìn)行檢查、編輯:

1）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；2）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)；3）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；4）大面積跨圖幅的靜水面，對涉及的模型均給定值，保證水面DEM高度保持一致；5）高架橋、高架鐵路、高架公路根據(jù)具體情況對其抬高或置平，保證DOM影像不變形。

2.2.3 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)行插值計算，按2.5m×2.5m格網(wǎng)間距建立數(shù)字高程模型即DEM。

2.2.4 DOM生產(chǎn)

利用DEM完成影像微分糾正，按照分區(qū)對測區(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）。通過自動生成的鑲嵌線對整個測區(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。

2.2.5 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、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)。

2.2.6 影像勻色

為保證鑲嵌后正射影像色彩一致、均勻，針對航攝過程中出現(xiàn)的色差，需對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):選取幾個有代表性的圖幅，對測區(qū)中代表不同地貌的幾個影像圖進(jìn)行勻色，分析效果，調(diào)整出一幅符合整個測區(qū)顏色信息的標(biāo)準(zhǔn)樣圖。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣圖，對測區(qū)正射影像進(jìn)行全自動色彩調(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。

2.2.7 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位，同時應(yīng)盡量保證地物的完整性。

2.2.8 DOM檢查

（1）利用空三加密的保密點(diǎn)對DOM進(jìn)行檢查，當(dāng)同名點(diǎn)平面差異較大時應(yīng)查明原因，必要時進(jìn)行返工。（2）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個像素，對滿足接邊精度要求的影像進(jìn)行無縫接邊，對于接邊超限的影像，須查明原因進(jìn)行修改。（3）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。

2.2.9 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，確定圖幅四個圖廓點(diǎn)坐標(biāo)為裁切范圍，每幅面積為0.2km2。

2.2.10 正射影像質(zhì)量控制

（1）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。（2）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。（3）正射影像上的地物地貌真實(shí)，無扭曲變形，無噪聲等缺陷。（4）正射影像覆蓋范圍內(nèi)的影像無漏洞。

3結(jié)語

數(shù)字航空攝影測量是一門相對年輕的學(xué)科，它利用計算機(jī)替代“人眼”，使得數(shù)字?jǐn)z影測量在理論和實(shí)踐中都得到迅速發(fā)展，它將在三維可視化、GIS數(shù)據(jù)更新、數(shù)學(xué)近景攝影測量等方面得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。它的發(fā)展使得膠片攝影被數(shù)字?jǐn)z影所取代成為必然趨勢，數(shù)字航空攝影測量系統(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量技術(shù)帶來一次變革，并把我國航空攝影測量技術(shù)推向數(shù)字航空攝影時代。

參考文獻(xiàn)

[1] 山海濤，郝向陽，哈長亮，陳杰.視覺基本矩陣與攝影測量中相對方位元素的關(guān)系推導(dǎo)[J]. 海洋測繪. 2012（01）

[2] 萬雪.利用Harris算子進(jìn)行廣義點(diǎn)攝影測量特征提取及其矢量化[J]. 武漢大學(xué)學(xué)報（信息科學(xué)版）. 2012（02）

[3] 仝海飚.大比例尺航空攝影測圖技術(shù)設(shè)計[J]. 科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì). 2012（01）

第5篇：航空攝影測量范文

關(guān)鍵詞：航空攝影測量 POS 系統(tǒng) 誤差 應(yīng)用

中圖分類號：P231 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）12（c）-0060-04

GPS（Global Position System，全球定位系統(tǒng)）輔助空中三角測量的方法得到廣泛應(yīng)用始于20世紀(jì)90年代，通過GPS獲得的定位信息對空中三角測量進(jìn)行輔助，表明導(dǎo)航技術(shù)在測繪領(lǐng)域的前景。解決了像片的定位問題，GPS技術(shù)對像片的姿態(tài)參數(shù)卻無法獲取，對地面控制不能完全擺脫。航空攝影測量技術(shù)和慣性導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展的同時，應(yīng)用于航空攝影測量――定位定向系統(tǒng)（Position and Orientation System，簡稱POS系統(tǒng)）輔助航空攝影的一種新的方法也隨之而產(chǎn)生。機(jī)載POS系統(tǒng)結(jié)合GPS技術(shù)與慣性導(dǎo)航技術(shù)，或開創(chuàng)準(zhǔn)確地獲取航攝相機(jī)曝光時刻的外方位元素（GPS測量得到位置參數(shù)，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)得到姿態(tài)參數(shù)）的先例，進(jìn)而使地面無或是少量控制點(diǎn)，甚至空中三角測量加密工序也不再需要，就能直接定向測圖，使航空攝影作業(yè)周期縮短，生產(chǎn)效率得以提高，且成本也降低了。POS系統(tǒng)將使傳統(tǒng)航空攝影的方法從根本上改變，并引發(fā)航空攝影理論與技術(shù)的重大突破。伴隨發(fā)展的計算機(jī)技術(shù)及其不斷提高的慣性、GPS器件精度水平，無論定位定向精度還是實(shí)時數(shù)據(jù)處理能力POS都會有質(zhì)的提升，其在航空攝影測繪方面發(fā)揮的作用也將越來越大。POS系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)是其高精度定位定向技術(shù)，對它的研究能使POS系統(tǒng)的發(fā)展得到極大的推進(jìn)。

1 POS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組成

在本質(zhì)上，POS系統(tǒng)集DGPS（Differential GPS，差分GPS）技術(shù)與慣性導(dǎo)航技術(shù)于一體，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、DGPS 與POS計算機(jī)系統(tǒng)是其主要的硬件組成部分，POS還包含一套用于融合數(shù)據(jù)事后處理的軟件，示意圖見圖1。

其中，通過用戶與基站GPS接收機(jī)，DGPS可提供實(shí)時差分GPS定位信息，載體實(shí)時角速度與加速度信息由慣性導(dǎo)航系統(tǒng)提供，實(shí)時信息通過POS計算機(jī)系統(tǒng)融合，得到載體速度、姿態(tài)、位置等導(dǎo)航信息，同時利用POS系統(tǒng)事后處理軟件處理POS系統(tǒng)采集慣性導(dǎo)航系統(tǒng)與DGPS的數(shù)據(jù)信息，得到的導(dǎo)航信息有載置、速度、姿態(tài)等。以下研究的是最重要的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，接著再簡單介紹其POS計算機(jī)和事后處理軟件。

1.1 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

以牛頓力學(xué)定律為基礎(chǔ)的慣性導(dǎo)航技術(shù)，是利用一組加速度計測量載體的加速度，一組陀螺儀測量載體的角運(yùn)動，經(jīng)過積分運(yùn)算得到載置、速度和姿態(tài)信息的一項技術(shù)。根據(jù)慣性導(dǎo)航原理在物理平臺中的實(shí)現(xiàn)，稱為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，按有無實(shí)際物理平臺分為平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)兩種。由于慣性物理平臺被數(shù)學(xué)平臺取代了，因此捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)與平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)相比，結(jié)構(gòu)簡單，體積、重量小和成本低，也已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類導(dǎo)航設(shè)備中。

捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)解算原理見圖2 ，除利用陀螺儀的輸出實(shí)時計算姿態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣（即“數(shù)學(xué)平臺”）和姿態(tài)角與平臺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)不同外，它的解算則與平臺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)一樣。陀螺儀和加速度計的組合體捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中通常稱為慣性組件（Inertial Measurement Unit， IMU），對系統(tǒng)而言，IMU是開環(huán)的，只有慣性傳感器信號輸入的作用，不能反饋控制IMU，在計算機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)對所有的信號處理，故易于實(shí)現(xiàn)。

通過圖2可以得出，導(dǎo)航計算機(jī)實(shí)現(xiàn)的慣性平臺，即“數(shù)學(xué)平臺”是捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的核心所在。數(shù)學(xué)平臺解算姿態(tài)矩陣是用陀螺測量的載體角速度來實(shí)現(xiàn)的，實(shí)時姿態(tài)角信息可以從姿態(tài)矩陣中得到，將加速度計輸出用姿態(tài)矩陣從機(jī)體坐標(biāo)系變換到導(dǎo)航坐標(biāo)系，再導(dǎo)航解算。

捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)目前發(fā)展比較成熟，尤其是出現(xiàn)并日漸成熟的高精度激光、光纖陀螺，使捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)逐步成為航空載體的主流配置，采用捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的POS 系統(tǒng)與航攝相機(jī)集成安裝容易實(shí)現(xiàn)，內(nèi)部器件的更新和維護(hù)也更加便利。不過，受工作原理限制的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，其導(dǎo)航參數(shù)誤差隨時間發(fā)散，長期穩(wěn)定性不好，因此要用其他導(dǎo)航系統(tǒng)來校正，而首選就是高精度與穩(wěn)定性好的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

1.2 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

GPS是美國國防部聯(lián)合海陸空三軍研制的導(dǎo)航系統(tǒng)即衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，包括地面監(jiān)控部分、空間導(dǎo)航衛(wèi)星部分、用戶接收機(jī)三部分，其顯著特點(diǎn)有高精度、全天候、高效益、性能好、自動化、應(yīng)用廣等，能夠?qū)θS的位置、速度和GPS時間等信息進(jìn)行實(shí)時的提供。

以GPS衛(wèi)星和用戶GPS接收機(jī)天線之間的空間距離作為觀測量，是GPS定位的基本原理，根據(jù)已知的GPS衛(wèi)星空間坐標(biāo)，可對用戶GPS接收機(jī)天線的空間位置進(jìn)行定位。以星地空間距離為半徑的三球交匯是GPS定位方法的實(shí)質(zhì)，所以，需要將3個衛(wèi)星在一個測站上到接收機(jī)天線的距離觀測量。具體定位原理見圖3。

與無線電導(dǎo)航類似，GPS導(dǎo)航采用的原理是單程測距。因接收機(jī)鐘和衛(wèi)星鐘不能嚴(yán)格地保持同步，GPS實(shí)際的觀測量并不是衛(wèi)星至用戶接收機(jī)天線之間的真實(shí)距離，還包含了接收機(jī)鐘和衛(wèi)星鐘同步誤差的距離，所以也叫偽距。不過，可以通過衛(wèi)星導(dǎo)航電文中所提供的相應(yīng)鐘差參數(shù)修正衛(wèi)星鐘差的，而要準(zhǔn)確測定接收機(jī)的鐘差是比較難的，因此，須將接收機(jī)的鐘差作為一個未知量，與用戶三維位置在數(shù)據(jù)處理中一同解出。所以說，同一個觀測點(diǎn)上，要實(shí)時求解4個未知參數(shù)（3維空間坐標(biāo)及一個GPS接收機(jī)鐘差），需要至少4顆衛(wèi)星進(jìn)行同步觀測。

1.3 POS計算機(jī)與事后處理軟件

POS系統(tǒng)的核心部分是POS計算機(jī)系統(tǒng)（POS computer system，PCS）中實(shí)時運(yùn)行以及在事后處理軟件中的INS/DGPS組合算法。如IMU和DGPS等其他模塊的硬件平臺就是POS計算機(jī)系統(tǒng)，這些模塊的完成需通過軟件算法來實(shí)現(xiàn)；同時，還需要通過POS計算機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)用戶對 POS 系統(tǒng)的操作和控制。

通過分析市場上POS產(chǎn)品、POS計算機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)與POS應(yīng)用航空攝影的背景，可得出POS計算機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)須具備三個方面：

（1）在性能方面，計算能力必須更加強(qiáng)大。POS計算機(jī)系統(tǒng)需要實(shí)時接收并儲存 IMU和GPS數(shù)據(jù)、實(shí)時對數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，這就對POS計算機(jī)系統(tǒng)提出的要求也較高了。

（2）在功能方面，導(dǎo)航器件兼容性須很強(qiáng)大。目前，導(dǎo)航器件存在不同的精度、性能、數(shù)據(jù)格式等等，因此在條件允許的情況下，需要導(dǎo)航計算機(jī)對不同的器件給出的處理方案也要不一樣，以滿足用戶需要。另外，POS計算機(jī)系統(tǒng)需要對系統(tǒng)控制、輸出和功能的擴(kuò)展進(jìn)行滿足。

（3）在環(huán)境適應(yīng)性方面，抗震性能必須要很好。POS系統(tǒng)在對航空攝影進(jìn)行輔助時，其環(huán)境的主要特點(diǎn)就是高機(jī)動，同時還需要嚴(yán)格限制其外形尺寸和功耗。

事后處理軟件顧名思義就是事后離線處理算法軟件，事后處理慣性導(dǎo)航系統(tǒng)采集的IMU數(shù)據(jù)與GPS系統(tǒng)采集的DGPS數(shù)據(jù)，高精度像片外方位元素經(jīng)過系統(tǒng)解算可以獲得。對事后處理流程進(jìn)行說明利用的是航空攝影中應(yīng)用廣泛的Applanix POS/AV 510自帶事后處理軟件POSPac，其流程詳見圖3。

2 航空攝影應(yīng)用中的POS系統(tǒng)主要誤差分析

機(jī)載POS系統(tǒng)輔助航空攝影時，誤差不可避免的存在于系統(tǒng)器件精度、集成安裝或其它機(jī)動物理特性等環(huán)節(jié)，POS系統(tǒng)的性能都會受到這些誤差的影響，所以必須分析其誤差。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)誤差、時間同步誤差、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差是機(jī)載POS系統(tǒng)的主要誤差源。

2.1 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差

分析慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差的目的在于，通過對系統(tǒng)性能產(chǎn)生影響的各種誤差因素進(jìn)行分析確定，對POS系統(tǒng)采用慣性器件提出精度要求，尤其是陀螺的精度要求；另一方面，通過分析慣性系統(tǒng)誤差，可以評價POS系統(tǒng)的工作情況和器件質(zhì)量。根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因和性質(zhì)，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差大體上可以分為三類：（1）IMU儀表誤差；（2）初始對準(zhǔn)誤差；（3）計算誤差與運(yùn)動干擾誤差。

2.2 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)誤差

因較短的觀察時間和高精度的定位特點(diǎn)，GPS 在測繪領(lǐng)域展現(xiàn)出的應(yīng)用前景也是巨大的。不過與生俱來的缺點(diǎn)也對GPS的應(yīng)用產(chǎn)生了很大的限制，其中，GPS高精度定位主要影響因素就是其誤差。目前來看，有很多因素會引起GPS發(fā)生誤差，主要來源有以下幾個方面。

（1）主要有衛(wèi)星時鐘誤差、衛(wèi)星星歷誤差、SA誤差等與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差；（2）主要有電離層的附加延遲誤差、對流層的附加延時誤差和多路徑誤差等與GPS信號傳播有關(guān)的誤差；（3）主要包括觀測誤差、接收機(jī)鐘差、天線相位中心誤差和載波相位觀測的整周不定性影響等與接收機(jī)設(shè)備相關(guān)的誤差。而誤差源對GPS影響較大的具體有以下幾點(diǎn)。

2.2.1 衛(wèi)星時鐘誤差

GPS系統(tǒng)是通過測量衛(wèi)星信號傳播時間來測距的，時鐘的誤差將直接變成測距誤差。GPS系統(tǒng)中各衛(wèi)星鐘要求互相同步并與地面站同步，即使采用原子鐘計時也不可能絕對穩(wěn)定，而是存在著漂移。接收機(jī)可以通過接收衛(wèi)星導(dǎo)航電文中鐘差參數(shù)直接對衛(wèi)星時鐘誤差進(jìn)行改正。

2.2.2 衛(wèi)星星歷誤差

星歷誤差是指GPS衛(wèi)星星歷提供的衛(wèi)星空間位置與實(shí)際位置之差。通過地面監(jiān)控站將星歷數(shù)據(jù)注入衛(wèi)星，而監(jiān)控站對衛(wèi)星測量的誤差、衛(wèi)星運(yùn)動時的攝動因素等都會造成星歷中一直都會有誤差存在，且不可能消除。

2.2.3 電離層與對流層折射誤差

衛(wèi)星發(fā)射電波到達(dá)地面接收機(jī)，必須穿過電離層與對流層才能到達(dá)GPS接收天線。在不同的介質(zhì)中電磁波具有不同的傳播特性，電波對流層與電離層會發(fā)生折射，從而引起延時誤差。非電離層大氣對電磁波的折射就叫對流層折射誤差。針對這種折射誤差加以改正時一般需要建立電離層與對流層模型，目前GPS接收機(jī)中一般都有誤差改正模型。

通過以上可知，影響GPS定位誤差有很多的因素，利用差分GPS可以完全消除衛(wèi)星時鐘和星歷誤差，對傳播造成的延遲誤差也能夠消除很大部分，但是對于接收機(jī)相關(guān)的誤差則消除不了，不過這些誤差卻是極小的，幾乎可以完全忽略。

2.3 航空攝影過程中POS系統(tǒng)內(nèi)部不同信息源的時間同步誤差

DGPS定位輸出頻率一般為1 Hz，而IMU數(shù)據(jù)的輸出頻率可以高達(dá)20～50 Hz，所以POS系統(tǒng)的輸出頻率與IMU數(shù)據(jù)輸出相同。機(jī)載POS系統(tǒng)航空攝影過程中，POS系統(tǒng)接收航攝相機(jī)的曝光脈沖并記錄該時刻jt，POS系統(tǒng)輸出時刻it與航攝相機(jī)的曝光時刻jt往往不同步，詳見圖4。通常情況下，航空攝影過程中飛機(jī)是在勻速飛行的，POS系統(tǒng)采用線性內(nèi)插的方法得到導(dǎo)航參數(shù)。這種內(nèi)插法使用在飛機(jī)勻速飛行的時候是不會有誤差產(chǎn)生的。不過，飛機(jī)在實(shí)際飛行的時候是不可能一直是勻速飛行的，那么線性內(nèi)插法就勢必會導(dǎo)致誤差產(chǎn)生，這樣產(chǎn)生的誤差就被稱之為時間同步誤差。

100～200 m/s是航攝飛機(jī)的一般飛行速度，在較短的時間之內(nèi)，飛機(jī)速度的變化不可能太大。所以為了方便分析問題，假設(shè)線性內(nèi)插誤差POS系統(tǒng)輸出頻率的1%，那么對行速度為150 m/s的航攝飛機(jī)和輸出頻率為50 Hz的POS系統(tǒng)，就存在約為0.3 cm的時間同步誤差。對POS系統(tǒng)來說，可以完全忽略不計這一數(shù)量級的誤差的。

3 POS系統(tǒng)在航空攝影中的應(yīng)用需求分析

在分析POS系統(tǒng)組成及其誤差分析的基礎(chǔ)上，有必要針對其應(yīng)用需求進(jìn)行研究分析。POS系統(tǒng)可以與多種航空攝影器材或航空傳感器集成相連，如ADS40航攝相機(jī)、光學(xué)相機(jī)、SWDC相機(jī)、機(jī)載激光雷達(dá)等，從而實(shí)現(xiàn)傳感器直接定向或輔助定向測量，如下圖5所示。不同的航攝相機(jī)對POS系統(tǒng)精度要求不一樣，但是針對它們對測量精度的共性要求研究，對POS系統(tǒng)應(yīng)用提出具體的技術(shù)要求是非常有必要的。

3.1 航空攝影對POS系統(tǒng)的應(yīng)用要求

我們知道，POS系統(tǒng)本質(zhì)上是高精度INS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)。但POS系統(tǒng)輔助航空攝影中與導(dǎo)航定位中INS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)不同，這是針對它的應(yīng)用場合提出了新的要求。以航空攝影中應(yīng)用較廣的航攝相機(jī)為例，在攝影過程中，其中拍攝瞬間時間非常短，在這個瞬間時刻內(nèi)，載荷平臺的運(yùn)動誤差特別是高機(jī)動運(yùn)動誤差將嚴(yán)重降低攝影成像質(zhì)量。另外，隨著空間分辨率的提高，運(yùn)動誤差頻率也相應(yīng)提高，低頻運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l運(yùn)動引起高頻誤差，加劇了相片質(zhì)量的退化。下面針對幾種常用的航空攝影相機(jī)對POS系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)要求進(jìn)行分析。

綜上所述，無論是光學(xué)攝影成像、掃描成像還是雷達(dá)測距都對POS系統(tǒng)提出了非?？量痰木纫蟆２粌H要求POS系統(tǒng)在較短的成像周期內(nèi)具有很高的絕對精度和相對定位精度，同時某些成像載荷對姿態(tài)測量誤差更為敏感。

綜合前面對POS系統(tǒng)組成及其應(yīng)用需求的分析，對POS系統(tǒng)及其器件在應(yīng)用航空攝影提出以下幾點(diǎn)技術(shù)要求。

（1）IMU器件是POS系統(tǒng)測量姿態(tài)角的關(guān)鍵器件，一般來說，IMU測角中誤差精度要求：橫滾角和俯仰角誤差不得大于0.01 °，航向角誤差不得大于0.02 °，記錄頻率要高于50 Hz。所以目前只有精密級慣性器件（陀螺偏移小于0.001°/h）符合要求；

（2）差分GPS接收機(jī)是POS系統(tǒng)高精度位置獲取的主要器件，機(jī)載GPS天線安裝在航空飛行載體外表面，必須保證其在高機(jī)動情況下地正常工作；航空攝影數(shù)據(jù)需要厘米級的定位精度，故GPS接收機(jī)采用高精度動態(tài)載波相位差分模式，其基站GPS接收機(jī)一般在100 km范圍內(nèi)；GPS最小采樣間隔一般在1 s以內(nèi)；

（3）POS導(dǎo)航計算機(jī)是POS系統(tǒng)完成導(dǎo)航解算，輸出運(yùn)動參數(shù)的主要部分，其電源系統(tǒng)應(yīng)滿足航攝作業(yè)期間無間斷供電，導(dǎo)航計算機(jī)能夠?qū)崟r記錄和存儲航攝作業(yè)所有IMU數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)及其它必要數(shù)據(jù)；

（4）具有同步時間信號時標(biāo)輸入接口，能夠?qū)⒑綌z相機(jī)快門開啟脈沖（即曝光時刻）通過接口準(zhǔn)確的傳入POS系統(tǒng)，與POS系統(tǒng)進(jìn)行時間對準(zhǔn)，減小時間同步誤差的影響。

3.2 POS系統(tǒng)在航空攝影中的應(yīng)用方案對比分析

通過POS系統(tǒng)的組成可以得出，POS系統(tǒng)本質(zhì)上是航空攝影應(yīng)用中的高精度GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)。但是與導(dǎo)航中的GPS/INS組合系統(tǒng)的區(qū)別又在于，GPS/INS組合系統(tǒng)主要用于航空、航天、海洋中的運(yùn)輸載體導(dǎo)航定位，通過它對載體的定位信息進(jìn)行實(shí)時反饋，最終實(shí)現(xiàn)載體的航行任務(wù)；POS系統(tǒng)應(yīng)用航空攝影主要完成對地球表面的地形、地貌進(jìn)行攝影定位，因為一段時間內(nèi)該攝影地區(qū)的定位信息不會發(fā)生重大變化，因此可以在實(shí)時定位的基礎(chǔ)上，再對導(dǎo)航信息進(jìn)行一次離線事后處理，沒有時間的限制，綜合各方面的信息，能夠獲得比實(shí)時更好的定位精度。

所以，目前在POS系統(tǒng)輔助航空攝影應(yīng)用方面，主要有兩種應(yīng)用方案：事后處理與實(shí)時融合。在航空攝影同時將IMU與DGPS進(jìn)行實(shí)時融合就叫實(shí)時融合，對POS系統(tǒng)有比較高的器件要求；在航空攝影同時將IMU與DGPS數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，利用離線處理算法對保存數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合的就是事后處理，因為不受時間的限制，在進(jìn)行融合處理時可采用一些耗時但精度較高的算法，這樣獲得的精度相對較高。POS系統(tǒng)兩種應(yīng)用方案的特點(diǎn)具體見表1。所以，POS系統(tǒng)應(yīng)用和數(shù)據(jù)處理時，需根據(jù)POS系統(tǒng)所處的應(yīng)用階段的不同，來設(shè)計不同的技術(shù)處理方案，進(jìn)而使POS系統(tǒng)輔助航空攝影的任務(wù)得以實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)語

該文首先介紹了POS系統(tǒng)內(nèi)部慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和GPS導(dǎo)航系統(tǒng)兩個最重要部分，同時分析了它們各自的誤差，從而分析了POS系統(tǒng)輔助航空攝影應(yīng)用的兩種方案及特點(diǎn)，還分別比較分析了實(shí)時處理與事后處理方案。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁修孝.POS數(shù)據(jù)輔助的航空影像變化檢測方法研究[J].武漢大學(xué)學(xué)報，2007，32（4），284-286.

第6篇：航空攝影測量范文

摘要：隨著科技的不斷發(fā)展，高科技產(chǎn)品在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用不斷推廣。無人機(jī)因為精準(zhǔn)度較高，能在人們不易到達(dá)的地方完成任務(wù)等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛的應(yīng)用。地形繪圖在對一個地方的了解或者是其他任何的用途中，都有著重要的作用，所以進(jìn)行地形圖的繪制也是發(fā)展的必然的措施。無人機(jī)的航空攝影測量用在地形圖的測繪方面，能夠促進(jìn)無人機(jī)以及地形繪圖質(zhì)量雙方面的積極作用。文章就當(dāng)下的無人機(jī)航空攝影的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，就其在地形繪圖中的應(yīng)用進(jìn)行一定的研究。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；航空攝影；地形測繪；發(fā)展需要

1前言

時代的發(fā)展對于處于其中的人和物的要求都不斷提高，許多新的事物的需求依靠人們自身的能力都無法完成，于是高科技產(chǎn)品便成了最有力的幫手。無人機(jī)在航空攝影中的應(yīng)用，有許多積極的成果，攝影的優(yōu)質(zhì)效果也是的地形圖測繪的相關(guān)人士認(rèn)識到實(shí)際可用性。在實(shí)際的應(yīng)用中表現(xiàn)出的具體的優(yōu)勢，也使得無人機(jī)的航空攝影測量在地形圖的測繪中的應(yīng)用不斷推廣。在具體的應(yīng)用中，因為操作技術(shù)或是實(shí)施環(huán)境等的影響，還有許多亟待調(diào)整的方面，還有很大的進(jìn)步空間。

2無人機(jī)航空攝影測量在地形圖測繪中的現(xiàn)狀

無人機(jī)的航空攝影是一中新型的測量方式，發(fā)展低空的無人機(jī)的航空技術(shù)的發(fā)展是當(dāng)下測量工程重要的發(fā)展趨勢，是國家在技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的需求和數(shù)字化城市建設(shè)的具體的需要。航空攝影測量在現(xiàn)實(shí)的測量工程的應(yīng)用范圍十分廣泛，在實(shí)際的使用過程中，因為有速度較快，測量的精度較高等方面的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用的范圍和方式還在不斷的多樣化，在工程測量以及其他相關(guān)領(lǐng)域的時間中都有一定的應(yīng)用價值。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化建設(shè)的步伐不斷推進(jìn)，城市中的區(qū)域規(guī)劃以及交通、水利等的布局都要依賴于實(shí)際的地形情況，在數(shù)據(jù)獲取方面的需求量越來越大，質(zhì)量要求也越來越高，相應(yīng)和更新的速度雖然在不停的加快，但是作為一種新型的測量手段，還是有很多值得注意和改進(jìn)的地方。無人機(jī)的航空攝影可以快速獲取分辨率較高的影響，結(jié)合數(shù)字化的測量軟件的發(fā)展，后期數(shù)據(jù)的處理也更加簡單和精準(zhǔn)化，成圖的質(zhì)量也有了大大的改善，所以相關(guān)部門支持該技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的推廣和改進(jìn)，對經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展積極作用也驅(qū)動著相關(guān)的應(yīng)用進(jìn)一步的落實(shí)。航空數(shù)字?jǐn)z影的測量方式是基礎(chǔ)的地理信息獲取采集的最有效的途徑之一，無人機(jī)航空攝影中的資料和數(shù)據(jù)的包含量越來越多，符合發(fā)展的實(shí)際的需求。無人機(jī)航空測量的具體的優(yōu)點(diǎn)有機(jī)動靈活、成本較低以及載荷多樣性、操作簡單等，在測繪行業(yè)的作用越來越重要。地形圖的測繪也是建設(shè)工程必須要進(jìn)行的基礎(chǔ)工程之一，所以地形圖的測繪對于建設(shè)的質(zhì)量有著關(guān)鍵的影響，獲取的數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度也便有了更加重要的實(shí)際的意義。無人機(jī)航空攝影的成本也較低，符合相關(guān)建設(shè)單位的預(yù)算承受能力，所以應(yīng)該進(jìn)一步研究，充分發(fā)揮無人機(jī)航空攝影測量在地形圖的測繪中的廣泛的使用價值。

3無人機(jī)航空攝影測量在地形圖測繪中的應(yīng)用

無人機(jī)航空攝影的測量應(yīng)用在地形圖測繪的許多方面，筆者經(jīng)過相關(guān)資料的調(diào)查，得出具體的應(yīng)用主要在以下幾個方面：

3.1航空攝像測量中的像片控制

利用無人機(jī)的航空攝影測量的技術(shù)可以對該地區(qū)的相關(guān)的地形進(jìn)行較為全面的掌握，在進(jìn)行像片控制方面，可以將無人機(jī)的航拍于全球定位系統(tǒng)進(jìn)行一定的結(jié)合，將航空的具體數(shù)據(jù)與地面實(shí)際情況進(jìn)行一定對應(yīng)，保證獲得的數(shù)據(jù)能和實(shí)際的地面的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的相互轉(zhuǎn)換，達(dá)到實(shí)現(xiàn)測量地區(qū)實(shí)際地形的掌握，也方便地面對于接受的信息能夠進(jìn)行及時記錄，保證信息完整性。航空在具體的攝影過程中，通過對像片控制點(diǎn)的特殊的布置和設(shè)計，在結(jié)合全球定位系統(tǒng)等相關(guān)的測量技術(shù)，就可以對測量地區(qū)的信息進(jìn)行完整全面的掌握。通常情況下的數(shù)據(jù)測量要求乖拐點(diǎn)的控制點(diǎn)分布，但是在進(jìn)行控制點(diǎn)分布時，一定要記住具體的點(diǎn)之間的關(guān)系以及具置關(guān)系，保證后期測量受到一定的便捷度影響。

3.2航空攝像機(jī)測量中的空中三角

在進(jìn)行無人機(jī)的航空攝影時，空中三角形的作用主要是對地形測量的準(zhǔn)確度的把握上。設(shè)置好空中三角，人工就可以減少對航空攝影的內(nèi)部的相關(guān)內(nèi)容的定向進(jìn)行一定的干預(yù)，系統(tǒng)可以根據(jù)空中三角的相關(guān)設(shè)置，進(jìn)行自動的數(shù)據(jù)的收集和計算，也可以減少人力方面使用和消耗。在進(jìn)行人工選取連接點(diǎn)之后，就可以進(jìn)行連接點(diǎn)以及設(shè)定位置之間的調(diào)整測試，達(dá)到滿足于測量地點(diǎn)實(shí)際的比例需求時，就可以依靠技術(shù)對地面的地形情況進(jìn)行準(zhǔn)確的測繪了。

3.3航空攝影的立體采編的測量

上述的步驟都是無人機(jī)在航空攝影中的部分細(xì)節(jié)之處的要求，但是在完成上述的步驟之后，應(yīng)該注意對地形內(nèi)部收集到的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的采編。利用無人機(jī)可以保證一定的精準(zhǔn)度，但是后期節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的分析和準(zhǔn)確性的檢驗也是不可忽略的重要的步驟。但是無人機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集后，關(guān)于等高線和水涯線一定要用手繪的方式進(jìn)行，對屋檐角等測量時可能產(chǎn)生較大誤差的地方，應(yīng)該進(jìn)行一定的標(biāo)記，在后期處理的時候可以進(jìn)一步處理，提高整個地形測繪圖的準(zhǔn)確性。

3.4外業(yè)補(bǔ)測的操作

在運(yùn)用航空攝影測量技術(shù)時，對測量不到的地方應(yīng)該進(jìn)行補(bǔ)測等措施處理，要求測量人員應(yīng)該有相當(dāng)高的技術(shù)水平，補(bǔ)測的測量人員應(yīng)該積極的進(jìn)行結(jié)果的比較，進(jìn)行比較之后，可以就不同的地方進(jìn)行補(bǔ)測，糾正測量的錯誤，并且積極實(shí)施改正，發(fā)揮補(bǔ)測的精準(zhǔn)性，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4無人機(jī)航空攝影測量在地形圖測繪中的重要性

無人機(jī)航空攝影測量在地形測繪中的應(yīng)用不斷推廣，不僅是因為技術(shù)自身的優(yōu)點(diǎn)，還因為實(shí)際的需求使得無人機(jī)的技術(shù)有較大的可實(shí)施性。筆者經(jīng)過對相關(guān)資料的調(diào)查得出無人機(jī)航空攝影測量的可行性在以下幾方面：

4.1安全靈活無人機(jī)的技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)有了較大的發(fā)展，在地形測量方面的可靠性已經(jīng)有了較大的提高。因為利用無人機(jī)，可以不需要機(jī)上的工作人員，所以對工作人員的生命健康也是極大的保護(hù)，所以在使用過程中，可以充分發(fā)揮出無人機(jī)自身的優(yōu)越性。不同于直升機(jī)等載人的飛行，無人機(jī)的起落都不需要專門的場地，所以使得具體的使用又多了一層靈活性，在不同的地形也可以正常的運(yùn)作，大大提高了無人機(jī)的使用效率。因為測量的地方大都是經(jīng)過較大改變或是地形較為復(fù)雜的地方，所以無人機(jī)的使用大大提高了工具的實(shí)用性。無人機(jī)經(jīng)過設(shè)置后可以根據(jù)預(yù)先的路線進(jìn)行運(yùn)作，所以事先制定的計劃可以充分發(fā)揮作用，也能保證穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。經(jīng)過無人機(jī)采集的數(shù)據(jù)，也可以根據(jù)事先的程序設(shè)定，及時的傳導(dǎo)地面的工作地點(diǎn)，可以及時的進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確的和完整性。所以無人機(jī)因為具有的可靠性和靈活性，在地形測繪中的應(yīng)用逐漸推廣。

4.2成本較低

于載人的數(shù)據(jù)收集飛機(jī)相比較，因為沒有固定的場地需求等原因，無人機(jī)的成本較低、又因為使用的飛行平臺和控制系統(tǒng)都成本較低，所以利用無人機(jī)的航空攝影技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時，總的費(fèi)用較低，性價比較高。無人機(jī)使用的人員進(jìn)行訓(xùn)練的程序以及相應(yīng)的技能掌握都較低，所以工作人員培訓(xùn)方面投入也較低。維修和保養(yǎng)的費(fèi)用較低，因為無人機(jī)制造材料清潔和維護(hù)便利等先天優(yōu)勢，所以無人機(jī)的外部修護(hù)的費(fèi)用也較低。因為設(shè)備的等級較低，所以相應(yīng)的配置也不回太高，成本的費(fèi)用便進(jìn)一步降低。

4.3多角度測繪

無人機(jī)配置的數(shù)碼成像的設(shè)備的精度都較高，所以在使用中，拍攝的角度可以多變，經(jīng)過調(diào)整之后，還可以進(jìn)行多角度的交錯拍攝，全方位的獲取測量地點(diǎn)的數(shù)據(jù)，可以解決高層建筑的問題，也可以根據(jù)實(shí)際的地形進(jìn)行及時的調(diào)整，所以測量的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確都較高。測量成像的分辨率較高，對收集的數(shù)據(jù)的精確性便也有了一定的保障。

5結(jié)束語

綜上所述，無人機(jī)航空攝影的技術(shù)在具體的地形測繪中有重要的實(shí)際意義。在應(yīng)用中有許多方面的積極作用，所以要根據(jù)無人機(jī)的積極作用進(jìn)行相應(yīng)的應(yīng)用，充分發(fā)揮無人機(jī)測量技術(shù)的作用。與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，有著不可替代的優(yōu)越性，應(yīng)用的范圍也會不斷推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]支衛(wèi)斌.無人機(jī)航空攝影測量在地形測繪中的應(yīng)用[J].江西建材,2015(8):224～225.

[2]張瑛,胡亞杰.無人機(jī)航空攝影測量在地形測繪中的應(yīng)用[J].工業(yè)b,2015(39):319.

[3]陶文.無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)在電力工程測量中的應(yīng)用[J].科技傳播,2013(10):219～220.

[4]張穎秋.無人機(jī)航空攝影測量在地形圖測繪中的應(yīng)用[J].中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊,2015(5):59～62.

[5]陳衛(wèi)家,戴健.論無人機(jī)航空攝影測量在地形圖測繪中的應(yīng)用[J].工程技術(shù):全文版,2017(1):00249.

第7篇：航空攝影測量范文

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；水利工程；測量技術(shù)

水利工程測量中，主要采用人工實(shí)地測量和衛(wèi)星遙感測量兩種模式，雖然也可以為工程建設(shè)與管理運(yùn)行提供必要的數(shù)據(jù)參考，但是存在明顯的弊端，例如人工測量的效率低、誤差大，RS測量的成本較高等。我國民用無人機(jī)的研究與開發(fā)雖然起步較晚但發(fā)展迅速，2018年我國民用無人機(jī)市場規(guī)模達(dá)到150億元，僅次于美國。在無人機(jī)應(yīng)用中，航空攝像測量是一個重要領(lǐng)域，但是由于水利工程規(guī)模大小、所在位置、測量精度等具體內(nèi)容不同，對無人機(jī)航測的操作技術(shù)也提出了較高要求，探究無人機(jī)航測技術(shù)的操作流程和應(yīng)用要點(diǎn)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.無人機(jī)航空攝影測量的技術(shù)優(yōu)勢

一是操作靈活，測量方便。無人機(jī)體積小、重量輕，可以搭載微型高清攝像機(jī)，人為操控對特定的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行測量，操作十分靈活方便。在飛行模式上，可以垂直升降，不需要專門場地，或是彈射架等輔助設(shè)備。根據(jù)無人機(jī)實(shí)時反饋的航測影像，如果技術(shù)人員對航測結(jié)果不滿意，還可以操作無人機(jī)對局部區(qū)域進(jìn)行多角度反復(fù)航測，直到獲取滿意影像資料或數(shù)據(jù)信息為止。另外，由于無人機(jī)小巧輕便，能耗較低，續(xù)航能力較強(qiáng)，目前一些主流無人機(jī)，續(xù)航能力通常在30min以上。二是環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。很多水利工程位于山區(qū)等環(huán)境復(fù)雜地帶，或是地形比較復(fù)雜、危險，人工測量可能會面臨較多安全隱患。而無人機(jī)航測則具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，根據(jù)地面站系統(tǒng)提前規(guī)劃好飛行線路，以躲避高大樹木或建筑物，安全完成航測任務(wù)。三是數(shù)據(jù)精確，反饋速度快。在水利工程測量中，對數(shù)據(jù)結(jié)果和影像資料的精確度有較高要求，無人機(jī)搭載的高清數(shù)碼相機(jī)，可以獲取1:2500～1：1000之間的大比例、高精度影像資料，完全能夠滿足一般水利工程的建設(shè)、管理需要。另外，短距離無人機(jī)航測，還可以在攝影測量的同時，及時將測量數(shù)據(jù)、影像資料，通過無線通訊模塊反饋給地面站，地面站接收信號后，利用計算機(jī)進(jìn)行處理，幾乎是同步導(dǎo)出結(jié)果，為技術(shù)人員了解水利工程所在地區(qū)的地質(zhì)信息提供了參考。

2.無人機(jī)航空攝像測量技術(shù)在水

利工程測量中的應(yīng)用一是布置外業(yè)像控點(diǎn)。確定水利工程所在位置和測量區(qū)域后，進(jìn)行航線規(guī)劃。確定若干處需要重點(diǎn)測量的外業(yè)像控點(diǎn)，作為本次航測的重點(diǎn)對象。將這些像控點(diǎn)按照一定順序連接起來，形成無人機(jī)的航線。盡量減少重復(fù)路線，可以節(jié)約航測時間，保證無人機(jī)在續(xù)航時間內(nèi)完成航測任務(wù)。同時，還要注意做好飛行高度、轉(zhuǎn)彎半徑、拍攝角度等具體要素的設(shè)計，以保證無人機(jī)能夠獲取更加清晰的影像資料。二是航空攝影。在完成航測前的設(shè)計與準(zhǔn)備工作后，選擇晴朗、無風(fēng)的天氣進(jìn)行航空攝影測量，可以減小測量誤差。航測時，為了盡可能全面地獲取水利工程地形地質(zhì)信息，可以將航向重疊度調(diào)整為50%，后期數(shù)據(jù)處理時，再將重疊部分刪除，可以保證最終測量結(jié)果的完整性。無人機(jī)飛行測量過程中，以系統(tǒng)預(yù)設(shè)參數(shù)為基準(zhǔn)，按照既定航線完成測量，同時也可以根據(jù)需要，人為調(diào)節(jié)飛行參數(shù)。例如某無人機(jī)搭載了索尼A7RII型號的定焦單反相機(jī)，結(jié)合該相機(jī)參數(shù)，若想保證成圖精度達(dá)到1：1200，要求無人機(jī)行高控制在300～350m之間。如果工作人員若要獲得局部位置更加精確的影像資料，就需要人為調(diào)整無人機(jī)飛行高度。三是立體測圖。將航測所得數(shù)據(jù)及影像資料統(tǒng)一收集，并將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入VirtuoZo平臺，像對定向元素直接由加密成果導(dǎo)入測圖工作站，數(shù)據(jù)采集以成圖模型為單位進(jìn)行，每一幅圖存放一個文件，文件名與圖幅編號一致，擴(kuò)展名為xyz，然后經(jīng)轉(zhuǎn)換程序直接轉(zhuǎn)成dwg數(shù)據(jù)。四是外業(yè)高層采集。水工建筑物調(diào)查測量：對測區(qū)內(nèi)淤地壩、溢流壩壩頂高程、淤積面高程即臨水坡腳高程進(jìn)行調(diào)查測量，對抽水泵站管徑及位置進(jìn)行調(diào)查測量。地形圖調(diào)繪：依據(jù)拼接影像，結(jié)合測量范圍進(jìn)行實(shí)地調(diào)繪，主要調(diào)繪測區(qū)內(nèi)村莊名稱、房屋屬性、通訊線、電力線、道路材質(zhì)、交通橋等地物。調(diào)繪過程中，根據(jù)需要采用GPS-RTK方法實(shí)測部分管線設(shè)施。五是內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。影像糾偏：鏡頭正中間畸變最小，越到邊緣畸變越大，結(jié)合相機(jī)檢校報告，采用專業(yè)軟件，對所采集像片進(jìn)行糾偏和格式轉(zhuǎn)換。空三加密：各類空三加密軟件使用步驟大同小異，基本是按照“新建工程-導(dǎo)入數(shù)據(jù)-生成航帶-處理影像-提取同名點(diǎn)-刺點(diǎn)測量-平差解算-精度評估-建立模型”這幾個步驟進(jìn)行。數(shù)據(jù)生產(chǎn)：使用專業(yè)軟件生成DEM、DOM等數(shù)據(jù)，借助立體眼鏡、手輪腳盤，使用航天遠(yuǎn)景、適普、JX4等線畫圖采集軟件，由專業(yè)采集人員完成線畫圖采集工作。六是精度評估。經(jīng)過處理后的數(shù)據(jù)，還需根據(jù)水利工程測量要求，檢驗其精度是否達(dá)到要求。評估形式分為兩種，其一是模型精度評估，將所得內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)，帶入帶空三模型，對比實(shí)際測得檢查點(diǎn)的三維坐標(biāo)，與空三模型中檢查點(diǎn)的三維坐標(biāo)是否相符。如果存在差異，誤差是否在允許范圍內(nèi)。一般而言，模型精度誤差在0.5m以內(nèi)，都屬正常范圍，但是如果誤差過大，則不得使用。其二是成果精度評估，以1:1200成圖精度為基準(zhǔn)線，采用人工抽檢方式，將達(dá)不到該精度的數(shù)據(jù)篩選出來。

3.無人機(jī)航空攝像測量精度影響因素及處理

一是傳感器誤差及處理。為保證無人機(jī)航測數(shù)據(jù)及影像資料的實(shí)時傳輸，通常需要在無人機(jī)上搭載無線傳輸模塊。但是考慮到無人機(jī)載重小，以及為了延長續(xù)航時間，只能安裝簡易的傳感模塊，通信傳輸效果相比于常規(guī)設(shè)備會有一定的削弱。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，容易產(chǎn)生一定的誤差，影像資料發(fā)生畸變的情況時有發(fā)生。針對此類問題，一種措施是選擇最新的通訊裝置，雖然成本較高，但可以兼顧小體積和高精度；另一種措施是增加無人機(jī)內(nèi)置存儲模塊容量，將采集到的影像資料暫存于存儲設(shè)備，待無人機(jī)航測任務(wù)結(jié)束后，將影像資料直接導(dǎo)出。這樣不經(jīng)過傳感器的壓縮處理，也可以保證影像資料的精度。二是無人機(jī)平臺因素及處理。無人機(jī)在航測過程中，因為受到風(fēng)力作用，拍攝時發(fā)生較為嚴(yán)重的抖動，因為飛行偏離既定航線，或是拍攝角度不理想，而導(dǎo)致最終獲得影像資料模糊不清，分辨率達(dá)不到使用要求。針對這種情況，措施之一是選擇無風(fēng)、晴朗天氣開展航測工作，避免外界因素對無人機(jī)航測作業(yè)產(chǎn)生影響。措施之二是采用智能導(dǎo)航與人工操控相結(jié)合的模式，輔助無人機(jī)飛行，以便獲取更加準(zhǔn)確的影像資料。措施之三是安裝機(jī)載POS和GPS定位，輔助空三測量，也能夠達(dá)到提高數(shù)據(jù)精度的目的。

4.無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著無人機(jī)技術(shù)的日益成熟，在航空攝影測量方面將會發(fā)揮更加顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。另外，無論是水利工程測量，還是地籍測繪、災(zāi)后救援等活動，對無人機(jī)航測結(jié)果的精度、信息反饋的時效，都提出了更高要求，這也迫使無人機(jī)航測技術(shù)不斷創(chuàng)新和提高。未來主流發(fā)展趨勢主要有兩個方面：其一是智能化程度進(jìn)一步提升，例如現(xiàn)階段航測中仍存在較多無效數(shù)據(jù)，或是影像資料重疊度高、模糊影像多。隨著無人機(jī)智能化程度進(jìn)一步提升，可以自動進(jìn)行曝光補(bǔ)償、調(diào)整拍攝角度等，獲取更加清晰的影像資料。其二是無人機(jī)及其搭載設(shè)備（通訊模塊、攝影設(shè)備等）的微型化，以實(shí)現(xiàn)更長的航行時間，完成更多的航測任務(wù)，適用于更大規(guī)模的水利工程。

5.結(jié)語

第8篇：航空攝影測量范文

關(guān)鍵詞：西氣東輸二線工程；航測；遙感技術(shù)

中圖分類號：TP7文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

1 航空攝影測量與遙感技術(shù)

航空攝影測量[ aerial photogrammetry ]指的是在飛機(jī)上用航攝儀器對地面連續(xù)攝取像片，結(jié)合地面控制點(diǎn)測量、調(diào)繪和立體測繪等步驟，繪制出地形圖的作業(yè)。

遙感是通過遙感器這類對電磁波敏感的儀器，在遠(yuǎn)離目標(biāo)和非接觸目標(biāo)物體條件下探測目標(biāo)地物，獲取其反射、輻射或散射的電磁波信息（如電場、磁場、電磁波、地震波等信息），并進(jìn)行提取、判定、加工處理、分析與應(yīng)用的一門科學(xué)和技術(shù)。

當(dāng)前，隨著計算機(jī)技術(shù)、電子與信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、空間技術(shù)的發(fā)展和各種測量高新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，使得油氣長輸管道勘察設(shè)計的測設(shè)手段得到了迅速發(fā)展。航空攝影測量與遙感技術(shù)作為現(xiàn)代測繪技術(shù)的先進(jìn)代表和大范圍內(nèi)采集地形原始數(shù)據(jù)最理想、最有效的方法和手段，已成為我國長距離、大口徑、高壓力的油氣管道測設(shè)中最主要的地形數(shù)據(jù)來源之一。航測與遙感技術(shù)應(yīng)用在長輸管道線路設(shè)計中，對改進(jìn)長輸管道測設(shè)技術(shù)和能力、提高工程設(shè)計質(zhì)量以及推動長輸管道測設(shè)新技術(shù)的發(fā)展起到了重要作用。

2西氣東輸二線工程在設(shè)計中應(yīng)用航測與遙感技術(shù)

西氣東輸二線工程西起新疆的霍爾果斯口岸，管道總體走向為由北向南、由西向東，東至浙江、上海，南至廣東、廣西，途經(jīng)新疆、甘肅、寧夏、陜西、河南、湖北、江西、廣東、廣西、浙江、上海、湖南、江蘇、安徽和香港共15個省、市、自治區(qū)，線路總長約8600km，設(shè)計輸氣能力300´108m³/a，是一條連接中亞進(jìn)口氣源、國內(nèi)塔里木氣田、準(zhǔn)噶爾氣田、吐哈氣田、長慶氣田和沿線中西部地區(qū)、華東、華南、長三角、珠三角等用氣市場的重要能源通道。該項目的建設(shè)，將進(jìn)一步滿足快速增長的天然氣市場需求，提高我國清潔能源利用水平，是構(gòu)筑我國油氣戰(zhàn)略通道的重要工程。

西氣東輸二線工程是目前世界上最長的大口徑高壓輸氣管道工程，作為我國戰(zhàn)略性能源工程，建設(shè)人員在可行性研究階段決定全線引入航測與遙感技術(shù)作為管道線路設(shè)計的輔助手段，發(fā)揮航測與遙感技術(shù)優(yōu)勢，提高設(shè)計質(zhì)量，減少設(shè)計人員內(nèi)外業(yè)反復(fù)工作量，縮短設(shè)計周期，為西氣東輸二線建設(shè)提供優(yōu)質(zhì)的設(shè)計服務(wù)。

在西氣東輸二線工程的建設(shè)過程中，航測與遙感技術(shù)主要應(yīng)用于線路設(shè)計的工作中。作為線路選擇和優(yōu)化的輔助工具，遙感技術(shù)主要通過影像圖片和數(shù)字高程信息實(shí)現(xiàn)其輔助功能。

在利用遙感技術(shù)之前，設(shè)計人員首先根據(jù)地形圖確定管道的擬定路由，然后根據(jù)擬定路由的中線坐標(biāo)確定航測路線，待影像圖片和數(shù)字高程信息拍攝、測量完成后對圖片進(jìn)行糾正、裁剪、拼接等處理，最后由線路設(shè)計人員應(yīng)用軟件在處理好的影像圖片上添加帶有坐標(biāo)的線路文件，對擬定路由進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)其輔助功能。

3 航測與遙感技術(shù)的優(yōu)勢

西氣東輸二線工程全線采用了航空攝影測量的手段獲得遙感圖像和地面高程信息，遙感圖像為真彩色全波段圖像，分辨率0.5m，地面高程信息精度為每1m一個高程點(diǎn)，這些遙感資料經(jīng)過GIS手段構(gòu)建模型，服務(wù)于選線工作。作為管道設(shè)計的新技術(shù)，遙感技術(shù)具備以下優(yōu)點(diǎn)：

a時效性較強(qiáng)。由于傳統(tǒng)地形圖繪制時間多在上世紀(jì)50-90年代，存在區(qū)域性更新及更新速度慢的問題。然而近三十年是中國經(jīng)濟(jì)騰飛的三十年，各地方經(jīng)濟(jì)隨之發(fā)展，人口增加，縣、市、鎮(zhèn)、村的規(guī)模擴(kuò)大，河湖、交通線等地物都發(fā)生了變化，單純依靠年代久遠(yuǎn)的地形圖經(jīng)常造成線路選擇的失誤，造成沒有必要的反復(fù)工作量。西氣東輸二線工程所用的遙感影像圖均為線路設(shè)計階段拍攝航空遙感圖片，其反映出的地物信息均為最新的信息，時效性非常好，從而在保證設(shè)計準(zhǔn)確性的同時大大減少了線路設(shè)計人員的內(nèi)業(yè)工作量。

b 視覺效果更直觀。選線時，同地形圖、行政區(qū)圖、交通圖等傳統(tǒng)地圖相比，遙感的真彩色影像圖視覺效果更加直觀、準(zhǔn)確。傳統(tǒng)地圖只能依靠各種抽象的圖例、顏色、線條等表示地形地物，而真彩色影像圖以照片的方式把地物呈現(xiàn)給設(shè)計人員，地物清晰、具體、直觀，容易判別。

c 不受地形限制。選線時，由于地形的差別，山區(qū)地段選線比平原段要困難得多，在新疆、甘肅、寧夏等高寒地區(qū)，人跡罕至，選線人員到達(dá)線路位置的難度非常大甚至存在安全風(fēng)險。在傳統(tǒng)的選線模式下，由于地形限制，大型河流穿跨越工程、隧道工程確定穿越點(diǎn)、隧道入（出）口的選擇都存在難于總體把握和全面考慮的問題。遙感技術(shù)利用航測的影像圖片和數(shù)字高程可以打破地形的限制，使選線人員可以在不親臨現(xiàn)場的情況下獲取擬定線路方案所需的地形地貌信息，從而在保證設(shè)計質(zhì)量的同時大大減少了線路設(shè)計人員的外業(yè)工作量。

4 航測與遙感技術(shù)需要改進(jìn)的問題和建議措施

作為西氣東輸二線工程設(shè)計工作應(yīng)用的新技術(shù)，航測與遙感技術(shù)在與線路設(shè)計的結(jié)合過程中還存在一些問題，需要在以后的工作中加以改進(jìn)：

a航測與遙感技術(shù)受天氣的影響

西氣東輸二線工程全部的遙感圖像都需要在飛機(jī)上拍攝出來，天氣情況對機(jī)的飛行和遙感圖像清晰度都有很大影響，對于春季沙塵天氣，夏季雷雨天氣，冬季風(fēng)雪天氣，這些都會延誤遙感圖像的拍攝工作，在一定程度上影響設(shè)計的進(jìn)度。

克服天氣的影響主要有兩種措施可以采用，第一，采用航天遙感方法拍攝的衛(wèi)星圖片避免航空遙感受天氣的限制，以遙感圖像時效性為代價確保工程進(jìn)度；第二，根據(jù)不同地區(qū)的氣候特點(diǎn)選取最佳航測季節(jié)，及時關(guān)注航測區(qū)域的天氣預(yù)報，選取晴好天氣有計劃的提前開展航測工作。

b航測與遙感技術(shù)航帶寬度問題

西氣東輸二線工程遙感圖像的寬度為管道中線兩側(cè)各600m，如果在遙感圖像拍攝完成后再發(fā)生改線幅度大于600m的情況，就需要進(jìn)行現(xiàn)場人工測量來獲取數(shù)據(jù)，因此遙感圖像有限的寬度對線路的選擇存在束縛。

發(fā)生超出航帶寬度改線主要是原因：

 城鎮(zhèn)規(guī)劃范圍、土地資源利用的調(diào)整速度過快，環(huán)境敏感區(qū)域級別變更。

 地下特殊地質(zhì)結(jié)構(gòu)、重要?dú)v史文物等在現(xiàn)行勘察規(guī)范不能完全滿足工程前期需要。

建議在線路設(shè)計的各個階段注重和地方相關(guān)部門結(jié)合與溝通，同時在設(shè)計工作前期針對特殊地段，特殊情況應(yīng)提前進(jìn)行有針對性的勘察工作，在局部可做加寬航測帶方式處理。

c航測與遙感技術(shù)費(fèi)用高

西氣東輸二線工程采用的是航測與遙感技術(shù)，利用飛機(jī)在飛行過程對中線兩側(cè)拍攝遙感圖像，由于安全要求較高，此項工作必須委托專業(yè)的測繪機(jī)構(gòu)來完成，需要花費(fèi)高額的費(fèi)用來完成遙感資料的獲取工作。同時航測帶寬度也是影響最終費(fèi)用的因素之一，傳統(tǒng)測繪方式多為管道中心線兩側(cè)各200m。

對于航空器費(fèi)用高的問題，建議可采用相對廉價的航天遙感技術(shù)。即采用人造衛(wèi)星代替飛機(jī)拍攝遙感圖片或更為廉價的航空器遙感技術(shù),如高空氣球、無人機(jī)。這樣在時效性可以接受的范圍內(nèi)節(jié)省大筆費(fèi)用。針對航測帶寬的問題，需要大量的工程經(jīng)驗積累以及經(jīng)驗豐富的工程專家技術(shù)把關(guān)。同時可考慮根據(jù)地形地貌難度區(qū)域性劃分航測帶寬度的方法降低航測費(fèi)用。

5結(jié)語

航測與遙感技術(shù)作為近年來引入管道設(shè)計工作的新技術(shù)，為西氣東輸二線工程線路的選擇提供了很大幫助，不但為設(shè)計工作節(jié)省了大量的人力、物力、財力和時間，而且對一些不易地面踏勘觀測的地形地物從俯瞰的角度給出了清晰的表示。因此，航測與遙感技術(shù)在以后的管道設(shè)計工作中還有很大的利用空間，需要繼續(xù)深入研究、實(shí)踐，使其更好的融入到設(shè)計工作中，發(fā)揮更大的輔助作用。

參考文獻(xiàn)：

[ 1 ]湯國安,張友順,劉詠梅. 遙感數(shù)字圖像處理[M ]. 北京:高等教育出版社, 2004.

[ 2 ]樊紅,詹小國. ARC / INFO應(yīng)用與開發(fā)技術(shù)[M ]. 武漢:武漢大學(xué)出版社, 2002.

[ 3 ]梅安新.彭望琭.秦其明.劉慧平.遙感導(dǎo)論.北京:高等教育出版社.2001.

[ 4 ]西氣東輸二線工程可行性研究報告

第9篇：航空攝影測量范文

【關(guān)鍵詞】航空攝影技術(shù)；鐵路工程測量

中圖分類號：P216文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、前言

伴隨世界范圍內(nèi)的電子計算技術(shù)的迅猛發(fā)展，并應(yīng)用到航空攝影測量專業(yè)，航空攝影測量迅速進(jìn)入解析攝影測量時代。航空攝影技術(shù)在鐵路工程測量中的主要應(yīng)用，為我國鐵路的工程施工、安全運(yùn)輸、技術(shù)改造和科學(xué)管理做出了突出貢獻(xiàn)。

二、航空攝影測量技術(shù)發(fā)展歷程

航空攝影測量技術(shù)從19世紀(jì)初產(chǎn)生以來，經(jīng)歷了一個世紀(jì)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了一次又一次技術(shù)上的飛躍，如今已成為地理信息原始數(shù)據(jù)獲取的主要技術(shù)手段。本文在航空攝影技術(shù)起源開始直到目前數(shù)字?jǐn)z影測量時代的技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中發(fā)現(xiàn)，目前IMU/DGPS輔助航空攝影測量技術(shù)在國際上屬新興技術(shù)，隨著技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用實(shí)踐日益成熟，并逐步應(yīng)用到航空遙感的各個領(lǐng)域。2004年國際攝影測量與遙感大會上。該技術(shù)也是重點(diǎn)討論技術(shù)之一。會議認(rèn)為該技術(shù)是對傳統(tǒng)的攝影測量的重要革新，是未來航空遙感和航空攝影測量技術(shù)發(fā)展的趨勢。

首先，數(shù)字航空攝影像機(jī)、機(jī)載GPS輔助測量、IMU／DGPS已經(jīng)在國家基礎(chǔ)航空攝影項目得到大量應(yīng)用，但對鐵路測繪1：2 000比例尺以上的地形圖(鐵專院曾做過機(jī)載GPS試驗，鐵三院也少量使用過數(shù)碼航片測繪地形圖)以上，在技術(shù)上要達(dá)到規(guī)?；膶?shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，其發(fā)展趨勢是不容置疑的。另外，機(jī)載激光探測與測距系統(tǒng)(LIDAR)、數(shù)碼航攝儀、機(jī)載GPS及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)有機(jī)結(jié)合，使用大容量高速計算機(jī)，經(jīng)過專用軟件處理，可在空中完成地面高程模型DEM及數(shù)字正射影像圖DOM的生產(chǎn)模式，將大大提高航測成圖的作業(yè)生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)，縮短生產(chǎn)周期，提高成圖精度，提供更為豐富的地理信息。我們相信，在不遠(yuǎn)的將來LIDAR系統(tǒng)將走進(jìn)鐵路航空攝影測量行列中來，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展將給鐵路航空攝影測量帶來不斷的變化，就像電子計算機(jī)技術(shù)帶來了數(shù)字航空攝影測量時代的巨大變革一樣，一切都是可能的。

三、航測技術(shù)進(jìn)入我國鐵路測量的必要性分析

（一）既有鐵路測量只有引入先進(jìn)技術(shù)才能適應(yīng)鐵路運(yùn)輸發(fā)展的需要

20世紀(jì)80年代，開放改革政策促使我國國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，國家開始對鐵道部門提出挖潛、提高速度、提高運(yùn)量的要求。面對全國上萬千米的鐵路線，當(dāng)時的技術(shù)力量與手段只能進(jìn)行線上與鐵路相關(guān)建筑物的測量工作，在既有鐵路測量中引人先進(jìn)的測繪技術(shù)已成為當(dāng)務(wù)之急。1984年，鐵道部專業(yè)設(shè)計院向鐵道部送上《關(guān)于在鐵路營業(yè)線上積極采用航測遙感技術(shù)的建議》，李森茂部長做出“這項工作應(yīng)該支持去做,但應(yīng)按急需分步去搞”的重要批示。1985年3月鐵道部委托基建總局舉辦“鐵路航測知識技術(shù)干部普及班”，專業(yè)設(shè)計院授課，主要參加人員是各鐵路局主管工務(wù)的領(lǐng)導(dǎo)。孫永福副部長在開學(xué)典禮上講話，強(qiáng)調(diào)要在鐵路復(fù)測中推廣應(yīng)用航測技術(shù)。此后，航測在既有鐵路測量中應(yīng)用得到較快發(fā)展，至今已成為我國既有鐵路測量的重要技術(shù)。

（二）航測技術(shù)進(jìn)入既有鐵路測量產(chǎn)生巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益

據(jù)鄭州鐵路局統(tǒng)計，既有鐵路測量采用航測技術(shù)可以縮短復(fù)測周期，比地面人工測量快3-4倍。航測測繪的大比例尺圖比人工地面測繪的質(zhì)量高，通過調(diào)繪資料可檢查糾正、補(bǔ)充現(xiàn)場測量、調(diào)查的錯誤和不足，從而獲得準(zhǔn)確、詳細(xì)的鐵路帶狀地形圖；鐵路局采用航測比地面測繪節(jié)省經(jīng)費(fèi)10%-20%。據(jù)北京局統(tǒng)計，采用航測方法僅用6年時間就完成了用常規(guī)方法需20年才能完成的復(fù)測任務(wù)，費(fèi)用僅為地面人工測量的50%。既有鐵路測量引入航測先進(jìn)技術(shù)具有以下的主要作用：(1)加決既有鐵路復(fù)測工作進(jìn)度，及時建立起反映現(xiàn)場狀況的鐵路臺帳；(2)有效地解決鐵路用地測量問題，較快地完成鐵路地籍測量；(3)可獲取詳盡、豐富、逼真、準(zhǔn)確的地物、地貌信息，擴(kuò)大了測量成果的應(yīng)用范圍,成圖范圍大于地面人工測量；(4)通過航測手段，獲取大量的圖形圖像數(shù)據(jù)，建立鐵路工務(wù)用地等管理信息系統(tǒng)，提高鐵路運(yùn)輸管理的科學(xué)性。據(jù)了解,既有鐵路航測成果不僅用于工務(wù)，還用于土地、房管、運(yùn)輸、機(jī)務(wù)、電力、規(guī)劃、設(shè)計、路基防洪、公安保衛(wèi)、環(huán)境保護(hù)。既有鐵路航測為鐵路技術(shù)改造、電氣化改造和干線提速等提供了豐富、可靠的基礎(chǔ)技術(shù)資料。

四、航空攝影技術(shù)在鐵路工程測量中的應(yīng)用展望

我國現(xiàn)代既有鐵路航測主要表現(xiàn)在兩方面。一方面是使用先進(jìn)的測繪設(shè)備、新的測繪技術(shù)；另一方面是為用戶(鐵路局)提供高科技產(chǎn)品，為鐵路運(yùn)輸安全，實(shí)現(xiàn)信息化和現(xiàn)代化管理創(chuàng)造條件。

比如，鐵路航空攝影一般為黑白片航空攝影。無論從技術(shù)，還是經(jīng)濟(jì)角度，黑白航空攝影已完全滿足了鐵路航測制圖的需要。但是，現(xiàn)在的情況發(fā)生了變化，測繪鐵路1：2 000比例尺地形圖仍采用傳統(tǒng)的黑白片航空攝影，但在有特殊需要的鐵路樞紐和大型車站時，開始使用彩色航空攝影，例如鐵四院在武昌-廣州鐵路客運(yùn)專線項目中，對困難復(fù)雜的長沙地區(qū)實(shí)施了真彩色航空攝影；一般既有鐵路復(fù)測也是黑白片航空攝影，但很多鐵路局也開始要求對既有鐵路實(shí)施真彩色航空攝影，并提供彩色正射影像圖，使提交的既有鐵路復(fù)測資料面貌一新。此外，由于現(xiàn)有市場招投標(biāo)競爭的復(fù)雜性，高科技含量往往具有更大的奪標(biāo)勝算，所以，一些地鐵、輕軌項目也逐步采用大比例尺彩色航空攝影。例如，鐵二院完成的深圳-龍崗地鐵項目采用了1：4 500大比例尺彩色航空攝影，收到良好效果。

（一）結(jié)合鐵路測量的實(shí)際，發(fā)揮衛(wèi)星定位，即全球定位系統(tǒng)(GPS)的測量作用

GPS技術(shù)在既有鐵路航測中的主要應(yīng)用范圍是：航空攝影。在航空攝影時，使用GPS導(dǎo)航，可以取得質(zhì)量更好的航空攝影資料。既有鐵路航測外業(yè)。根據(jù)鐵路測量是沿鐵路的帶狀測量，建立窄帶狀的GPS控制網(wǎng)，采用靜態(tài)測量方式，進(jìn)行高精度的導(dǎo)線測量。另外以快速靜態(tài)測量方式測定像控點(diǎn)、線路聯(lián)測點(diǎn)。實(shí)時動態(tài)(RTK)定位技術(shù)是以載波相位觀測值為根據(jù)的實(shí)時差分GPS(RTDGPS)技術(shù)，它是GPS測量技術(shù)發(fā)展的一個新突破，在鐵路工程中有廣闊的應(yīng)用前景實(shí)時動態(tài)定位(RTK)系統(tǒng)由基準(zhǔn)站和流動站組成，建立無線數(shù)據(jù)通訊是實(shí)時動態(tài)測量的保證。其原理是取點(diǎn)位精度較高的首級控制點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，安置一臺接收機(jī)作為參考站，對衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測，流動站上的接收機(jī)在接收衛(wèi)星信號的同時，通過無線電傳輸設(shè)備接收基準(zhǔn)站上的觀測數(shù)據(jù)，隨機(jī)計算根據(jù)相對定位的原理實(shí)時計算顯示出流動站的三維坐標(biāo)和測量精度。這樣用戶就可以實(shí)時監(jiān)測待測點(diǎn)的數(shù)據(jù)觀測質(zhì)量和基線解算結(jié)果的收斂情況，根據(jù)待測點(diǎn)的精度指標(biāo)，確定觀測時間，從而減少冗余觀測，提高工作效率。

（二）充分應(yīng)用電子計算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外業(yè)一體化和CAD技術(shù)自動繪圖

在既有鐵路航測外業(yè)和復(fù)測中，充分使用電子計算機(jī)技術(shù)。全站儀與計算機(jī)配套使用，控制測量及曲線測量中所有數(shù)據(jù)，作到互相傳輸通訊，并應(yīng)用自行研制的從野外測量數(shù)據(jù)獲取到數(shù)據(jù)處理軟件，對數(shù)據(jù)實(shí)時處理，而這些結(jié)果能與航測內(nèi)業(yè)軟件接口，實(shí)現(xiàn)航測外、內(nèi)業(yè)一體化。

（三）鐵路帶狀電子影像圖集和三維景觀圖

電子計算技術(shù)與影像處理技術(shù)相結(jié)合，可制作既有鐵路的帶狀電子影像圖集。該圖集是航空攝影影像與數(shù)字線劃圖的結(jié)合，直觀地反映既有鐵路現(xiàn)場的各種信息。電子版影像數(shù)據(jù)無需任何圖像軟件就能打開，方便使用。沿線三維景觀圖直觀地再現(xiàn)鐵路及兩側(cè)的地物、地貌，有利于搶險救災(zāi)和立交道口的技術(shù)改造。由模擬儀器過度到數(shù)字化成圖系統(tǒng)，在采集方法上有了較明顯的變化，航空攝影測量大比例地形圖應(yīng)該說精度較高。對于 5%高程較差大于 0.3m 是由于測標(biāo)切準(zhǔn)地面時分不清所致，應(yīng)提高作業(yè)員判斷立體影像的能力，對于山區(qū)在選擇像片控制點(diǎn)時，應(yīng)注意點(diǎn)位分布，對于鐵路工程來說，在當(dāng)今鐵路發(fā)展迅猛，邊遠(yuǎn)山區(qū)鐵路建設(shè)對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展也很重要，但山區(qū)地形圖的測繪采用全野外測圖比較困難，采用航空攝影測量是比較經(jīng)濟(jì)合理的，而且大大地提高了工程效率及降低了勞動強(qiáng)度。航空攝影測量技術(shù)在山區(qū)、林區(qū)有較大優(yōu)勢。

五、結(jié)束語

綜上可見，航空攝影技術(shù)在我國鐵路工程測量中得到了較好的應(yīng)用，因為航空攝影技術(shù)能以較高的速度，投人較少的人力，獲取優(yōu)質(zhì)和豐富的既有鐵路地形信息和鐵路信息。

參考文獻(xiàn)