科普 | 初识航测之『成图精度控制』的补充篇
作业过程中，空三能够结合POS系统提供的定位参数，采取由粗到细的金字塔匹配策略，建立连接点和连接线、控制点坐标、GPU /IMU 辅助数据的多视影像自检校区域网平差的误差方程，通过联合解算得到较好的同名匹配结果，确保平差结果的精度。是整个航测过程中保障精度的关键。
在实际生产中，空中三角测量的定位精度是重要精度指标。空中三角测量的精度可以从两个方面分析:第一，从理论上分析，将待定点（或加密点〉的坐标改正数视为一个随机误差，根据最小二乘平差中的函数关系，结合协方差传播定律求出坐标改正数的方差一协方差矩阵，以此得到平差精度。第二，直接将地面量测值视为真坐标值，通过比较地面控制点的平差坐标值和地面测量坐标值进行进行较值分析,将多余的控制点坐标值视为多余观测值和检查点，进行精度分析。理论精度一般是反映了对象的一种误差分布规律，观测值的精度以及区域网的网形结构
都会影响不同的误差分布，通过误差分布的规律，可以对网形以及控制点的分布进行更合理
的设计。而实际精度是用来评价空中三角测量的更为接近事实精度，在理论上，在不存在各
种误差不必要的误差影响下，理论的精度应与实际精度相同，但是实际生产中，两者会存在
不同的精度，不同的精度分析可以发现观测值或平差模型中存不同的误差类型，因此，测量
平差中对于多余控制点的观测是非常必要的。实际精度与理论精度存在差异是由于在平差模型中可能含有残余的系统误差，当与偶然
误差综合作用产生的差异。但是实际精度上定义公式很便捷，一般把多余控制点的真实坐标
与平差坐标之间的较值来衡量平差的实际精度。《数字航空摄影测量空中三角测量规范》规定中对于空三加密的成果，在实际生产中，
由于空三加密成果的精度是根据后期数字线化图、数字正射影像不同成图比例尺来进行决定
的，对于低空数字航空摄影测量的空三加密成果精度要求一般是从控制点、检查点的平面和
高程残差以及中误差来进行评定的。如下表所示：
DEM数据主要包括以下几种采集方式，其精度主要由空三决定。
沿等高线采样：在地形复杂及陡峭地区，可采用沿等高线跟踪的方式进行数据采集，而
在平坦地区，则不宜采用沿等高线的采样。沿等高线采样可按等距离间隔记录数据或按等时
间间隔记录数据方式进行。当采用后者时，由于在等高线曲率大的地方跟踪速度较慢，因而
采集的点较密集，而在等高线曲率小的地方跟踪速度较快，采集的点较稀疏，故只要选择恰
当的时间间隔，所记录的数据就能很好地描述地形，且不会有太多的数据。 规则格网采样：利用解析测图仪在立体模型中按规则矩形进行采样，直接构成规矩格网
DEM。当系统驱动测标到格网点时，会按预先选定的参数停留一短暂的时间，供作业人员精确测量。该方法的优点是方法简单、精度较高、作业效率也较高；缺点是特征点可能丢失，基于这种矩形格网 DEM 绘制的等高线有时不能很好的表示地形特征。沿断面扫描：利用解析测图仪或附有自动记录装置的立体测图仪对立体模型进行断面扫描，案等距离方式或等时间方式记录断面上点的坐标。由于量测是动态的进行，因而此种方
法获取数据的精度要比其他方法要差，特别是在地形变化趋势改变处，常常存在系统误差。在传统摄影测量中，该方法作业效率是最高的，一般用于正摄影图的生产。对于精度要求较高的情况，应当从测定的断面数据中消去扫描的系统误差。 渐进采样：为了使采样点分布合理，即平坦地区采样较少，地形复杂地区采样较多，可采用渐进采样的方法。先按预定的比较稀疏的间隔进行采样，获得一个较稀疏的网格，然后
分析是否需要对格网加密。选择采样：为了准确的反映地形，可根据地形特征进行选择采样，例如，沿山脊线、山
谷线、断裂线进行采样以及离散碎部点（如山顶）的采集。这种方法获取的数据尤其适合于
不规则三角网 DEM 的建立，但显然其数据的存贮管理与运用均较为复杂。 混合采样：为了同时考虑采样的效率与合理性，可将规则采样（包括渐进采样）与选择
采样结合起来进行，即在规则采样的基础上再进行沿特征线、点的采样。为了区别一般的数
据点与特征点，应当给不同的点以不同的特征码，以便处理时可按不同的合适的方式进行。利用混合采样可建立附加地形特征的规则矩形格网 DEM，也可建立沿特征附加三角网的
Grid-TIN 混合形式的 DEM。 自动化 DEM 数据采集：前几种方法是基于解析测图仪或机助测图系统利用半自动化的方
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法进行 DEM 数据采集的，现在主要利用数字摄影测量工作站进行自动化的 DEM 数据采集。此
时可按影像上的规则格网利用数字影像匹配进行数据采集。若利用高程直接解求的影像匹配
方法，也可按模型上的规则格网进行数据采集。数据采集是 DEM 的关键问题，研究结果表明，任何一种 DEM 内插方法，均不能弥补由于取样不当所造成的信息损失。数据点太稀会降低 DEM 的精度，数据点过密，又会增大数据获取和处理的工作量，增加不必要的存贮量。这需要在 DEM 数据采集之前，按照所需的
精度要求确定合理的取样密度，或者在 DTM 数据采集过程中根据地信的复杂程度动态地调整
取样密度。
为了有效地削弱或尽可能地消除正射影像上的遮蔽的影响，使正射影像产品满足相应比
例尺地图的几何精度要求，人们提出了许多有效的限制中心投影影像（包括所生产的正射影像）上遮蔽现象的办法或措施，主要策略包括： 影像获取时的策略。通过在摄影时采用长焦距摄影、提高摄影飞行高度、缩短摄影基
线等方法以增加像片的重叠度，以及在航空摄影航飞线路设计时尽量避免使高层建筑物落在
像片的边缘等手段，减少因地面有一定高度目标物体所引起的投影差（遮蔽），也即缩小像
片上遮蔽的范围。纠正过程中的策略。尽量利用摄影像片的中间部位制作正射影像，因为中心投影像片
的中间部位其投影差较小甚至无投影差，换句话说就是此处的遮蔽范围较小或根本无遮蔽。传感器选择的策略。随着线阵列扫描式成像传感器的应用越来越广泛，人们希望利用线
阵列扫描式传感器影像来制作正射影像。因为对于垂直下视线阵列扫描影像而言，地面有一
定高度的目标只会在垂直于传感器平台飞行的方向上产生投影差（遮蔽），而在沿飞行方向
则无投影差（遮蔽）。