低空大比例尺地形图航测生产关键技术
来源：《城市地理》2017（12）
作者：柳 叶
摘要：文章针对于目前传统的航空摄影测量生产技术中存在的不足之处，对低空大比例尺地形图航测生产关键技术，提出了选用宽角相机、采用低空航拍模式、提升空中三角测量精度、实现航测产品的生产技术升级等进一步的优化措施，旨在给相关部门单位一定的参考，提升我国地形图航测质量。
关键词：低空;大比例尺;地形图;航测;生产;关键技术
前言
目前在我国的一系列比例尺地形图的比例中，1:2000、1:1000 以及1:500 属于大比例尺。而利用航空摄影的测量方法进行大比例地形图的测绘也已经有了几十年的历史，不过虽然利用的时间已经很长，但是目前传统的航测技术并没有对大比例测图的全部问题给以解决和回避，在测量的精度以及密点上都存在着一些不足之处，因此有必要探讨出一种可以解决目前在传统航测技术上不足之处的新技术。基于此，文章围绕低空大比例尺地形图航测生产关键技术为中心，分四部分进行了细致的论述，旨在提供一些该方面的理论参考，以下是具体内容。
一、选用宽角相机
从航空摄影技术的测量原理可以清楚的得知，航空相机的航测精度在很大程度上直接受到相机的像场角影响。而在空中三角测量中，无论是用共线方程或者是相对定向方程对外方位元素值进行求解，都显示出像场角对航测的精度有巨大的影响。而根据相关研究表明，当采用低空航测的方式时，使用宽角相机对于提升空三的精度和质量都十分有利，并且重量轻和体积小的宽角相机效果更为明显，因此推荐使用广角的相机。
二、采用低空航拍模式
实现航摄高精度的基础是获取更高的清晰度影像和分辨率。而从光学的角度上观察，最为有效的措施就是采用低空航摄的方式。但对于航摄而言，低空航摄在运行中需要飞行器的安全性足够，并且设计出满足航测立体成像要求以及相机曝光存储的航线。而针对于低空航摄地形复杂、分布广以及航摄范围零散的特点，文章此处建议使用nAVGT 的航线规划软件。此外也可以结合无人驾驶飞机的驾驶高精度的性能以及数码相机的宽角优越性的特点，采用依地形设计航线和加大叠飞度的摄影方法，进而提升低空航测的几何拍摄精度。
三、提升空中三角测量精度
从整体上观察，要实现全能法的大比例尺的航测，其首要便是需要具有相应精度的空三成果，进而实现每个立体模型在其几何方面上的精度都能够达到测图的要求。从理论的角度上观察，航测空三精度和航摄相机与航外的像场角、影像分辨率以及航飞的基高比都有一定的关系，同时还和影像匹配与精准性、航内与相机畸变模型的精度等等有关系。而正因为空中三角测量精度存在诸多的影响因素，而这些影响因素彼此之间又存在着十分明显的制约关系，同时也受到技术方面的限制，导致了目前在大比例尺航测方面传统摄影测量一直存在着诸多的技术问题。而宽角相机和低空飞行器的出现为传统技术的缺陷提供一个解决切入口，具体而言，可以从以下几条途径实现空中三角测量精度的提升。
(一)充分发挥POS 的优势
在采用低空航测的时候，往往所配备的POS 为最廉价和简单的POS，但是虽然在配备的POS 精度上较低，但是其实际上存在着诸多的用处，例如对于提升空中三角测量精度就有一定的作用。具体而言，其可以在航片的自动排序中起到一定的作用、其次还可以用于为空三平差提供一些方位元素上的近似值;此外，参加光束法的平差也可以用于对粗差的抑制，进而可提升空中三角测量精度。
(二)增强影像匹配
目前在航摄测量的影像匹配上已经有几十年的开发研究历史。并且在近十几年取得了十分丰硕的成果，文章此处结合地形图航测的切实所需，提出两项技术上的改善措施：一、使用GPU 的并行计算能力，对特征匹配和特征描述的算法进行优化，进而在保障匹配点精度的同时，又实现了匹配误差的减少;二、采用迭代匹配的方式，通过随机抽取一致性的方式进行大量的迭代作业，并且在迭代的过程中，不断进行粗差点的剔除，在其内部插加一加密的连接点，进而将整体的同命像点的匹配误差率控制在百分之五以下。
(三)提升控制点的内外业测量精度、优选平差方法和平差模型
提升空中三角测量精度最为直接的方式便是对控制点的内外业测量的精度进行提高，在具体的措施上，可以在飞行前布控作业的模式，进而整体提升像控点的质量和精度。此外，还可以通过合理设置标志点的方式提升量测的精度。另一方面，在提升空中三角测量精度的计算技术方面，需要针对于目前的平差方法和平差模型进行优选，切实提升空中三角测量额精度。
四、实现航测产品的生产技术升级
在低空大比例尺的地形图航测中所涉及到产品种类有很多，而这些实现这些产品的生产技术升级，进而使其性能进行升级，也是低空大比例尺的地形图航测中的一关键环节。文章受于篇幅所限，此处就地形图产品的生产技术升级进行简单的阐述。
对于地形图产品而言，为了保障其在低空航测中对立体的采集效果和高空航测一致，在进行低空立体测图仪的生产线时构建时，可以从以下几个方面进行升级优化：一、采用实时核线构建立体模型，对于传统的测图生成核线影像的过程给以回避;二、实现立体模型的自动切换，对于测图过程中的单独立体模型切换进行忽视;三、充分利用多核CPU、网络等存储技术，提升航测大数据的生产效率。
结束语
综上所述，虽然传统的大比例尺地形图航测已经在我国有多年的使用历史，但是在技术应用中仍然存在着一些不足之处，在航测的质量和精度上都难以保障。基于此，文章提出了采用选用宽角相机、采用低空航拍模式、提升空中三角测量精度、充分发挥POS 的优势、增强影像匹配、提升控制点的内外业测量精度、优选平差方法和平差模型等措施，希望可以给相关企业部门求参考和启迪。
声明：勘测联合网转载本文仅限行业学习交流之用，版权、著作权归原载平台及作者所有。
---------------- 推 广 ---------------