航空攝影測量技術(shù)在數(shù)字化地形測繪中的應用

張利剛 張 亞

新疆疆海測繪院

1、航空攝影測量概述

航空攝影測量系統(tǒng)自應用以來已經(jīng)在諸多領(lǐng)域取得了一定的成果，如地形測量、礦山測量、工業(yè)測量、城市交通以及文物考古，給我國的測量領(lǐng)域帶來了新變革。

航空攝影測量在應用方面的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下三個方面：其一是應用范圍廣，無論是數(shù)字測圖、資源開發(fā)還是應急救援都有著十分突出的表現(xiàn)；其二是信息內(nèi)容全，該技術(shù)的應用能夠?qū)y區(qū)的地表特征、水文地理環(huán)境等信息客觀記錄下來，并且呈現(xiàn)出立體化和層次化的特征；其三是環(huán)保，該技術(shù)的應用突破了空間和地理條件的限制，不僅減少了對人力、物力的投入，還不會造成對自然環(huán)境的破壞。

2、航空攝影測量在地形圖測繪中的現(xiàn)狀

航空攝影是一中新型的測量方式，發(fā)展低空的的航空技術(shù)的發(fā)展是當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。航空測量的具體的優(yōu)點有機動靈活、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)的精準度也便有了更加重要的實際的意義。航空攝影的成本也較低，符合相關(guān)建設(shè)單位的預算承受能力，所以應該進一步研究，充分發(fā)揮航空攝影測量在地形圖的測繪中的廣泛的使用價值。

3、航空攝影測量技術(shù)在數(shù)字化地形測繪中的應用

某區(qū)數(shù)字化地形測量包括：利用低空遙感技術(shù)，對測區(qū)進行航空攝影測量，獲取高分辨率真彩色數(shù)碼影像，制作正射影像(DOM)、城郊1：1000及主城區(qū)1：500數(shù)字化地形圖數(shù)據(jù)。測區(qū)航攝范圍為：東經(jīng) 116°35′54′～116°57′55′，北緯 23°20′21′～23°41′38′。測區(qū)成圖范圍為：東經(jīng) 116°41′55′～116°54′57′，北緯 23°23′16′～23°38′45′，設(shè)計總航攝面積約387km2，其中城郊航攝面積約為289km2，主城區(qū)航攝面積約為98km2。

3.1、航線設(shè)計

低空無人機航空攝影高度的自動測量，主要通過分析氣壓測量法計算各種氣壓因素對低空無人機航空攝影高度的影響，然后推導出大氣對流層內(nèi)氣壓隨低空無人機航空攝影高度的變化，以及重力加速度與低空無人機航空攝影高度之間的關(guān)系；最后計算得到低空無人機航空攝影高度為標準氣壓高度。

3.2、航空攝影

在數(shù)字航空攝影測量拍攝工作中，VirtuoZoAAt+pat-B 模塊有著十分重要的作用。VirtuoZoAAt+pat-B 模塊是自動空中三角網(wǎng)加密的基礎(chǔ)，并且能夠利用 pat-B 平差軟件來進行光束區(qū)域網(wǎng)的平差計算。在實際應用中，首先需要構(gòu)建空中三角網(wǎng)，即飛機在空中作業(yè)時應用相對定向、內(nèi)定向及連接點轉(zhuǎn)刺三個方法所形成的三角網(wǎng)；其次，對加密點與外方位元素進行優(yōu)化，主要是以數(shù)字的形式分別對 POS數(shù)據(jù)和航空攝影測量控制點數(shù)據(jù)進行整體的層次性平差計算；最后，做好測量分區(qū)內(nèi)的加密點工作，并且對加密單元的坐標進行解析，以數(shù)字的形式保存，以便進行航測作業(yè)完成后加密成果完善工作。

3.3、攝影測量像控點的布設(shè)

(1)區(qū)域網(wǎng)布點

在對區(qū)域網(wǎng)實施布點的時候，應該依據(jù)航線的方向來布置四條基線，如果測量地形非常復雜的話可以布設(shè)六條基線，一般為兩條航線的寬度。

(2)像片控制點測量

在像片控制點測量過程中應該注意以下幾個方面的問題：首先，網(wǎng)絡(luò)RTK測量流動站應該確保在CORS范圍之內(nèi)來實施操作，并實施和中心控制站之間對相關(guān)數(shù)據(jù)的有效傳輸；其次，可以利用測量手簿來設(shè)置測量像片控制點的具體參數(shù)；再次，確保RTK工作站始終處于正常工作狀態(tài)；另外，通常情況下對每組數(shù)據(jù)都觀測測量三次，并對每次所獲取的數(shù)據(jù)進行嚴格的審查與核對。

3.4、攝影測量測圖的方法

我國目前所用到的攝影測量通常情況下分為全能法、綜合法以及分工法三種，其中全能法主要適用于對山地地形的測量，其可以利用立體測圖儀來對那些非常微小的地形結(jié)構(gòu)進行很好地測量，進一步獲取該地區(qū)的準確的地形圖。綜合法主要是利用平板儀來對等高線和高程進行準確的判定，并利用攝影來取得的詳細地形情況。而分工法則主要使用與丘陵地帶，因為其基本工作原理是利用高程分求和平面位置的原理來實施測量工作的，其實和全能法具有一定的相似性，同樣也是利用立體測圖儀來對相關(guān)的地形數(shù)據(jù)進行采取，并最終獲取該地區(qū)的地形圖。

3.5、空中三角測量

空中三角測量的目的主要是對標記點的具體位置進行進一步的確定和糾正處理，同時還包含了對測量過程中相關(guān)數(shù)據(jù)的確定，在使用這種技術(shù)之前應該對相關(guān)的測量設(shè)備和材料進行充分的準備，只有這樣才能對標記點和定向點位置進行準確的定位。

總之，航空攝影測量技術(shù)是人類了解世界的新角度。雖然航空攝影測量技術(shù)是一種新型測量技術(shù)，其在技術(shù)上和應用上的多種優(yōu)勢已經(jīng)在實際應用中得到了充分體現(xiàn)，尤其是在 GIS 技術(shù)以及三維可視化技術(shù)的實現(xiàn)后，航空攝影測量技術(shù)才得以取代傳統(tǒng)的膠片攝影、人工測量技術(shù)。

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