基于ADS影像航測內(nèi)業(yè)制圖探析

許春美

【摘? ?要】ADS系列數(shù)字航攝儀具有攝像幅長同時(shí)條帶寬的特點(diǎn)，一次飛行可以實(shí)現(xiàn)較大范圍的覆蓋，影響內(nèi)部精度也比較高，還可以通過下載精密星歷數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。本文通過對ADS數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)制圖技術(shù)進(jìn)行研究，最終完成了ADS影像鐵路工程制圖，經(jīng)外業(yè)控制點(diǎn)檢測能夠滿足1：2000的制圖精度要求，并且數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的實(shí)用性，值得推廣應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】ADS攝像;長條帶;立體測圖

引言

ADS系列數(shù)字航攝測量系統(tǒng)是目前世界上唯一提供子像元級別精度數(shù)據(jù)的具有較寬幅面的數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)，可以通過一次飛行獲取前視、后視和下視，能夠形成百分百三維重疊的立體影像。同時(shí)，該航攝測量系統(tǒng)具有攝像距離長的優(yōu)勢，因此，尤其適合鐵路這種長條帶狀的制圖要求。本文以渝昆鐵路為對象，進(jìn)行了相關(guān)制圖。

1.ADS80航攝儀介紹

2000年7月，在荷蘭阿姆斯特丹的ISPRS大會上拉卡公司推出了ADS40，這是基于線陣CCD掃描機(jī)載數(shù)字的航攝儀。八年之后，在北京舉行的ISPRS大會上該公司再次推出了ADS系列新品，也就是本次制圖所用的ADS80。目前，ADS系列數(shù)字航攝儀在我國占據(jù)了市場的重要份額，成為該領(lǐng)域的佼佼者。

ADS80成像方式上與其他航攝儀有諸多不同之處，例如，ADS航攝儀能夠?qū)γ恳粋€(gè)掃面線所對應(yīng)的投影中心進(jìn)行投影，能夠形成一條完整的帶狀無縫影像，對于帶狀物的拍攝具有十分明顯的優(yōu)勢。此外，ADS80所應(yīng)用的重要技術(shù)有：攝影地面分辨率確定技術(shù)、攝影前以及攝影中地面的配合技術(shù)、大地水準(zhǔn)面凈化技術(shù)以及影像數(shù)據(jù)處理技術(shù)、精度分析技術(shù)等。ADS數(shù)字系列在眾多領(lǐng)域被得到廣泛應(yīng)用，例如鐵路、測繪、水利等等，使用ADS航測系統(tǒng)進(jìn)行測量，不僅大大降低了工作人員的野外作業(yè)，一定程度上降低了測量成本以及工作量，同時(shí)還大大提高了測量精準(zhǔn)度以及測量工作效率，成圖更加快速高效，因此近些年來，ADS數(shù)學(xué)系列在我國諸多領(lǐng)域廣受歡迎。

2.ADS影像內(nèi)業(yè)制圖技術(shù)流程

ADS影像內(nèi)業(yè)制圖技術(shù)流程如圖1所示，整個(gè)制圖技術(shù)流程主要涉及到Xpro軟件、PixelGrid軟件以及Jx4軟件的應(yīng)用。

L0影像格式為RAW格式，由于目前常見的圖像處理軟件對此無法進(jìn)行處理，因此需要Leica與ADS設(shè)備的Xpro軟件對原始影像進(jìn)行下載和轉(zhuǎn)換，在此轉(zhuǎn)換過程中可以下載星歷數(shù)據(jù)，以此增加定位精度。L0影像轉(zhuǎn)換為L1影像需要進(jìn)行初步空三，教育利用Xpro設(shè)置飛行航線，并建立工程文件，設(shè)置合理的匹配規(guī)則進(jìn)行自動(dòng)匹配，完成后進(jìn)行空三計(jì)算，最后輸出L1影像。由于Xpro軟件的局限性，空三不能實(shí)現(xiàn)立體環(huán)境情況下對地面控制點(diǎn)的量測工作，這也滿足不了該項(xiàng)目的制圖要求，因此在后期還需要對空三進(jìn)行加密。

3.空三加密流程

由于基于Xpro加密軟件無法達(dá)到1：2000制度精度要求，因此，需要配合PixelGrid軟件，對L1影像連接點(diǎn)進(jìn)行量測，對立體環(huán)境下人機(jī)交互地面控制點(diǎn)進(jìn)行量測，通過利用PixelGrid對L1影像進(jìn)行空三加密。具體操作流程分為工程設(shè)置、影像轉(zhuǎn)換及種子點(diǎn)匹配、自動(dòng)相對定向、量測地面控制點(diǎn)、區(qū)域網(wǎng)平差、輸出加密結(jié)果幾個(gè)步驟。（1）工程設(shè)置方面，對ADS進(jìn)行加密工程設(shè)置，其關(guān)鍵是對航線和坐標(biāo)系的正確設(shè)置。可以利用PixelGrid軟件通過文件添加航線，14A、27A 、02A分別為一條航線前、后、中影像，對同一航帶的三副影像完成相關(guān)的航線設(shè)置，渝昆鐵路線坐標(biāo)系為國家2000坐標(biāo)系35帶，同時(shí)在設(shè)置時(shí)PixelGrid注意需要加上帶號;（2）影像轉(zhuǎn)換及種子點(diǎn)匹配，將影像格式進(jìn)行影像轉(zhuǎn)換，為后期的空三做好相關(guān)準(zhǔn)備工作。并完成種子點(diǎn)預(yù)先匹配，由于ADS80航測系統(tǒng)所攝影像的條帶長度較長，種子點(diǎn)的選擇標(biāo)準(zhǔn)可以以大約8000像素為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選取一個(gè)種子點(diǎn)，在三視影像中進(jìn)行同名點(diǎn)的選擇來實(shí)現(xiàn);（3）自動(dòng)相對定向，對三視影像種子點(diǎn)完成量測后可以進(jìn)行自動(dòng)相對定向，以此完成航帶間與航帶內(nèi)連接點(diǎn)的匹配;（4）量測地面控制點(diǎn)，PixelGrid可以對控制點(diǎn)進(jìn)行預(yù)先計(jì)算，通過計(jì)算選擇合適的航線，量取帶“++++++”的點(diǎn)，不需要人工進(jìn)行各點(diǎn)位置的尋找，整個(gè)過程大大節(jié)約了時(shí)間，十分方便快捷;（5）區(qū)域網(wǎng)平差，通過程序自動(dòng)提取相對定向連接點(diǎn)同時(shí)人工加密的地面控制點(diǎn)可以通過創(chuàng)建“項(xiàng)目方案”得以保存。這里的項(xiàng)目方案指的是特定空三工程保護(hù)的條帶數(shù)據(jù)，包括影像數(shù)據(jù)、空三數(shù)據(jù)、條帶數(shù)據(jù)等以及空三加密過程中用到的參數(shù)信息，包括連接點(diǎn)位、地面控制點(diǎn)位以及檢查點(diǎn)位等。對于空三加密過程的區(qū)域網(wǎng)平差解算是在該項(xiàng)目方案中執(zhí)行的。因此，建立項(xiàng)目方案后要對定向點(diǎn)點(diǎn)位進(jìn)行保存。（6）輸出加密結(jié)果，由于Jx4對于條帶影像無法進(jìn)行處理，因此，首先將通過區(qū)域平差的影像進(jìn)行裁剪，使之成為傳統(tǒng)航片大小，利用PS軟件進(jìn)行降位處理，然后供后期使用。

4.Xpro數(shù)據(jù)處理

4.1坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換

首先，空三準(zhǔn)備階段，需要將地面控制點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為UTM投影坐標(biāo)，以確保與空三工程坐標(biāo)系的一致性;其次，使用UMT投影坐標(biāo)進(jìn)行測圖定向，可以通過更改文件中的投影，并設(shè)置投影帶號和中央經(jīng)線，以此實(shí)現(xiàn)測圖定向;最后，測圖成果需要進(jìn)行換帶處理和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，處理后能夠滿足鐵路航測制圖的相關(guān)要求。

4.2控制點(diǎn)的設(shè)置與內(nèi)業(yè)加密

首先，對于地面控制點(diǎn)的設(shè)置需要充分考慮條帶間的點(diǎn)位控制以及三視影像間的影響，本項(xiàng)目為1：2000鐵路航測制圖，因此可以采用五點(diǎn)法進(jìn)行控制點(diǎn)的設(shè)置，具體做法是在鐵路沿線兩側(cè)十公里范圍內(nèi)，每兩個(gè)條帶間設(shè)置一對地面控制點(diǎn)，同時(shí)沿線走向五公里增加一個(gè)控制點(diǎn);其次，對于地面控制點(diǎn)的選擇需要選擇地勢平坦的區(qū)域，例如田角、路角等更符合地面特征的點(diǎn)，盡量避開房頂角、高塔角或者其他離地面與地面有較高距離的點(diǎn)，因?yàn)檫@有可能對內(nèi)業(yè)加密造成判斷失誤，從而嚴(yán)重影響內(nèi)業(yè)加密的精度。

5.結(jié)語

綜上所述，采用ADS80航測攝像系統(tǒng)存在影像原始格式不開放、傳統(tǒng)空三方法不適合等諸多技術(shù)難點(diǎn)，通過制定完整的制圖流程，并經(jīng)過外業(yè)控制點(diǎn)檢測，實(shí)現(xiàn)了1：2000制圖精度的制圖任務(wù)，該數(shù)據(jù)具有一定的實(shí)用價(jià)值，可以在相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行推廣以及應(yīng)用。

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