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航空摄影测量样例十一篇

时间:2022-12-05 17:47:29

航空摄影测量

航空摄影测量例1

1. 航空摄影测量的基本该概念及种类

航空摄影测量指的是“在飞机上用航摄仪器对地面连续摄取像片,结合地面控制点测量、调绘和立体测绘等步骤,绘制出地形图的作业”。航空摄影测量单张像片测图的基本原理是中心投影的透视变换,立体测图的基本原理是投影过程的几何反转。利用航空摄影测量技术可以快速获得道路阻断、河流阻塞、城镇的损坏和重要基础设施的破坏情况,为抗震救灾决策指挥提供依据。也可以在城镇规划中提供数据依据。航空摄影测量的作业分外业和内业。外业包括:像片控制点联测,像片控制点一般是航摄前在地面上布设的标志点,也可选用像片上明显地物点(如道路交叉点等),用测角交会、等外水准、测距导线、高程导线等普通测量方法测定其高程和平面坐标。综合法测图。内业包括:加密测图控制点,以外业像片控制点为基础,一般用空中三角测量加密方法,推求测图需要的控制点、检查其平面坐标和高程。

2. 解析空中三角测量

在精密立体坐标量测仪或解析测图仪上,立体量测加密点及框标在左右像片上的坐标。当作业人员通过观测系统使左右眼分别观察左片和右片,则可看到重建的立体光学模型。其他建立立体视觉的方法,包括:互补色法,偏振光立体眼镜法;液晶立体眼镜法等。

2.1 内定向、相对定向和绝对定向

内定向是指“根据量测的像片四角框标坐标和相应的摄影机检定植,恢复像片与摄影机的相关位置,即确定像点在像框标坐标系中的坐标”。在立体测图仪上的内定向,是通过严格的装片来实现的,即使用对点器(―种精巧的放大镜),分别地将涤纶像片上的框标精确对准承片盘上的相应框标。从而就实现了恢复像片内方位元素.对于解析测图仪,则只需将像片的基线大致平行于仪器的X 轴.像片的内定向,是通过精确量测像片的四角框标,利用严密的解析公式计算求解,同时进行像片的变形改正。

相对定向是指“恢复摄影瞬间立体像对内左右像片之间的相对空间方位”。确定两个像片的相对空间方位需要五 个参数.相对定向的数学关系通常用同名光线共面条件表示,即左右摄影中心至地面点的两条光线共面。相对定向至少需量测六个定向点,利用最小二乘法平差解算。对于模拟型立体测图仪,包括机助测图系统,立体像片对的相对定向,是通过左右像片车架的空间运动来实现的,以便消除立体模型内各点的上下视差,从而实现恢复立体像对左右片在摄影瞬间的相对空间方位。

绝对定向是指“确定立体模型或由多个立体模型构成的区域的绝对方位,也就是确定立体模型或区域相对地面的关系”。绝对定向参数为七个。传统的模拟立体测图仪绝对定向,通常分成高程置平和平面对点两个步骤来完成的.立体模型的绝对定向,通常需要六个已知平高定向点,至少应有四个平高点。解析测图仪和机助测图系统,立体模型的绝对定向,是按三维正形变换算法,利用最小二乘法进行平差解算的。

2.2 区域平差和联合平差

区域平差也称“区域空中三角测量”,俗称“电算加密”,是“对整个区域网进行绝对定向和误差配赋”。区域平差目前一般采用独立模型法或光线束法。独立模型法是以单个立体模型为单元,而光线束法则以单张像片为单元。联合平差是指“摄影测量数据与非摄影测量数据的整体联立解算”。联合平差指“带辅助数据的解析空中三角测量”。辅助数据系指大地测量观测数据,例如地面距离、水平角、方位角,像片外方位元素,湖面点等高等条件。目前,联合平差主要是指,摄影测量数据与机载GPS 精确定位数据的同时整体解算。这是解析空中三角测量的一项重要进展,可以实现少地控或无地控空中三角测量。

3. 数据采集―测图

3.1地物采集

作业人员在完成立体模型的绝对定向后,需经专职质量检查人员联机检查,确认精度符合要求后,方可进行地物采集。应参照外业调绘片,在立体模型上仔细辨认,分类进行测绘.对于数字化测图,应按统一的地物编码系统分类进行采集,并且分层进行存储。同时采集的数据还应加上地物属性,以方便于同GIS 建立接口。为了便于在采集和编辑中明显地区分不同的地物,各种现状地物通常赋予相应的颜色。

3.2 地貌采集

航空摄影测量例2

航空摄影测量就是在航空器上利用航摄仪器对地面连续摄取地面相片结合地面控制点测量、调绘和立体测绘等步骤,绘制出地形图的作业。

航空摄影测量单张像片测图的基本原理是中心投影的透视变换,立体测图的基本原理是投影过程的几何反转。

航空摄影测量的作业分外业和内业。外业包括:像片控制点联测,像片控制点一般是航摄前在地面上布设的标志点,也可选用像片上明显地物点(如道路交叉点等),用测角交会、测距导线、等外水准、高程导线等普通测量方法测定其平面坐标和高程。综合法测图。内业包括:①加密测图控制点,以外业像片控制点为基础,一般用空中三角测量加密方法,推求测图需要的控制点、检查其平面坐标和高程。

解析空中三角测量

a.扫描像片b.立体观测:在精密立体坐标量测仪或解析测图仪上,立体量测加密点及框标在左右像片上的坐标.当作业人员通过观测系统使左右眼分别观察左片和右片,则可看到重建的立体光学模型。其他建立立体视觉的方法,包括:互补色法;偏振光立体眼镜法;液晶立体眼镜法等。

c.内定向:内定向是指根据量测的像片四角框标坐标和相应的摄影机检定植,恢复像片与摄影机的相关位置,即确定像点在像框标坐标系中的坐标.

d.相对定向:相对定向的含义是,恢复摄影瞬间立体像对内左右像片之间的相对空间方位.确定两个像片的相对空间方位需要5个参数.相对定向的数学关系通常用同名光线共面条件表示,即左右摄影中心至地面点的两条光线共面.相对定向一般假定左像片保持水平不变,右片相对左片的五个参数通常以基线分量Bx,By和右片的旋转角Ф,W,K表示.相对

定向方程式为非线性函数,需要将其线性化.相对定向至少需量测6个定向点,利用最小二乘法平差解算.

e.绝对定向:绝对定向也称大地定向,是指确定立体模型或由多个立体模型构成的区域的绝对方位,也就是确定立体模型或区域相对地面的关系.绝对定向参数为7个.

f.区域平差:区域平差也称区域空中三角测量,俗称电算加密,是对整个区域网进行绝对定向和误差配赋.区域平差目前一般采用独立模型法或光线束法.独立模型法是以单个立体模型为单元;而光线束法则以单张像片为单元。

g.联合平差:联合平差是指,摄影测量数据与非摄影测量数据的整体联立解算。联合平差也称,带辅助数据的解析空中三角测量。辅助数据系指大地测量观测数据,例如地面距离、水平角、方位角,像片外方位元素,湖面点等高等条件。目前,联合平差主要是指,摄影测量数据与机载GPS精确定位数据的同时整体解算。这是解析空中三角测量的一项重要进展,可以实现少地控或无地控空中三角测量。

h.加密成果:解析空中三角测量的成果,包括所有加密点的三维坐标和像片的外方位元素。每张像片外方位元素有6个,包括像片对应的摄影中心坐标和三个绝对角元素。

4.数据采集―测图

a.内定向:在立体测图仪上的内定向,是通过严格的装片来实现的,即使用对点器――一种精巧的放大镜,分别地将涤纶像片上的框标精确对准承片盘上的相应框标.从而就实现了恢复像片内方位元素.

对于解析测图仪,则只需将像片的基线大致平行于仪器的X轴.像片的内定向,是通过精确量测像片的四角框标,利用严密的解析公式计算求解,同时进行像片的变形改正.

b.相对定向:对于模拟型立体测图仪,包括机助测图系统,立体像片对的相对定向,是通过左右像片车架的空间运动来实现的,以便消除立体模型内各点的上下视差,从而实现恢复立体像对左右片在摄影瞬间的相对空间方位.解析测图仪的相对定向,与解析空中三角测量的相对定向算法相同,而且可以利用加密成果中的像片外方位元素直接进行安置,可以加快相对定向的速度.

c.绝对定向:传统的模拟立体测图仪绝对定向,通常分成高程置平和平面对点两个步骤来完成的.立体模型的绝对定向,通常需要6个已知平高定向点,至少应有4个平高点。

解析测图仪和机助测图系统,立体模型的绝对定向,是按三维正形变换算法,利用最小二乘法进行平差解算的。

d.地物采集:作业人员在完成立体模型的绝对定向后,需经专职质量检查人员联机检查,确认精度符合要求后,方可进行地物采集.应参照外业调绘片,在立体模型上仔细辨认,分类进行测绘.对于数字化测图,应按统一的地物编码系统分类进行采集,并且分层进行存储.同时采集的数据还应加上地物属性,以方便于同GIS建立接口.为了便于在采集和编辑中明显地区分不同的地物,各种现状地物通常赋予相应的颜色.

e.地貌采集:在传统的模拟测图中,包括机助测图中,地貌采集是由等高线描绘和注记高程点两个部分组成的。等高线的基本等高距,应按规范根据成图比例尺、地形类别及用图需要选定;计曲线则取基本等高距,即首曲线的5的倍数。

高程注记点,一般选在明显地物点和地形点上,依据地形类别及地物点和地形点的多少,其密度规范规定图上每10cm×10cm为5•20个点。

在解析测图仪上,地貌测绘可以有多种选择方式,除按等高线和高程注记点外,还可采用按程序控制的矩形格网或断面方式采集地形点。

5.原图编辑:地形原图编辑包括,对原图中地物地貌表示不合理之处的处理,相邻图幅的接边处理,以及道路、河流、街道等名称的注记。

6.原图清绘:在传统的模拟测图中,原图清绘的主要任务是在铅笔稿原图上进行清理着色,或者在聚脂薄膜上刻绘。

对于数字化测图,在经过图形编辑和审校后,可直接利用高精度绘图机绘制线划地形图,还可用磁介质提供数字地形图产品。

测绘地形图我们现在主要采用VirtuoZo 3.5,通过空三加密得出的左右影像叠加立体像对,利用计算机测绘出影片上按技术要求和比例尺要求应测绘的图形。

航空摄影测量是根据摄影过程的几何反转原理,置立体像对于立体测图仪内,建立起所摄地面缩小的几何模型,借以测绘地形图的方法的。

航空摄影测量的主题,是将地面的中心投影(航摄像片)变换为正射投影(地形图)。这一问题可以采取许多途径来解决。如图解法、光学机械法(亦称模拟法)和解析法等。在每一种方法中还可细分出许多具体方法,而每种具体方法又有其特有的理论。其中有些概念和理论是基础性的,带有某些共性,如像片的内方位元素和外方位元素,像点同地面点的坐标关系式,共线条件方程,像对的相对定向,模型的绝对定向和立体观测原理等。

立体观察的原理是建立人造立体视觉,即将像对上的视差反映为人眼的生理视差后得出的立体视觉(图3)。得到人造立体视觉须具备3个条件:①由两个不同位置(一条基线的两端)拍摄同一景物的两张像片(称为立体像对或像对);②两只眼睛分别观察像对中的一张像片;③观察时像对上各同名像点的连线要同人的眼睛基线大致平行,而且同名点间的距离一般要小于眼基线(或扩大后的眼基距)。若用两个相同标志分别置于左右像片的同名像点上,则立体观察时就可以看到在立体模型上加入了一个空间的测标。为便于立体观察,可借助于一些简单的工具,如桥式立体镜和反光立体镜。对于那种利用两个投影器把左右像片的影像同时叠合地投影在一个承影面上的情况,可采用互补色原理或偏振光原理进行立体观察,并用一个具有测标的测绘台量测。

航空摄影测量例3

中图分类号:P258 文献标识码:A 文章编号:

引言

经济的发展,时代的进步推动了科学技术的发展,在当前空间定位技术、计算机信息技术和传感技术的飞速发展时代,使得航空摄影测量几何定位方法实现了超前的进展,并且即将实现脱离地面控制的高水准。下面笔者就和大家一起探讨一下航空摄影测量影像定向技术。

1.航空摄影测量影像定向技术的发展

在当今这个数字摄影测量时代,人们是以3S技术为主要手段、以4D产品(DEM、DOM、DLG、DRG)生产为终极目标的。如何充分发挥当代航空摄影测量技术的优势进行4D产品的大规模生产并对相应数据库实施快速更新需要我们不断的努力探索。

航空摄影是在飞机上安装航空摄影仪,对地面进行垂直摄影,获取航摄像片或数字影像。航空摄影测量是利用航摄像片测制地形图的一种方法,与白纸测图相比,它不仅可使绝大部分外业测量工作在室内完成,还具有成图速度快、精度均匀、成本低、不受气候季节限制等优点。国家测绘部门一般采用航空摄影测量方法测制1:1万~1:10万中比例尺地形图,工程部门也用它来测制1:500~1:5000大比例尺地形图。

2.我国航空摄影测量影像定向技术的现状

目前,航空摄影测量主要有常规航空摄影测量、GPS航空摄影测量、DGPS/IMU航空摄影测量3种模式。航空影像的获取和影像定向方法的不同是这三种测量技术最主要的区别。航空摄影测量影像定向技术是借助大量地面控制点加密技术获取模型定向点来实现的。

通过GDPS/IMU来直接测定传感器的六个外方位元素,能够让客户认为价格是合适的。直接地面参考技术即GDPS/IMU能够将传感器数据或目标数据直接转化到一个本地或者全球的坐标系统,从而能够进行下一步的处理。将GDPS/IMU数据作为辅助信息用于对比小、没有明显特征的地区的空中三角测量的作业是很有用处的,但是直接用校正过的定向参数而不进行整体的空中三角测量,所能达到的地面精度,主要依赖行高度。对于几何模型考虑的比较简单,导致即使区域网结构十分完美且检校场及GDPS/IMU数据联合处理准确无误,直接地面参考所能达到的精度仍然难以满足大比例尺测图的需要。而基于DEM和DOM的航空摄影测量直接解具有地学编码、信息翔实等优点,并且能够轻易实现快速更新和实现变化检测的自动化与半自动化。

基于已知定向参数影像的航空摄影侧量直接解则需要满足一些要求。首先,必须能够从数据库中得到原有影像及它们的定向参数值;其次,影像的重叠度和约束点的分布必须满足稳定的几何构造,以保证达到较高的精度;并且新旧影像在内容上必须有相关性,这样我们才能提取同名点。

3.航空摄影测量影像定向作业的要求及实验

现代的航空摄影测量在作业上一般在航空摄影、地面控制和内业测绘上有一定的要求。在采用GPS航空摄影测量时一般会将动态GPS接收机与航摄仪固联以提高影像获取的质量。

一般在采用DGPS/IMU航空摄影测量时,都会在航摄仪上安装POS系统。根据不同的情况要选择不同的地面控制方案,以获得最佳的加密点坐标和像片外方位元素。内业测绘采用影像匹配技术识别同名像点,以完成地形和地物的自动测绘现行的4D产品生产中,一般按照单片内定向y像对相对定向y单模型绝对定向y立体模型测绘的流程进行作业,仅仅是在DGPS/IMU航空摄影测量之直接对地目标定位方法中探讨如何利用POS系统获取的影像定向参数进行模型恢复的有关理论和方法。

摄影测量加密和直接对地目标定位是航空摄影测量几何定位的两种方式。摄影测量加密的含义是将获得到的影像坐标和地面的控制点或者是影像的外方位元素作为带权观测值进行整体光束法区域网平差,从而获取影像的定向参数和目标点的空间坐标,这样可以对立体模型测图提供目标定位定向的控制点和高精度的对地目标定位。

直接对地目标定位是在获得高精度影像外方位元素的前提下,利用立体像对上同名像点的像平面坐标按照空间前方交会理论计算出相应地面点的物方空间坐标,以直接确定物点的空间位置,从而实现4D产品的生产。现行的4D产品生产都是利用摄影测量区域网平差所获得的加密点作为模型定向点用的,不会直接使用影像外方位元素来恢复立体模型。所以,现行规范中并没有规定影像外方位元素的精度。一般说来,只要加密时在单个模型上量测了足够多的加密点,且加密点精度符合限差要求,据其进行单个模型的绝对定向就能建立可量测的几何模型,进而可提取符合要求的三维空间信息。利用现行摄影测量加密方法获取的影像外方位元素进行直接对地目标定位完全可以满足测绘地形碎部点的精度要求。

4.航空摄影测量影像使用的前景

对于同一地区利用已知定向参数的影像进行新影像的定向的理论和方法,通过模拟和实际试验证实了方法可行性,纯粹利用两期影像进行联合光束法区域网平差所确定地面点的精度可满足规范要求,可真正实现无需地面控制点的航空摄影测量作业,这对于减少摄影测量外业控制测量、地形图修测、地理信息数据库快速更新、多时相遥感影像的自动变化检测等具有十分重要的意义。符合规范精度要求的摄影测量加密方法获取的影像外方位元素可以直接用于影像的定向以构建立体模型进行4D产品的生产,而由POS系统提供的影像外方位元素带有较大的误差,目前还难以直接用于摄影测量中提取三维空间信息。当前数字摄影测量时代可以让 3种摄影测量模式共同存在,航摄影像的定向手段也变得丰富多彩,从而使得摄影测量作业也越来越轻松。

结语

在当前常规摄影测量的加密技术比较成熟,也得到了普遍的应用,而GPS辅助空中三角测量则比较经济实惠,POS直接传感器定向技术也越来越成熟。就基础地理信息的获取而言,应当根据不同的情况采取不同的技术方案,才能够减少消耗以获得最大的利润。常规摄影测量方法在交通便利、地势平坦地区的大比例尺地形测图中应该要重点的进行使用。而无地面控制GPS航空摄影测量技术则可以在困难地区、无图区或者人员不能通达地区普及使用以获得基础地理信息。POS航空摄影测量方法则可以在正射影像图制作、小范围的4D产品更新等应用中进行使用,而且在城市大比例尺测图和一些具有比较高水平的科研项目上,POS系统的应用前景是相当可观的。为了能够经济、快速的获取地球空间信息,应尽快完善POS系统与其他传感器的集成技术,不断的进行探索研究,从而达成理想的目标。

参考文献

[1]袁修孝.POS数据用于立体模型恢复时的上下视差分析[J].武汉大学学报(信息科学版).2007(10)

[2]明洋.机载POS系统视准轴误差检校[J].武汉大学学报.2006(12)

航空摄影测量例4

中图分类号:C35文献标识码: A

引言:随着陆地资源卫星、机载激光雷达、星载SAR等计算机技术、信息技术与测绘技术的快速发展,使航空摄影测量技术获取空间数据的方式从传统的野外测量单一方式发展成为内外业综合、以内业为主的数据采集方式,推动着航空摄影测量技术快速发展并取得巨大进步。特别是数字航空摄影测量技术,广泛应用于城市建筑、城市交通、考古、矿山测量、水利工程、工业测量、地质等各个领域,己经成为航空摄影测量领域的研究热点。本文将就数字航空摄影测量的发展、应用领域、数据处理关键技术以及技术难点进行相应的分析与总结。

1数字航空摄影测量的发展和应用领域

自21世纪初数字航空相机问世以来,ADS40推扫式数字航空摄影仪、DMC数字航空摄影仪、UCD航空摄影仪和SWDC数字航空摄影仪也不断涌现,再加上与近几年出现的C PS技术、数码扫描技术、惯导技术、激光扫描技术、雷达等高端精确技术的紧密融合,出现了诸如C PS辅助航空摄影测量、POS辅助航空摄影测量、L1DAR激光测高扫描系统、SAR合成孔径雷达成像系统等新型数字航空摄影测量技术。而且数字航空摄影测量应用领域非常广泛,包括地图数据更新、土地测量、资源环境管理、城市规划、专题制图、地质地理信息获取、农林业地理信息获取、城市建筑、水利工程、城市交通、考古、医疗、矿山测量、工业测量、生物、材料力学等。

2数字航空摄影测量数据处理关键技术

2. 1空中三角加密

应用VirtuoGoAAT + Pat-B自动空中三角加密模块,将数码航空像片作为空中二角加密的原始数据,应用Pat-B平差软件进行光束法区域网平差。通过内定向、公共连接点转刺、相对定向等航空摄影测量内业方法进行空中三角网构建,然后将航空摄影测量外业控制点成果与POS数据导入系统并按照严密的数字模型对其进行区域整体平差,从而得到优化后的外方位元素与加密点成果。将航空摄影测量外业分区作为航空摄影测量内业空中三角加密的基本单元,利用数字航空摄影测量系统采集像点坐标,应用解析空中三角平差程序解算大地坐标。值得注意的是,加密分区间参与大地定向的公共像控点必须同点号及同坐标值,即公共像控点必须是唯一的。另外,加密限差要按照测绘类国家标准GB7930-87 《1: 500 1: 1 0001: 2 000地形图航空摄影测量内业规范》的相关规定执行。加密分区间必须要接边,而且作业完成以后还要填写图历表,输出作业说明、加密点分布略图、加密点坐标、外业控制点分布略图、外业像控点坐标、检查点坐标、大地定向、接边点坐标以及检验报告等加密成果。

2. 2DOM(数字正射影像图)数据生产

1) DOM数据生产技术路线

本课题研究采用Virtuozo全数字摄影测量系统工作站制作1: 1 000 DOM。在Virtuozo全数字摄影测量系统工作站中,导入空中三角加密成果恢复测区并创建立体像,对生产区域DE M(即数字高程模刑)数据,利用特征点、特征线参与计算修改生成DEM。应用DE M数据对原始影像进行数字微分纠正(即直接应用计算机对数字影像进行逐个像元的微分纠正),运用自动生成的镶嵌线对整个测区的模刑正射影像进行无缝拼接,完成DOM,并按照40 cm x 50 cm矩形图廓对DOM进行分幅裁切,最终完成DOM数据生产。

2) DEM生产

应用空中三角加密成果,自动创建测区立体模刑以及参数文件,生成核线影像(epipolar image) 。 DEM数据采集时,应用影像自动相关技术,生成DE M点或者视差曲线,并且在视差曲线编辑过程中保持合理的视差曲线间隔。DEM点或者视差曲线应该切准地面,从而真实地反映出地形态势。

3) DEM建立

根据加密点直接按照区域生成大范围区域DEM,并通过引入特征点、特征线及特征面等数据生成三角网,进行插值计算,最后按照2.5 m x2.5 m网格间距建立DEM。

4) DOM生产

应用DEM数据对原始影像进行数字微分纠正,按照分区对测区内影像以像元大小为0. 1 m进行双线性内插或者三次卷积内插法进行重采样,生成分区DOM,再利用自动生成的镶嵌线对整个测区的分区DOM进行无缝拼接,最终完成DOM。其中,在DOM接边过程中高大建筑物投影差产生的接边倒影,可以运用调换左右片生成正射影像进行贴补,从而实现高大建筑物的无缝接边。

5) DOM检查修补

对DOM进行检查,看看是否失真或者变形,特别是高大房屋、道路、桥梁,是否出现房屋重影、房角拉氏、桥梁扭曲变形、道路扭曲变形等现象。如果出现DOM失真或者变形,应该重新采集生成DEM、重新进行数字微分纠正,保证DOM无误。对于DOM出现的局部模糊或者重影情况,可以通过贴补纠正后的单区DOM进行修补。

6)影像匀色

为了保证镶嵌无缝拼接后的DOM色彩一致、均匀,针对航空摄影过程中所出现的色差问题,可以对生成的DOM进行单影像色彩调整或者多影像色彩均衡的色彩纠正。例如,可以选取几个具有代表性的图幅,对测区中代表不同地貌的影像图进行匀色,并分析匀色效果,调整出一幅符合整个航空摄影测区颜色信息的标准样图。再根据标准样图,对DOM进行全自动色彩调整平衡处理,确保最终的DOM整体色彩一致、均匀,即影像纹理清晰,影像层次感丰富,影像色彩真实,影像反差适中,影像色调饱满正常,不同影像的色彩过渡自然且色调一致。

7) DOM镶嵌

相邻的DOM在空间与几何形状上都要精确匹配。另外,要进行可视化检查,保证相邻DOM中的地面特征没有偏移。最后,要尽可能应用镶嵌线避开因高程特征导致的偏移与错位,并尽量保证地物的完整性。

8) DOM检查

首先,运用空中三角加密的保密点对DOM进行检查,当同名点的平面差异较大时,应对其原因进行查明,在必要时甚至要返工;其次,相邻DOM镶嵌处接边不得有明显的接边痕迹,不应该大于4个像素,对于满足接边精度要求的DOM进行无缝拼接,不满足的必须查明原因并对其进行修改;最后,DOM镶嵌前,也要检查相邻DOM镶嵌处的颜色,确保其颜色过渡自然,不能有明显的色差。

9)DOM分幅裁切

按照GB /7930-87分幅规则,对DOM采用40 cm x50 cm的规格进行分幅裁切,确定图幅4个图廓点坐标为裁切范围,每幅面积为0. 2 km2。

10) DOM质量控制

应用目视检查方法对DOM图面进行检查,确保图面清晰、色调均匀、反差适中;其次,要保证DOM没有重影、纹理断裂、模糊等现象,DOM应该连续完整、色彩一致平衡、灰度无明显不同;再次,DOM中的地物地貌真实,无噪声、扭曲变形等缺陷;最后,DOM无漏洞。

3数字航空摄影测量技术难题

目前,数字航空摄影测量技术己经相当成熟,特别是数码相机的快速发展,为数字航空摄影测量数字化发展提供了基础条件。但是数码相机镜头畸变差较大,内方位元素也无法直接量取,导致数码相机无法直接在航空摄影测量中应用。另外,数码相机的幅面较小,而且幅面多为矩形,导致数字航空摄影测量的外业控制与内业处理工作量都较大。因此,以上技术难题己经成为数字航空摄影测量的技术难题与研究热点,如何破解以上难题,使数码相机真正成为航空摄影仪,具有非常重要的意义。

结语:数字航空摄影测量技术虽然是一门相对年轻的技术,但是其逐渐取代传统航空摄影测量技术己经成为必然趋势。加强对数字航空摄影测量技术的进一步研究,破解数字航空摄影测量技术难题,必将推动我国航空摄影测量技术向数字化航空摄影测量时展。

参考文献:

[1]尹鹏飞,王双亭,王友,孟丽艳,陈萍. 浅论摄影测量的发展现状与趋势[J]. 影像技术,2014,05:55-56.

[2]李少峰,张建霞,刘保还. 数字摄影测量像点量测精度检测方法研究[J]. 测绘技术装备,2014,03:25-28.

[3]王宗辉. 航空摄影测量技术的应用研究[J]. 价值工程,2014,30:235-236.

航空摄影测量例5

中图分类号:C35文献标识码: A

引言

航空摄影测量就是在航空器中安装摄影仪器,进而在空中对需要测量的地形进行摄影。随着我国经济的发展,地形变化的速度非常快,同时由于我国地形结构复杂,依靠传统的测量技术很难对特殊地形进行实地测量,因此借助航空摄影技术可以实现对复杂地形的测量,并且航空摄影测量可以缩短测量工作周期,提高测量数据的准确。

一、航空摄影测量技术的任务

目前我国航空摄影测量技术的任务主要包括对地形面貌的测量和非地形测量两种:

1、地形测量

地形测量是航空摄影测量的主要任务,它是通过对测量地形的摄影,加强对地形的了解,并且按照比例尺寸对摄影的对象进行准确的浓放,以此实现测量的目的。在地形测量中需要做好以下三点工作:一是要保证摄影图形的具体数据和图形,并且按照预定的尺寸比例对航空摄影的图片进行数据还原,并且根据还原的数据图像,建立相应的图片库;二是要建立数据库,航空摄影要根据对地形的数据分析建立相应的数据库,掌握数据的不同分类以及数据之间参数的变化情况,以此实现在航空摄影时实现测量的数字化;三是积极掌握测量地形的相关数据,并且根据掌握的数据情况完成对地形的整体测量,最后实现摄影图像的真实还原。总之在航空摄影测量的时候要进行合理的分工,保证摄影的图像数据真实、准确,使测量数据更加符合标准。

2、非地形测量

航空摄影测量技术不仅仅应用在地形测量领域,其还应用在许多其它领域。非地形测量不是以测量地形为目的,而是通过对地形的摄影观察地形的变化,以此更加地形变化发现其中的问题,比如航空摄影技术应用在军事领域中,就可以通过航空摄影技术对某一区域内进行军事侦察,以此观察该地形是否存在军事设备以及该地区的变化情况;航空摄影技术应用在工程领域,通过航空摄影技术可以对地形进行勘测,分析该区域是否存在矿物质等,以此实现对该区域的合理开发利用。航空摄影技术的非地形测量功能被越来越多的领域所应用,其发挥的价值也越来越大。

二、航空摄影操作的关键和方式应用

1、摄影精确,设计科学

在航空摄影测绘的过程当中需要先对摄影实施准确的计算,从而令别的相关要求都有一个很好的发展,同时需要注意的是要优化航拍的设计。摄影办法是要先确定好摄影的地点以及实施一个适合的角度摄影从而能够进行准确的设计计算。进行摄影测绘必须要切合现实情况,利用适合的比例来对收集到的数据以及图像进行还原,此外还需要添加一个大比例尺的数字图,增加摄影的准确因子,增强摄影高度、比例尺、以及摄影的焦距以及图像的清晰度,经过以上的因素从而对摄影设计进行优化。另一方面,对图像进行还原的方案必须要是科学合适的,图片以及数据的收集设计需要有根有据,需要依据实际的图像从而进行数据以及图片的收集相关设计,测绘不能仅仅关注在绘制图像上,应当具有数据性的图像视频。

2、收集精确,处理科学

在航空摄影测绘过程当中需要对摄影器械摄影收集到的数据以及图片实施精确的计算分析,收集的方式要合理,满足相关的指标要求,利用精确的定位以及摄影的方式是科学合理的,从而使摄影的结果更加的切合实际情况、更加的精确。另一方面实施摄影的相关作业人员也需要对于摄影的方法有个准确的认识,根据摄影的高度不同,所采用的摄影办法都要根据实际做出调整。同样需要关注的是相关数据的处理方式,处理方式需要通过反复的分析探究以及相关人员的反复推算,从而可以完成对于各种数据的科学统计分析,因此令航空摄影测绘工作能够很好的被执行。航空摄影首先要在使用的飞机外体组装好测绘过程当中所需要使用到的相关装置,因此能够对地面实施竖直摄影,从而得到有关的图像视频,指导数据的采集朝着自主化以及数字化方面进行开发。

3、质量检测精确,结果提交科学有效

在实施航拍测绘的最终阶段需要针对收集到的相关数据实施高要求的检测,对于摄影的整个过程实施精确审核以及研究,从而达到整体的质量准确性标准,此外在最终阶段的检测作业中必须要把控好质量的这个标准。针对摄影的方式要增加每个操作单元智联的相互联系,能够分辨出各个操作单元之间的异同点,对于摄影的具体项目实施整体的计算,同时对于计算得到的结果要进行多次推导验证,验证结果是否符合实际情况,增加其真实性。此外对于数字的准确度、数据的完整性以及精确性都要实施验证,而进行验证的部门都是相关的质量检测部门,对于检测和验证的过程都需要依照相关的要求,将合同中的规定作为依据。在检测合格之后再实施相关的验证,如果出现检测资料不达标则验证部门能够拒绝验证。

三、航空摄影测量新技术的应用

1、数字航摄仪DMC

DMC航空摄影相机是利用四个多频率的接收器分别接收红、蓝、绿三色光以及近红外数据;而四个全色传感器分别捕捉的影像,依靠少量的重叠区域生成一个大的768013824镶嵌影像。此系统能够在各种光线环境中,通过调整相机的曝光时间,保证图片的质量,该系统对于地面的分辨率能够达到5cm。低空数字航空摄影测量以2000万像素以上的小像幅数码相机为传感器,采用无人飞机进行低空航摄,具有机动、快速、经济等优势。此种技术可以在较短的时间内获得部门地区较为准确的高分辨率的数字图像,另外对于天气以及机场的依靠性较小,目前已经被广泛的应用在应急保证、防灾减灾、图形测绘等方面。

2、IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术

GPS,即是全球定位系统,运用在航空摄影测绘后,利用空三素的办法得到角元素,从而完成了部分直接得到投影光束。IMU/DGPS,即是惯性测量单元/差分GPS,运用在航拍之后,能够直接取得三个线元素以及三个角元素,极少需要甚至不需要地面控制点就能够实施航空摄影测绘,从而大大的简化了摄影测绘工作。IMU/DGPS协助航空摄影的工作原理是利用了IMU、DGPS两种新技术的综合分析验算,从而得到了具有十分高的准确度的航空摄影测绘相关的概念、技术以及方案。

这种摄影方法的工作方式是首先利用组装在飞机外体上的GPS接收装置或是地面站点的GPS接收装置,进行持续的并且同步的检测太空中的GPS卫星信号,接下来是利用GPS载波相位测绘差分定位技术的协助从而得到了航空摄影仪的有关定位数值。IMU/DGPS技术能够直接的得到每一张摄影到的图片外方位元素,把其当作加权检测值参加到摄影测绘区域网的平差,因此得到了准确度更加高的图片外方位元素结果,这种测绘的方法叫做IMU/DGPS协助航空三角测绘方法。高准度的差分GPS与惯性测绘部分得到航拍的曝光时间的图像定位期空间位置,之后再针对去实施变差的更正,因此得到个各张图片的高准度外方位元素的方法称作直接定向法。

3、LIDAR激光测高扫描系统

LIDAR激光测高扫描系统通过GPS辅助空中三角测绘技术,能够减小地表的控制点,减短测绘时间,降低成本,可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。

结束语

航空摄影测量技术的发展,为我国的经济发展提供了重要的贡献,带动了测量技术的发展。航空摄影测量技术的广泛应用,突破了地形复杂、摄影周期长等一些弊端,促进了我国测量事业的发展。

参考文献

[1]马涛.航空摄影测量中新技术应用与发展[J].科技资讯,2013,36:32.

航空摄影测量例6

[中图分类号] P271 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-7-325-1

0引言

目前,我国在航空事业上取得了很大的进步,例如空间定位技术、计算机信息技术以及遥感技术,由于这几项技术都取得了质的发展,所以也促进了航空摄影测量定向科学技术的发展。本文主要对现代航空摄影测量加密方法做一个简要得分和探讨。

1航空摄影测量影像定向技术的发展

进入21世纪以来,数字化摄影测量技术的快速发展,航空摄像测量技术通过对定向参数进行分析,初步确立了航空摄影测量影像定向技术。随后,人们主要以3S技术为主要测量手段、以4D产品(DEM、DOM、DLG、DRG)生产技术为辅的测量技术,广泛应用于航空摄影测量影像定向应用中。我们如何充分利用当代航空摄影测量技术的优势,进行4D产品的大规模生产,并对相应数据库实施快速更新,是一个值得关注的问题。同时我们应该充分利用现在的航空摄影测量技术的优势,发展我国的航空测量事业。

2我国航空摄影测量影像定向技术的现状

目前,航空摄影测量主要有常规航空摄影测量、GPS航空摄影测量、DGPS/IMU航空摄影测量3种模式。航空影像的获取和影像定向方法的不同是这三种测量技术最主要的区别。航空摄影测量影像定向技术是借助大量地面控制点加密技术获取模型定向点来实现的。通过GDPS/IMU来直接测定传感器的六个外方位元素,能够让客户认为价格是合适的。直接地面参考技术即GDPS/IMU能够将传感器数据或目标数据直接转化到一个本地或者全球的坐标系统,从而能够进行下一步的处理。将GDPS/IMU数据作为辅助信息用于对比小、没有明显特征的地区的空中三角测量的作业是很有用处的,但是直接用校正过的定向参数而不进行整体的空中三角测量,所能达到的地面精度,主要依赖行高度。对于几何模型考虑的比较简单,导致即使区域网结构十分完美且检校场及GDPS/IMU数据联合处理准确无误,直接地面参考所能达到的精度仍然难以满足大比例尺测图的需要。而基于DEM和DOM的航空摄影测量直接解具有地学编码、信息翔实等优点,并且能够轻易实现快速更新和实现变化检测的自动化与半自动化。基于已知定向参数影像的航空摄影侧量直接解则需要满足一些要求。首先,必须能够从数据库中得到原有影像及它们的定向参数值;其次,影像的重叠度和约束点的分布必须满足稳定的几何构造,以保证达到较高的精度;并且新旧影像在内容上必须有相关性,这样我们才能提取同名点。

3现代航空摄影测量加密方法模型

目前的航空摄影测量加密技术主要以加密基本数学模型为基础,因此就需要

对其内部构建的模型进行较为系统的剖析。首先,基于坐标基准之上的常规光束法区域网平差模型,需要对所涉及的坐标进行测量,以此构建独立的数字加密模型,并形成数字投影测量模型。借助众多坐标的组建将其影响外方位元素的参数进行设置,以实现内部方位元素的准确度。从而根据像点的种类以及数量建立误差方程,以用来测量。其次,GPS辅助光速法区域网平差其主要基于光速法区域平差常规基准之上,借助GPS技术进行三维空间观测值的确定,并稳定数据传输与观察的链接程序。将GPS系统放入到系统内部,通过三维坐标系的设立,最后可获取较为精确的区域位置。最后,POS辅助光束法区域网平差,其主要基于GPS光束法区域网平差的理念之上,将IMU技术融入其中,借助航空测量技术将其航摄仪姿态角进行捕捉,以此实现带权观测值的获取,并通过此途径与POS数据相契合。但是由于该项技术对其摄影设备有着较高的要求,每次IMU的三维坐标轴的角度与其轴线都要求必须平行,并且还需要在轴系之间留有一定夹角,因此很难一次性完成,在拍摄的过程中为了保证MIU的精准性,最后将航摄仪姿态角设置为带权观测值,所获取的数据收入到区域网平差之中。

4加密技术的方法试验

任何数学模型都有着不同之处,针对其特性势必需要建立一种新的加密系统,首先其需要以WUCAPS为基准,随后将数字影像与自动化测量结合起来,这样所获取的结果,并不是最后可以用于测量的最终结论,必须进行检测。第一,不同的摄影技术与技术参数都必须根据其特性建立航摄负片,在借助WuCPS技术与JX-4测量技术的基础之上,进行自动化测量,主要在控制点内部的平面性质的坐标上体现其效能,与此同时,WuCPS系统通过采用连续法可以将不同时期所监测到的点进行整理,这时不同方位的元素便可以得到确认,其也归属于POS系统测量技术主要以影像外的方位元素的采集为工作的主体。第二,为了得到精确的数据,在加密处理环节需要借助专业的模式进行处理,并对其理论精度给予设置。第三,加密需要采用较小的加密模式进行。所有需要加密的点都需要以4D产品需求的基本满足点为基础,使其能够适应较为复杂的地理地势。除此之外,POS系统的辅助光束法区域网主要涵盖了四个高程检查点,这时候难免出现残差值,将会导致其值大于预期权限,因此,在检测的过程中必须对加密精度严加把关。此外,另一种加密技术GPS和POS辅助光束发只需要在所需要检测的区域设置四个平高地面控制点就可以实现加密的目的,并且效果较为突出。

5结束语

伴随着经济的飞速发展与进步,现代航空摄影测量技术正逐渐应用在各种地质环境与地区的监测之中,但在加密技术研究与应用方面还需要进一步的完善。因此,在未来的航空摄影测量技术的研发与使用方面,必须大胆创新,积极学习较为先进的科学技术,借助信息化网络将其不断完善起来,以达到全面促进航空摄影测量行业发展的目的。

参考文献

航空摄影测量例7

中图分类号:C35文献标识码: A

前言

航空摄影测量就是在航空器中安装摄影仪器,进而在空中对需要测量的地形进行摄影。随着我国经济的发展,地形变化的速度非常快,同时由于我国地形结构复杂,依靠传统的测量技术很难对特殊地形进行实地测量,因此借助航空摄影技术可以实现对复杂地形的测量,并且航空摄影测量可以缩短测量工作周期,提高测量数据的准确。

一.工程概况

测区地处天山南麓、塔里木盆地北缘,包括新和县西部大部分地区、拜城县南部地区、阿克苏市和温宿县东部地区、阿拉尔市北部少部分地区,总面积约7910平方千米。测区整体地势北高南低,却勒塔格山从测区中部东西方向穿过,是新和县与拜城县的分界线,却勒塔格山南部为洪积平原。

测区属温暖带及干旱气候,气候干燥,降水量少,日照充足,热量丰富,年均气温约10.8℃,年均降水量约77.7毫米,年均蒸发量约1882.3毫米,年均无霜期约208天,最佳作业期为4-10月。

1.1测区高程及相对高差

测区最高高程约为2124m,最低约为950m,平均高程约为1537m,相对高差约为1174m。

1.2 测区地形类别及图幅困难类别

1.2.1 测区地形类别为平地、丘陵地、山地、高山地。

1.2.2 测区航测外业平均困难类别为2.75类。其中像片控制点联测平均困难类别为3.0类,像片调绘平均困难类别为2.5类。

1.2.3 测区航测内业平均困难类别为2.75类。

1.3 居民地、道路、水系、植被等要素的分布情况与主要特征

1.3.1 居民地

测区居民地主要集中于测区西北部拜城县和测区西南部阿拉尔市,主要有拜城县察尔齐镇、温巴什乡、大桥乡等乡镇,阿拉尔市工业区及8团等。主要民族有汉、维吾尔、回、柯尔克孜等。各乡镇政府所在地已形成规划整齐的街区式居民地。

1.3.2 交通情况

测区内主要公路有G3012高速公路、S307省道,通往油田的英东路和英西路等。还有部分通往各乡、场的等级公路,其余为通往农村居民点、通往各油井的等外公路及机耕路。

由于G3012为全封闭高速公路,测区内只有一个出口,从高速公路进入测区作业极不方便。原G314国道伴行高速公路,个别路段与G3012重合,多处路段被破坏,道路不连续,要深入测区需绕行,交通不便。南疆铁路由东向西穿过测区。

1.3.3 水系

测区西北部有木扎尔特河穿过。测区内大部分为盐碱地和荒漠。测区内有大量开垦耕地,修建有人工沟渠用于灌溉。

1.3.4 土质和植被

测区北部为山地,中部、南部为平地。平地主要为沙地、盐碱地、小草丘地等。山地几乎无植被。大部分平地植被主要为荒草地、半荒草地、稀疏灌木林,个别地区分布有密集灌木林。

测区东部G3012高速公路南面以及测区西南部有大面积新开垦的耕地,部分耕地已形成林网化。

1.4 生活条件

测区附近有新和县、拜城县、阿拉尔市及农一师5团,均不在测区内,距测区约15千米,交通便利,有加油站,可作为生活驻地。测区南部部分地区无手机信号,通讯需备卫星电话。

二.GPS-PPK技术的工作原理分析

该技术通过一台用于同步观测的基准站接收机以及数量至少为一台的流动接收机来完成观测工作。基准站保持对GPS卫星的连续观测,而流动接收机则在初始化以后移动到每一个需要进行观测的点。流动站与基准站之间所接收到的同步数据经过计算机的整合以后就会变成线性组合,形成虚拟的载波相位,以此来确定接收机之间的相对位置。然后通过已知的基准站坐标来求解出流动站估测点的三维坐标。GPS-PPK技术虽然需要通过基准站来记录相关数据,但是不需要电台进行实时传输,并且有效距离超过30km,因此,应用范围非常广。

利用进行同步观测的一台基准站接收机和至少一台流动接收机对卫星的载波相位观测量;事后在计算机中利用GPS处理软件进行线性组合,形成虚拟的载波相位观测量值,确定接收机之间厘米级的相对位置;然后进行坐标转换得到流动站在地方坐标系中的坐标。

三.PPK技术的应用

3.1GPS-PPK技术测量方法的应用

基准站至流动站联测平面和大地高时距离不大于35Km,流动站观测的采样间

隔为1s,PPK观测历元数≥180个,观测次数两次,两次较差平面≤±20cm,高程≤±10cm。在进行GPS_PPK两次观测过程中,第二次需要重新初始化仪器。基准站和流动站有效观测卫星数≥5个,PDOP值≤6。每一测站施测过程中,采用GPS-PPK模式检测周边已有同等级以上控制点,检测点的平面、大地高较差均应≤±20cm。

3.2作业时使用的软件和设备

基准站点观测使用TrimbleR6型双频GPS接收机1台,流动站使用Trimble5800型双频GPS接收机2台,仪器均经过检定、自检且在有效期内。像控点计算采用Trimble Business Center v2.50软件。

3.3基准站的启动

首先设置好接收机和手簿中的基准站的PPK相关类型,将Trimble R6 型双频GPS接收机架设在具有2000国家大地坐标系的基准站点,使用GPS手薄与R6机头连接上,使用PPK模式启动基准站,输入基准站点的2000国家大地坐标系成果及仪器高度,设置完成后启动基准站,断开手簿与机头的连接。基准站启动后,仪器开始自动记录,观测的采样间隔为1s。

3.4流动站的观测

在像控点上架设好流动站,在手簿中将流动站设置成PPK观测的所需类型,然后进行初始化,等初始化完毕后开始观测,观测的采样间隔为1s,PPK观测历元数≥180个,观测次数两次。

四.航空摄影测量技术操作的关键和作业方式

4.1 摄影精确、设计科学

在航空摄影过程中要对摄影进行准确的计算,根据地形面貌以及摄影的焦距等进行各项指标的确定,同时也要对航拍进行科学设计,具体的摄影方法是要对摄影的地点进行科学选取,并且要综合考虑摄影的角度。为了保证摄影图片的清晰,要加大图像的比例尺寸,提高航空摄影的焦距以及图像质量等;对航空摄影的图像进行还原时一定要注意图像比例尺寸的大小,尤其是图像还原的数据要真实可靠,对摄影的图像要根据相关数据进行分析,当前对于航空摄影的图像绘制还原不仅仅体现在绘制图像上,还要制作相关的数据视频。

4.2 空中采集准确,数据处理合理

在航空摄影测量中一定要保障测量的数据和图像的准确性,因为摄影的数据和图像不准确,那么根据摄影的图像和数据而来的地形面貌结论就不正确,就会影响摄影测量的效果,因此首先要保证航空摄影的图像、数据的采集准确,一是要规范航空摄影过程操作的规范性,根据不同的摄影位置选用不同的摄影技术和摄影方式。二是要保证摄影人员具有较强的摄影技术,摄影技术的好坏直接影响摄影数据的准确与否,摄影技术高的人可以根据不同的摄影环境和要求选用合适的摄影方式,能够根据摄影目的的不同,选用不同的摄影角度;其次对摄影的图像的数据处理要采取科学的方法,对数据的处理要经过科研人员的反复论证与计算,以此保证数据处理的科学性,实现航空摄影任务能够按照预定的要求实现,一是在航空器中安装摄影仪器,并且调整焦距和摄影角度,实现对地面的垂直拍摄,并且对拍摄的图片进行自动信息采集和处理;二是在数据的处理过程中一定要才起绘制比例尺进行测量,绘制的方法主要采取模拟法和解析法,以此强化数据的准确性和精确性。总之数据采集所采取的的方式一定要科学,并且对于数据的处理一定要准确,以此提高航空摄影测量整体的精确性。

4.3 质量检查准确,成果提交合理

基于航空摄影测量的重要性,因此要提高对航空摄影测量结果的准确性,具体的措施:①要对测量的最后阶段进行重点检查,对摄影的整个过程进行整体的分析与确认,保证整个摄影过程的精确。由于阶段的检查工作是保证航空摄影数据准确的关键环节,也是保证数据准确的最后一道防线,因此一定要认真分析各个环节的操作步骤,分析各个操作步骤的差异性,进而从整体上对测量结果进行计算;②检查单位要切实履行其职责,规范检查工作流程,明确检查依据。质量检查机构是检查航空摄影测量数据的机构,质量检查机构要根据合同规定的权限对航空摄影结果进行检查,对于提交的资料经过检查符合合同规定的,要给予验收,而检查资料不合格时,检查机构可以拒绝验收,并且将拒绝验收的说明反馈给相关部门。对于验收合格的要把摄影数据提交给相关部门,并且要验收内容标记,以便相关部门开展工作。

结束语

航空摄影测量技术的发展,为我国的经济发展提供了重要的贡献,带动了测量技术的发展。航空摄影测量技术的广泛应用,突破了地形复杂、摄影周期长等一些弊端,促进了我国测量事业的发展

航空摄影测量例8

中图分类号:P23 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)04(b)-0037-04

自2000年第一台真正意义上的数码航摄相机并投入使用以来,数码航空摄影测量一直在争议中不断发展。经过10多年的发展至今,数码航摄摄影已基本取代了传统光学胶片航空摄影[1]。在此期间受限于CCD尺寸、存储设备、数据传输速率、计算机技术和光学镜头工艺水平等等技术限制,为获取更高的航空摄影效率和精度,不得不使用额外的设计,由此衍生了多种多样的数码航摄仪。

按照成像方式一般可以将数码航摄仪分为单一大面阵,多镜头、多CCD合成大幅面框幅式和线阵推扫式几大类[2]。很难用一个统一的标准去衡量这些数码航摄仪的优劣,他们各有特点,适用于不同的领域。

本文介绍的以色列VisionMap公司设计生产的A3数码航空摄影测量系统是比较特殊一种。这种数码航摄仪使用了多种尝试和创新,并取得了成功。本文主要介绍并分析了A3数码航空摄影测量系统的一些原理和技术。

1 A3数码航空摄影测量系统的组成和特点

A3数码航空摄影测量系统是一整套不可分割航空数码系统,主要包括空中和地面两大部分。空中设备主要有:航摄仪、控制存储设备、飞行导航管理系统(图1)。

地面数据后处理系统(图2)由后处理软件和硬件组成,主要功能包括:飞行设计、数据下载、数据准备、和数据处理。可自动完成空中三角测量并生成DSM、DOM、倾斜影像、拼合后常规大幅面立体模型等产品。

整套A3数码航空摄影测量系统的特点。

(1)影像获取非常高效,是同类数码航空摄影系统的2~4倍。

(2)一次飞行可同时获取垂直和倾斜影像。

(3)无需控制点和IMU设备就可获取高精度结果。

(4)全自动的空中三角测量、DTM、大面积正射影像成图及镶嵌。

(5)数据处理能力非常强大,可在2~5天时间内处理5000平方公里的影像数据。

2 A3数码航空摄影测量系统主要原理和技术方法

2.1 物理结构

它使用双量测数码相机刚性固定组合,垂直行方向摆动扫视拍摄(图3)。单个量测数码相机焦距300 mm。目前最新型号A3相机中单相机获取的影像(以下称子影像)幅面4006×2666像素,像素大小0.012 mm,摆动最大扫摄视场角104度(图4)。

2.2 扫视拍摄方式

单方向匀速摆动扫视拍摄后快速回摆,每台相机获取每秒可获取3~4幅子影像。

一个扫视周期内获单个相机最多可获取33幅子影像。

两台相机同时获取的子影像之间重叠度不少于2%,扫视方向上相邻子影像重叠度不少于15%(图4)。

单次摆动扫视后的的影像通过纠正后可合成幅面达62000pix×8000pix的大幅面中心投影影像(图5)。

2.3 覆盖能力

扫摄视场角104度,设航高H,理论上其单张大幅面影像覆盖宽度为:

2H×tan52=2.56H

即覆盖宽度为航高的2.56倍。

但是为保证正射影像的合理性,需要以传统光学胶片航摄相机旁向重叠25%(平地、村镇)和40%(山地、城区)情况下的地物投影差为界作为分类标准[3],将获取的大幅面影像分为正射影像和倾斜影像两个部分(图6、图7)。

为保证正射影像区域的地物投影差满足要求并存在一定的重叠度,使用A3数码航摄仪拍摄时旁向重叠度在平地、村镇地区一般需要大于60%。在山地、城区执行航空摄影时为保证效果,其旁向重叠度应大于80%。

此时在相同飞行高度情况下A3数码航摄仪的航线间隔略优于其他数码航摄相机,但是考虑到A3数码航摄像机获取同样地面分辨率的影像时,其飞行高度一般是同类数码航摄相机的1.5~3倍,所以在获取同样地面分辨率情况下,其正射影像区域覆盖能力也是同类相机的1.5~3倍(表1、表2)。

2.4 无控制点获取高精度结果的原理和方法

A3数码航摄系统携带有双频GPS,可实时记录每张子影像的位置信息。通过地面基站或事后精密单点定位技术解算获取每张子影像的精确位置精度可达2~20 cm[4]。

扫摄时同一周期内获取的相邻子影像重叠度大于15%,相邻周期直接对子影像重叠度(航向方向上重叠度)大于56%,相邻航带旁向重叠度在60%以上,所以同一地物可出现大量的影像上,这些地物各自对应一组独立的子影像位置信息(图4、图8)。

通过大量重叠子影像,充分利用多目视觉[5]、多基线匹配技术[6],对同一地物可获取大量匹配数据。构建三角网非常紧密,可同时获取大量的冗余结果,这些结果通过平差解算足以以一个较高的精度趋近真实值。(图9)。

在航向方向上相邻影像由于基线非常短,投影差很小,有助于提高匹配数量、匹配精度、定向精度进而提高平面精度[7]。

在相邻航带之间,由于旁向重叠度一般大于55%,可以同样可用于匹配、量测等作业。而相邻航带之间视场角很大,可充分利用基高比大的优点获得很好的高程精度和人工量测精度[5](表3)。

正射影像和倾斜影像均参与匹配和平差,同一地物不同角度的数据均参与计算,可以有效验证精度的可靠性。

综合以上各种有利条件,通过光束法区域网平差和其自创的验证算法,A3数码航空摄影测量系统理论上可以在无控制点的情况下获取较高的精度。

2.5 拍摄过程中各种位移补偿方法

相比于传统数码航摄相机,A3数码航摄相机在拍摄过程中存在不仅在飞行方向上存在位移变化,在其摆动扫摄方向上也存在的位移,并且没有陀螺稳定座驾补偿飞机飞行过程中震动和姿态变化带来的位移。必须通过设计补偿以上各种位移。

A3数码航摄系统通过全局快门曝光模式缩短曝光时间,此模式下所有像素同时曝光,可以保证所有像素在曝光时刻精度的一致性。

基于加速度传感器和实时GPS的数据,通过编码器计算所需要补偿的参数,并通过此参数控制一个特殊的内置镜头组做微小的姿态变化,从而达到补偿各种位移和角度变化的目的。其补偿方式和消费级单反数码相机的光学稳定系统(俗称镜头防抖)相同,但VisionMap声称其合作的镜头和相机后备提供商(佳能公司)做了特殊的设计,使其性能比一般消费级的光学稳定系统好。

在实际的飞行中,通过获取的影像也表明这一方式可以有效补偿像素位移[8](图10)。

3 数据后处理的能力和方式

数据下载后通过地面基站或精密单点定位技术计算每张子影像的高精度位置信息。以这些位置信息为基础进行匹配和区域网平差。

通过光束法区域网平差计算改正后合成大幅面影像的虚拟相机的自检校参数,并输出立体模型和纠正后的大幅面影像供立体测量使用。

评估精度并可生成DSM、DTM,同时可以计算、整理、生成并输出倾斜影像和正射影像。

在此过程中A3数码航摄相机分散的数据结构非常适合分布式作业,处理时间可以随着后处理硬件设备的数量和能力稳步提高[9]。

4 结语

A3数码航空摄影测量系统通过一系列巧妙的设计使其性能确实达到了其声称的标准。

在获取倾斜影像时,只能获取旁向方向上两个角度的倾斜影像,飞行方向上两个角度的倾斜度并不高,其应用有一定的限制但能满足大部分需要。

通过分析可以看出在获取地面分辨率低于10 cm时有很大优势,在获取优于5 cm影像时,其效率开始大幅下降。

当获取10~25 cm分辨率时,A3数码航空摄影测量系统效率是其他数码航摄相机的2~4倍。

当地面分辨率低于25 cm时,其飞行高度将大于7500 m。在此高度上执行航空摄影,对天气、能见度、飞行器的要求有了非常苛刻的要求,制约了其获取更低分辨率提高效率的能力。当对分辨率要求不高时,同类数码航摄相机可以通过提高飞行高度以达到相同地面覆盖效率。

虽然通过一系列的补偿装置有效减少了各种位移带来的影响,但是A3数码航摄相机300 mm的超长焦距,飞行时相对较高的高度,使其依然无法使用较慢的快门速度,对光照和能见度要求相对较高。

无控制点后处理方式和多基线、多目视觉的应用非常值得借鉴,将大幅提高作业效率和精度。

参考文献

[1] 张祖勋.数字摄影测量的发展与展望[J].地理信息世界,2004(3).

[2] 韩磊,蒋旭惠.几款数字航摄相机的应用与比较[J].城市勘测,2006(5).

[3] GIM International Magazine,Dr.Yuri Raizman,Flight Planning and Orthophotos.

[4] 张小红,刘经南,Rene Forsberg.基于精密单点定位技术的航空测量应用实践[J].武汉大学学报:信息科学版,2006(1).

[5] 赵梅芳,沈邦兴,吴晓明,等.多目立体视觉在工业测量中的应用研究[J].计算机测量与控制,2003(11).

[6] 张剑清,胡安文.多基线摄影测量前方交会方法及精度分析[J].武汉大学学报:信息科学版,2007(10).

航空摄影测量例9

中图分类号:O434 文献标识码: A

一、摄影测量与遥感的发展的重要作用

从摄影测量与遥感的发展来看,在近三十年来,摄影测量与遥感技术已经进入了测绘、农业、林业、水利、气象、资源环境、城市建设、海洋、防灾减灾等各个行业,在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。从上世纪七十年代后半程起,摄影测量已经开始从模拟摄影中跨越出来,已经进入了数字摄影阶段,摄影测量正在经过传统测绘技术向数字化测绘技术体系的转变。

(一)摄影测量与遥感有利于推动测绘技术的进步

从二十世纪七十年代后期开始,我国的摄影测量经过了一个系统的转变。摄影测量逐渐从模拟摄影测量转化到解析摄影测量,并最终进入到了数字摄影测量的发展阶段,也标志着我国的传统测绘技术体系的解体,新的数字化的测绘技术体系的兴起。

首先,从数字影像的类型来说,我国目前已经建立了数字正射影像(DOM,Digital Orthophoto Map)、数字高程模型(DEM,Digital Elevation Model)、数字线划图(DLG,Digital Line Graphic)、数字栅格图(DRG,Digital Raster Graphic),同时还有其他相应的地名数据库与土地利用数据库,多样化的数据库与模型为摄影测量在现实生产生活中的应用提供了可能性,推动了测绘技术的发展。

其次,国家利用摄影测量与遥感技术绘制了大量各种比例尺地形图。除此之外,还建立了大量的全国级别的基础地理信息数据库。例如1:1000000、1:250000、1:50000比例尺级别的地理信息数据库;除了部级外,省一级的1:10000比例尺级别的基础地理信息数据库、市县级1:500至1: 2000比例尺级别的地理信息数据库等等。

另外,我国应用陆地卫星TM数据、中巴卫星数据等,于上世纪80年代中期、90年代中期和末期完成了全国土地利用调查,并建立了业务运行系统,具有每年耕地数据动态更新和每五年土地利用数据全面更新的能力。现正在利用高分辨率遥感数据,开展第二次全国土地详查工作。我国还利用彩色红外遥感数据开展地质找矿应用研究,并成功地在新疆博罗霍乐北山地区发现矿藏。

(二)摄影测量与遥感有利于提升

空间数据的获取能力经过近50年的发展,我国在空间数据获取能力方面有了巨大的提升。研发了具有自主知识产权的遥感数据处理平台,以此为核心建立了国产卫星遥感影像地面处理系统,并开展了定量遥感反演研究,为形成我国独立自主的对地观测数据获取、信息处理与分发服务体系奠定了基础。

首先,从数据获取能力方面来看,在国家973与863计划的支持下,成功研制了一系列传感器,发射了50多颗对地观测卫星,包括气象卫星、海洋卫星、资源卫星、通信卫星、导航定位卫星、返回式陆地卫星、科学实验卫星等,组成了风云、海洋、资源和环境减灾四大民用系列对地观测卫星体系,从地球同步轨道和太阳同步轨道上实现了对地球的多平台、多传感器观测,可以获取地球表面不同分辨率的光学和雷达图像,并将对地观测数据应用于气候、大气成分、水循环、植被变迁、海洋现象、自然灾害等地球空间环境变化的监测。

其次,在数据储备方面,已经积累覆盖全国陆地、海域以及周边国家和地区1500万平方公里的地球表面数据。

二、几种测量新技术的应用探讨

(一)GPS在航空摄影中的应用

(1)GPS用于航摄飞机导航

在航空摄影测量获取航片的过程中,航空摄影飞行必须按航摄计划中的要求,在一定的高度沿设计的航线飞行,以保证所得影像具有一定的摄影比例尺、航向重叠度及旁向重叠度。随着GPS的广泛应用,已普遍使用GPS对航空摄影飞机进行导航。

(2)GPS辅助空中三角测量中的导航与定位

GPS辅助空中三角测量的目的是利用GPS精确测定的摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置,将所测数据应用于摄影测量内业加密,以便尽可能减少对地面控制点的数量要求。用于确定摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置时需采用高精度相位差分的GPS动态定位方法,其实时差分定位可用于摄影导航,而确定航摄仪物镜中心的位置则利用布设在地面的2~3台GPS基准站的观测数据进行后处理获得。目前已采用QPS/IMU。

(二)LIDAR激光测高扫描系统的应用

LIDAR激光测高扫描系统利用GPS辅助空中三角测量技术,可以减少地面控制点,缩短作业周期,降低成本,可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。利用该种测量技术,在有地面控制点的四角带,完全可以满足1∶10000比例尺的地图精度要求;在地面特征丰富、影像较好时,可以达到1∶50000比例尺的精度要求。这种测量技术对于实施西部大开发战略、完善国家基本地形图有重要意义。

(三)机载侧视雷达技术的应用

机载侧视雷达是利用装机机身两侧或下方的天线,随着飞机向前飞行而扫描飞机下方两侧的带状地面,进行高分辨率地形测绘的雷达。飞行器上的侧视雷达包括发射机、接收机、传感器、数据存储和处理装置等部分。侧视雷达具有下列特点:

(1)具有全天候工作性能;

航空摄影测量例10

中图分类号:TN131+.4 文献标识码:A 文章编号:

0 引言

近年来,西安市城市建设快速发展,城市规模不断扩大,原有的地形图现实性和覆盖范围已远远不能满足城市规划、建设、发展和管理的需要。西安市勘察测绘院计划对西安临潼地区(含蓝田县城)采用数码航测成图方法,进行1:2000地形图成图并制作1:2000正射影像图,总面积约280平方公里。

1 项目概述

1.1 航测资料

本测区的航摄资料是利用DMC数码航摄仪航空摄影获得黑白、真彩色、彩红外影像数据,其中真彩色影像回放像片可作为控制测量使用。航拍影像的摄影时间不早于2011年3月,比例尺为1:20000,相机主距为120mm,地面分辨率:0.24m,像幅:92.16mm×165.888mm,重叠度:航向65%左右,旁向35%左右,绝对航高为3700m,像元大小为12μ。

1.2 坐标系统

平面系统:采用两套数学基准,分别采用西安市独立坐标系和1980西安坐标系;

高程系统:1985国家高程基准。

2 首级控制测量

2.1 高程控制测量

高程控制测量采用四等水准方法观测,A区及周边原国家高等级水准点因埋设年代较久、经济发展迅速等原因,没有找到。由B区已联测的GA.B-02、BA.B-08作为A区的水准线路的起始点进行水准联测,与B区所测水准进行整体平差,整个测区布设结点网。

水准平差计算前,段水准高差加入了尺长改正及大地水准面不平行改正。

水准网平差利用清华三维2000平差软件进行。A区数据与B区数据整体平差后,高程控制网中最大点位误差0.01844米,最大点间误差0.00951米。

2.2 平面控制测量

整个GPS控制网共联测A区GPS点15个,B区GPS点2个,提供的已知C级点2个。数据处理加入西安地区3个连续运行参考站相关时段静态数据。

平面整体网利用南方GPSPro120215test静态GPS处理软件,采用D级网平差,共用已知起算点2个。平差过程中起算点采用逐点加入平差的方法进行,整个GPS网平均边长7702.8米,三维自由网平差单位权中误差0.253846米。使用闭和环总数138个,同步环73个,异步环65个。重复基线11条,重复基线相对误差最大值2.8PPM,中误差最大值0.026米。二维约束平差单位权中误差0.002265米,最大点位误差10.045mm。详细见GPS平差报告。

3 像片控制测量

像控点布设时,应保证控制区域包含测区,但由于航摄资料有限,在测区南部存在航摄资料不满幅情况,针对此情况,对于超控区域采用全野外测图方式进行弥补。

像控点点位尽量选择在航片5片或6片重叠区域,像控点选在旁向重叠中线附近,离开方位线的距离大于2.8cm(16.5cm×9cm像幅);当旁向重叠过大时,离开方位线的距离大于1cm (16.5cm×9cm像幅),否则进行了分别布点;旁向重叠较小使相邻航线的点不能公用时,也进行了分别布点,此时控制范围所裂开的垂直距离一般小于0.7cm,困难时不大于1.4cm。

外业像控点的选刺方法依据相关规范和设计执行,所选刺像控点的目标影像清晰,易于判别,一般选在交角良好(30º~150º)的细小线状地物的交点、明显地物拐角点、像片上影像小于0.3mm×0.3mm的点状地物中心,同时高程变化较小的地方,易于准确定位和量测,常年相对固定;弧形地物等不应选作点位目标。当点位刺在高于地面的地物顶部时量注顶部与地面的比高至0.1m;有坎的地方量注比高,并注明刺在坎上还是坎下。刺点误差不大于像片上0.1mm。

像控点测量工作采用GPS RTK工作方式进行。控制参数采用计算的测区4参数+高程曲面拟合参数。

主要公路路面高程采集及平面点检测

像控测量完成之后,对A区范围内主要公路路面高程进行了野外采集,采集密度约30m跨度,所选择路段纵横测区。并对一些地物点进行了平面检测。采集方式采用GPS RTK方式进行。

检测点采集沿公路、等外公路的路中心高程及路两侧的一些地物,包括电力杆、通讯杆、高压塔、房角、墙角、桥头等。检测的碎步点基本覆盖整个测区(除水库水面),检测点布设按要求执行。

5 内业加密

(1) 内业加密方法

我院采用Virtuozo AAT空三软件进行加密。用PATB区域网平差软件进行像控点的平差解算。

PATB平差软件不接受字母,所有的平高点P用10代替,高程点H用20代替,加密点取用片号的后四位,并在前面加上本区航线号。例:一个加密区域第一航线片号为030073此片上的加密点为103007301、103007302、103007303.

(2) 空三加密内业检查内容

(a)内业加密点选刺位置、加密成果各项限差是否符合《1:500、1:1000、1:2000地形图航空摄影测量内业规范》要求。

(b) 在立体上检查,像控点的平面、高程、点位同像片整饰说明一致。

(c) 在立体上检查,加密点的平面、高程、点位没有悬空现象, 点位影像清晰易判度。

6 数据采集

在空三加密工作结束后,基础地理信息数据的生产流程被划分为了数据采集、数据编辑、数据检查、坐标系转换等步骤。

数据采集依次进行水系要素、居民地要素、交通要素、工矿要素、管线要素、境界要素、地貌土质要素、植被要素的采集。

有植被覆盖的地表,无法看清地面时,做出标记,绘出范围,由外业增加高程注记点密度,测绘等高线。

数据采集结束经检查后,回放两套纸图供外业调绘、修测、补测。调绘图纸的输出需考虑到调绘的实际情况,地物密集地区采用的调绘纸图需按1:1000输出,1:1000输出范围由该工程的内业负责人划定;其它地区按1:2000比例尺输出。

7 外业调绘

通过全数字摄影测量系统的数据判绘采集,回放出纸图,然后在外业进行调绘、补绘。

① 全面核查,即本着内业定位,外业定性的原则,逐一核对和确定图上要素的性质和巡视检查应表示的要素有无遗漏。错的要纠正,遗漏的要补测于图上。

② 调注的内容一般包括:楼房层数的调注,通讯线、电力线走向及河流、渠道流向调绘,铺装路面材质和管道调注,植被调绘,用途、性质等方面的说明注记和各种地理名称的调注等。

③ 补测工作的内容:一是被阴影、烟雾影等遮盖的地物。一是内业虽概略判绘了其位置但注明“不准”、“不清”处的地物。三是外业通过巡视检查,发现内业遗漏的地物。以上均由外业以数据和草图的形式补测,由内业按数据及草图在计算机上绘出,补测的方法可采用以明显地物点为起始点的交会法或截距法。当补测地物较多时,也可采用全站仪补测,最终的数字线划图成果要在测区整理完成,并通过检查验收。

航空摄影测量例11

中图分类号:P2文献标识码: A

1公路航测的作业过程

1.1准备工作

(1)航摄范围的确定

对公路航测来说,首先是根据计划书的要求,收集路线所经过地区的有关地理、水文、地质、气象及该区域经济发展、规划等资料,结合1∶50000或1∶100000的小比例尺地形图进行认真的方案比选,确定路线方案,从而确定路线方案走廊。路线方案确定之后,根据路线方案走廊,在地形图上确定出测图范围和摄影范围。公路路线的航摄范围以路线方案线(含各比较方案线)控制,两侧各超出方案线的距离应大于500 m,当给出路线方案走廊范围时,两侧各超出走廊带的距离应大于300 m,以保证成图质量并防止造成漏测现象,并为方案比选需扩充成图范围而留有余地。

(2)航带设计

公路航测的航带设计,一般以路线走向为导向,连续布设若干个首尾相接的航摄分区覆盖整个路线方案走廊,且各航摄分区的设置尽可能选单航带摄影。当路线弯曲过大或遇到需加大摄影宽度的地段(如大桥、特大桥、大型互通式立交、多方案密集分布等)时,才布设多航带摄影。沿路线走廊的纵向覆盖,要求航带两端各超出分区范围一条基线以上,保证分区接头部位的搭接宽度,避免产生漏洞。路线走廊的横向覆盖,应尽量满足设计要求,航迹线偏移应小于像幅的10%。这是对飞行时航迹线偏移提出的比较严格的要求,以保证路线走廊带范围完全包含在像片的有效范围之内。各个测段及航带一旦确定,根据摄影比例尺及航向、旁向重叠度的要求,可确定摄影基线(同一条航线相邻摄站间的距离)和航线间隔(相邻航线之间的距离),如下式。

B=m・l(1-h%)

D=m・l(1-p%)

式中B―――航摄基线;

D―――航线间隔;

l―――像幅边长;

h%―――航向重叠度;

p%―――旁向重叠度。

对于多航带设计的测段,其航带数R及每条航带的像片数n可有下式求得。

R=Ly/D+1

n=Lx/B+3

式中Lx―――测段长;Ly―――测段宽;1和3为常数,考虑像片重叠的加数。

1.2摄影工作

摄影时飞机要按使用单位提出的航带数、摄影宽度、航高、像幅以及对像片的要求(重叠度、倾角、偏角、航线弯曲等)进行摄影。1.3外业工作外业(外控)测量的内容包括:点位选刺、像片调绘、导线测量和水准测量[4]。点位选刺也就是所谓刺点,它是根据设计好的点位范围,按照规范中对点位的要求,将实地的明显位置,准确地刺到像片上,并在像片背后绘上示意图和加注简单说明。像片调绘分为一般调绘和专业调绘。一般调绘是在野外用像片和实地对照,按规定符号将地物和地貌用铅笔细致、准确地绘在像片上。专业调绘是在野外搜集及记录有关公路设计所需的水文、地质、材料等资料。

1.4内业工作

常规的航测内业工作包括电算加密、立体测图、底图清绘整饰、晒印等。根据地形的差异和用图要求的不同,测图方法也不尽相同。常规的测图方法有:多倍仪测图、立体量测仪测图、精密立体测图仪、解析测图仪测图,还有用纠正的影像平面图。全数字化测图(也称数字摄影测量)作为一种更为先进的摄影测量方法,目前也已经在实际测图生产中的到应用。由于目前数字摄影测量自动化的相关技术还不能完全代替人眼的立体观察,在隐蔽地区、陡峭地形、影像质量极差或云层遮盖地区,特别是对地物的识别和植被的处理仍需人工协助,所以在实际测图生产中,全数字化测图系统主要快速解决地形部分的数据采集问题,而在地物、植被和各种隐蔽区域则由人工借助液晶立体眼镜及手轮和脚盘,通过对计算机屏幕上建立的三维模型进行测量,采用模拟测图的方法解决这些问题,完成测图工作。

2航测数据采集与公路测设一体化

2.1传统公路测设方法存在的问题

按公路设计过程划分,公路测设分为勘测(外业)和设计(内业)两大部分。长期以来,公路测设主要采用模拟图解的方法测绘大比例尺地形图,然后从图中读取或用数字化仪采集地形数据进行初步设计;施工图设计阶段,则根据初步设计中已定好的平面线形,通过野外实测路线纵、横断面高程进行设计。传统的测设方法,外业、内业这两部分被分割成有一定关系的两个相互独立的设计过程,这主要带来两方面的问题:一方面,这种传统的数据采集方式,中间环节多、精度损失大、出错率高、效率低、费时费力,往往是影响设计周期的重要因素;另一方面,公路建设质量的好坏、投资多少、效益高低主要取决于设计方案的优劣。最佳路线方案是必须通过大量的方案比选才能得到的,由于每变动一次路线方案,按常规的作法就必须重新做一次数据采集工作,因此很难做到同等设计深度的、真正的多方案比选,因此也很难以得到最佳设计方案。传统的公路测设方法已严重地制约了公路CAD的发展和完善,影响了公路设计水平和效益的提高。目前,由于CAD普及率以及计算机出图率较高,公路测设中的内业设计部分已有很大改善。但严格地说,这种外业、内业相互脱节的设计方式,相当于在设计方案已经确定,外业测量已经完成的情况下,用计算机完成其内业计算与出图的工作,未从根本上解决公路测设所存在的问题。

2.2基于航测数模技术的公路测设一体化系统

公路勘察的数据采集与处理,是构成公路测设一体化的重要基础。要解决公路勘察方面的问题,从技术方面而言,主要是要解决数据的有效、准确地获取,这取决于测量高新技术及新设备的应用。对数据处理而言,主要取决于数据地面模型的应用,取决于数据地面模型系统的成熟和完善。数字地面模型作为联接野外勘测(数据采集)和内业设计(CAD系统)之间的纽带和桥梁,在公路测设一体化系统中起着至关重要的作用。

采用航测手段采集的地形原始数据是进行路线设计的基本数据。该数据质量的好坏,精度的高低,直接影响到设计成果的质量,也是影响航测数模技术用于公路路线施工图设计的关键所在。在地形数目有效获取的基础上建立沿公路走向的带状数字地面模型,从而可快速、准确地为公路设计提供所需的一切地形资料。

航测数模技术在公路测设中的应用,是将航测、数模与路线CAD紧密结合成一个有机的整体,形成覆盖数据采集与处理、路线初步设计、路线施工图设计到输出设计文件的路线设计全过程的一体化系统。其主要目的就是充分利用航测成图时可附带记录的地形图测图数据建立数字地面模型,进行公路初步设计和施工图设计,以尽可能减少野外测量工作,提高设计效率和设计质量。在沿公路走向的带状数字地面模型建立的基础上,只要路线的平面线形一确定,便可由数模快速内插出该路线的纵、横断面的地面线数据,配合路线CAD系统快速完成该路线的设计。在初步设计阶段,路线多方案比选是一项重要任务,按常规的方法设计,当路线方案变动时,必须重新做从地形图上读取纵横断面地面线的工作,工作量大,设计周期长,设计费用增高,因而很难实现真正的多方案比选。在这方面,公路测设一体化设计方法具有明显的优势,每变动路线平面线形,系统便可快速完成设计,而且完成的每个设计,均是同精度、同深度的。它可使设计人员在不须重新作数据采集的情况下,比较所有可能的平面线形,并通过直接由数字地面模型与路线设计成果自动产生的带地面景观的三维道路工程模型,能准确、客观地反映道路修建后的真实情况,设计人员可通过从线形设计指标、工程量大小、线形景观、道路与地形环境的配合与协调等多角度全面、客观评价路线设计成果,从而找出最佳设计方案。这对工程费用的降低,设计周期的缩短,设计质量的提高具有重要的意义。

结束语

传统的公路实地选线设计方法手段落后,劳动强度大,生产效率低,已无法适应当前和今后我国公路建设发展的需要,有必要利用新技术予以改造和武装。利用航空摄影测量技术勘测公路是公路勘测现代化的方法之一,它对加快测设速度、提高测设质量、革新测设手段是一种行之有效的勘测方法。