航空摄影测量十篇

航空摄影测量篇1

关键词：航空摄影测量，国民经济，应用

Abstract:Aerophotogrammetry plays an important role in resource investigation, land use, urban planning, territory general investigation and desertification supervision, etc. this paper illustrates the development of aerophotogrammetry, taking an practical use of aerophotogrammetry to state the application of aerophotogrammetry in national economic construction.

Key words: aerophotogrammetry, national economics, applicatio

中图分类号：D993.4文献标识码：A 文章编号：

1、前言

航空摄影测量指从空中由飞机、卫星等航空器拍摄获得的像片。为使取得的航空像片能用于航空测量——在专门的仪器上建立立体模型进行量测，摄影时飞机应按设计的航线往返平行飞行进行拍摄，以取得具有一定重叠度的航空像片。再利用摄影测量学原理及立体测图仪，将像片组成立体模型，以从事各种地图测绘及地物判读工作。航空摄影测量是量测地物空间关系，如：坐标、高程、距离等，最后可得地形图、平面图、影像图以及三维地面模型。航空摄影测量一直是我国基本地图成图的主要方式，由于其制图速度快，精度高且均匀，是我们今后数字制图的一个重要发展方向。随着数字地球在中国的广泛认同，数字城市建设正如火如荼。航空数字测量为数字城市建设提供基础城市空间数据，同时还广泛应用于国土资源调查、土地利用、城市规划、道路交通、港口选址及房地产等方面。按摄影机物镜主光轴相对于地表的垂直度，又可分为近似垂直航空摄影和倾斜航空摄影。近似垂直航空摄影主要用于摄影测量目的。科学考察和军事侦察有时采用倾斜航空摄影。

2、航空摄影测量的产品

从大到一个城市、一个国家小到一个工程项目都离不开测绘，而航空摄影测量又扮演着极为重要的角色。我国的1：1万、1：2万5、 l：5万等小比例尺的地形图都是利用航空摄影测量来完成的，为我国大型基础建设提供及时准确的基础资料，如高速公路、铁路选线、水库建设等一大批国家基础任务节约大量资金，缩短建设周期。随着科学技术的不断发展，目前航空摄影测量已能满足1：500等大比例尺地形图的精度要求。其主要产品有：a)数字高程模型（Digital Elevation Model，缩写DEM）。 b)数字线划地图（Digital Line Graphic，缩写DLG）。 c)数字正射影像图（Digital Orthophoto Map，缩写DOM）。d)数字栅格地图（Digital Raster Graphic，缩写DRG）。在4D产品以外还有其他产品如数字表面模型DSM等。航空摄影测量还是地理信息系统GIS的主要数来源。

3、航空摄影测量的应用

3.1航空摄影测量在建立三峡库区三维景观图中的应用

1993年秋，三峡工程进入了实质勘察阶段，然而，三峡库区的水文、地貌等资料仍然欠缺，选址、移民等诸多工作无从展开，因此，对三峡库区进行测绘已迫在眉睫。但三峡库区高山林立，山峰陡峭，不可能进行人工实地测绘；卫星测量虽然快捷，但精确度不够；航空摄影测量成了唯一的选择。通过航空摄影手段，获取了三峡水库200m高程以下1：2万黑白航空影像和150m高程以下1：1万彩色航空影像，采用高新GPS技术和数字摄影测量技术对整个库区进行了航外控制测量和内业1:5000DEM采集制作，获取了三峡水库最新的、高精度的基础地理数据和资料，在此基础上充分利用3S技术，在较高精度的数字高程模型(DEM)上考虑多种影响因素后进行库容分析计算，并将计算结果可视化，生成制作便于实际运用的三维库容演算系统。

3.2在测绘地形图中的应用

沈阳市三环项目1：2000地形图测绘为例详细说明航空摄影测量的具体步骤：

为满足沈阳市城市建设和规划管理的需要，2010年5月我公司受辽宁省公路勘察设计院的委托，我公司承担了沈阳三环项目1：2000地形图测绘项目。2010年5月，开始进场进行像片控制测量，5天完成了像片控制测量工作，至6月完成了本次地形图的外业调绘、内业编辑及检查等各项工作。完成工作量本项目共完成像控点195个，成图面积为15.75平方公里。

3.2.1作业依据

中华人民共和国建设部颁布的(CJJ8—99)《城市测量规范》；

国家技术监督局颁布的(GB/T7929—1995)《地形图图式》；

建设部颁发的（CJJ 73-97）《全球定位系统城市测量技术规程》；

国家测绘局（GB7930-87）《l：500、1：1000、1：2000航空摄影测量内业规范》；

国家测绘局（GB7931-87）《l：500、1：1000、1：2000航空摄影测量外业规范》；

3.2.2作业基准平面坐标系统：

沈阳城建坐标系；高程系统：1985国家高程基准；基本等高距为1米 。

3.2.3航空摄影：

本次航摄采用DMC全数字航摄仪航摄航摄比例尺应为1:8000。

3.2.4像控点的布设采用单航线布网法。

3.2.5像片控制测量

平高点采用GPS静态定位方法测量，3台固定站（Locus），2台流动站（Ashtech），观测技术条件如下：采样间隔(s)15；卫星高度角大于15°；有效观测卫星 总数(个) 大于6；流动站至固定站的距离小于8公里。GPS静态观测的预处理采用GPS接收机随机软件Ashtech Solutions 2.60进行基线解算和平差，基线图形检验按《全球定位系统城市测量技术规程》第9.2条执行，点位平面精度限差为 0.05+1ppm，高程精度限差为0.08+2ppm，95％置信度，采用3个三维控制点参与平差，求得待求点三维坐标。

航空摄影测量篇2

【关键词】航空摄影测量；发展历程；现状

一、前言

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。航空摄影测量为我们提供了另一种看世界的方式。经过二十多年的发展，用航空摄影测量成果进行虚拟三维实景的模拟逐渐成为热点。现代测绘及与之相关行业已经不能离开航空摄影测量了，因为应用航空摄影测量技术，将使他们的工作变得高效。随着技术的革新进步，航空摄影测量技术正在向更加智能化，更加快捷高效的方向发展。

二、航空摄影测量的发展历程

随着一个又一个的标志性的事件的出现，航空摄影测量技术也一步一步不断向前发展。1849年，法国人艾米・劳塞达特制定的摄影测量计划，成为有目的有记录的地面摄影测量的标志。刚开始出现的时候，航空摄影测量基本上处于“看画绘图”阶段。这个阶段，航空摄影测量没有严格的数学基础和较高的测量精度。如：1860年，James・Wallace・Black和Sam・King两位教授乘气球升空至630米，成功地拍摄了美国波士顿市的照片；而1909年，莱特则在意大利的森托塞尔上空用飞机进行了空中摄影。[1]

在上世纪三十年代，模拟摄影测量开始出现用机械或光学投影器来“模拟”摄影过程，这一时期航空摄影测量的主要标志是模拟测图仪的使用。计算机技术及其相关技术的不断发展，为航空摄影测量的发展注入新的动力，随着，光学投影或机械投影被数字投影取代，模拟测图仪被解析测图仪取代，航空摄影测量进入了一个全新的发展阶段。2000年ISPRS在阿姆斯特丹召开的第学术大会期间，有近20个数字摄影测量工作站参加了商业展览，它们代表了数字摄影测量及其实用系统的发展水平，也成为国外航空摄影测量数据处理的主流软硬件，是推动航空摄影发展与应用的重要组成部分。

航空摄影测量系统主要是沿着航空摄影测量系统的采集端和航空摄影测量的数据后处理系统这两条线发展的。航空摄影测量系统采用的航空相机成像方式和承像介质，在最初上百年的发展过程中，除了在相机的稳定性能、相机姿态控制、相机的像幅标准、像移补偿等几个方面进行了一次又一次的技术革新外，在其他的方面没有发生大的变化。但是，航空摄影测量数据后处理系统发生了巨变的。伴随着航空摄影测量后处理系统的变革，促使航空摄影测量出现了三个阶段的变革。数字摄影测量工作站的出现，标志着航空摄影测量数据后处理方式进入到了一个新的阶段。在可预见的将来，数字摄影测量工作站这一主流不会发生改变，数字处理工作站的工作方式和处理流程将在相当长一段时间成为航空摄影测量的主要方式，其技术发展突破将停留在技术细节的突破上。

随着遥感技术的进步，特别是像分辨率为0.69m快鸟卫星影像和分辨率为0.83m的IKONOS影像等高分辨率的商业卫星影像的出现，对航空摄影提出了新的挑战。通过各种高分辨率的卫星影像，我们能够方便快捷的制作各种数字正射影像产品，并可以进行各种地图产品的数据更新。高分辨率遥感影像具有不能进行高程制图的缺陷，但是，LI-DAR（Light Detection And Ranging）技术的出现很好的弥补了高分辨率遥感影像的这一缺陷。因为LIDAR系统应用多光束返回采集高程，数据密度可达到常规摄影测量的3倍，可提供理想的数字高程模型DEM。根据高分辨率的卫星传感器和LIDAR的技术特点，我们有理由认为要实现航空摄影的实时或准实时，突破口在革新航空相机承像介质和成像方式。即航空摄影测量系统的发展未来在航空摄影的采集端。而高分辨率的卫星传感器和LIDAR的结合并不会导致航空摄影测量的终结。[2]

在2000年ISPRS阿姆斯特丹大会上，数字航空相机开始出现，数字航空相机的出现是航空摄影中又一项具有标志性的事件，2004年的伊斯坦布尔大会上数字相机成为一个焦点。数字航空相机的出现将可能在多个方面影响航空摄影的发展。数字航空摄影仪的应用将消除传统航空摄影效率低、实时性差的缺点，并完全革新航空摄影流程。

数字航空摄影测量和基于并行运算或网格计算的新一代后处理设备的研究，将成为航空摄影测量系统的下一个发展阶段。就是航空摄影测量的飞行控制、影像采集将为向数字化发展，从而实现实时或准实时航空摄影测量。

三、我国航空摄影测量发展现状

摄影测量引入我国以来，国内在数字摄影测量领域的理论研究也取得了一定的发展进步。1978年，王之卓先生提出“全数字自动化测图系统概念”。正是在该思想的指导下，北京四维远见公司开发了JX4DPW，武汉适普公司开发了VirtuoZo，1998年，这两套DPW都于通过了国家测绘局的鉴定。大部分的摄影测量数据后处理工作这两套系统上集成。国内外数字摄影测量工作站的涌现，不仅极大地促进了摄影测量在各个方面的应用，而且极大地促进了摄影测量系统的发展。

但是，我们也必须要看到自己的不足，虽然我国在数字摄影测量工作站和其他航空摄影测量的理论研究的等方面取得了一定的进展，这并不能掩盖在航空摄影仪的落后。我国在机载POS系统，光学成像镜头、CCD制作工艺和水平等方面与国外还有很大的差距，还有较长的路要走。由于没有自己的数字航空摄影仪，这个航空摄影最前端的产品，摄影规范的制定、全自动/半自动数字摄影测量工作站、数字航空摄影等数字航空摄影的各个方面的应用都会受到极大限制。因此，研发具有自主知识产权的数字航空摄影仪成为我国航空摄影测量发展的一个重要课题。经过许多专家的长久以来不懈的科学研究，2007年由中国测绘科学研究院、北京四维远见公司、首都师范大学等几家单位联合研制的国产数字航空摄影仪SWDC-4通过了国家测绘局组织的产品鉴定会，终于结束了我国没有国产数字航空摄影仪的现状。[3]

随着航空摄影测量技术的更新与进步，生产作业时间大大缩短，其成果的应用也逐渐广泛。航空摄影测量是获取测绘地理信息数据的主要来源，政府和企业根据广泛掌握摄影成果，能够更好繁荣知道客观、现势的地理信息，再结合专业信息进行分析研究，能够更好的把经济建设、生态建设、资源开发、土地管理、环境保护、产业结构调整等有机结合起来，制定科学合理的发展策略。

充分利用高分辨率航空遥感数据，发挥遥感影像处理技术优势，当发生滑坡、地震、泥石流等紧急地质灾害时，航空摄影测量资料能够实时反映灾区状况的数据，为政府及有关部门的抢灾救灾决策提供技术支持和决策依据。同时还可以针对土地利用、水资源、耕地与森林保护、道路交通等重要地理信息，实施定期监测与统计分析，以充分了解一个地区的地理环境状态。

航空摄影测量不仅在灾害调查与分析、资源普查、现代城市管理等方面发挥着非常重要的作用，也使得以往只能通过经验判断和估计的工程及研究有了量化的可能性。

四、结语

经过不断的技术革新，航空摄影测量技术取得了很大的发展进步。航空摄影测量的应用也越来越广泛，相信航空摄影测量技术将为人类带来更多的便利。未来，航空摄影测量必将向更加智能化，更加快捷高效的方向发展。

参考文献：

[1] 张祖勋，张剑清，张力.数字摄影测量发展的机遇与挑战[J].武汉测绘科技大学学报，2000，25（1）：23-27.

航空摄影测量篇3

【关键词】航空摄影；航空测量；加密措施

随着经济的发展，许多高新的计算机技术也开始应用在航空摄影测量中，比如陆地资源卫星、星载 SAR、机载激光雷达等。这些高新的技术极大的促使了航空摄影测量发展成为以空间数据为核心的加密技术处理方法。从技术上来说，这主要是以内业为主导的数据采集新模式。特别是航空摄影测量新技术，对于促进城市建设和城市发展都有极高的积极意义。当前航空摄影测量技术广泛应用于矿产勘探、城市交通等各种领域，并获得较为显著的成就。本文对当前航空摄影测量的加密措施进行了分析，并挖掘其中的逻辑和技术内涵，以期为加密措施的改进做出贡献。

1.航空摄影测量方法分析

目前航空摄影测量中最常见的三种加密措施主要有：全能法、分工法和综合法。

全能法指的是在摄影测量的过程中利用几何反转的原理，在立体测图仪内建立立体像和其缩小版的所摄地面几何模型的一种方法。在绘制过程中，还根据内方位的元素在立体的测图仪内放置像片，使摄影的光束与解密后的投影光束相近。

分工法（又叫微分法），指的是是根据平面和高程分求原则来测量的一种方法。主要使用立体量测仪来进行测量。

综合法指的是结合平板仪测量与摄影测量的一种方法。地形点的等高线与高程可以采用一般的野外测定方式来进行测绘，而地形图上的地物、地貌的平面地形则是采用像片纠正法来画出线划图与像片图。一般来讲，综合法主要适合用于测量平坦地域的大比例尺情形。

2.航空摄影测量加密措施的模型

航空摄影测量根据其测量方法的不同，有不同的加密措施，这些加密措施的基础是其对应的加密数学模型，所以需要对这些加密措施的模型进行仔细分析。

2.1常规的光束法局域网平差加密模型

常规的光束法局域网平差加密模型是在分析坐标基础上建立的一种观察模型，并对不同的坐标做详细的测量，建立独立影响的光束，算出一种加密在数字上的模板，从而建立一个完整的摄影测量模型。为保证本模型观测值的准确度，需要建立合理的相对应像点坐标，并通过建立的想点坐标来设定影像外各个防伪元素的数值。所以，在摄影测量过程里，航摄仪内部的方位元素是已知的。如果在区域网中测量的像点有不同的种类和数量，可以根据这些不同来建立有不同误差的方程。

本加密模型的理论基础是像点-投影中心-物点这三点处于一条直线上的中心投影共线方程：

（1）

式里面，x、y指的是以像主点作为原点的像平面的x轴、y轴坐标值；f指的是航摄仪的主距；X、Y、Z指的是物点的地面坐标值；XS、YS、ZS指的是影像外的方位线元素值；a1、a2、a3、b1、b2、b3、c1、c2、c3指的是用影像外的方位角元素来表示方向余弦的值。以像点坐标作为观测值，将物方坐标与影像外的方位元素作为待定参数，若已知航摄仪内的方位元素值，可对式（1）进行线性化求解，得误差方程式：

（2）

式里面，x0、y0指的是由影像外的方位元素值与地面坐标的近似值代入到式（1）中计算得到的像点坐标值。在区域网内量测n个像点，就可以列出n组式 （2）的误差方程。如果在区域网内量测的像点有足够多时，就可以用最小二乘平差的方法来整体的估计地面坐标与影像外的方位元素值的改正数，进而得出加密点的地面坐标与影像外的方位元素值，从而实现用二维影像来反推出三维物空间点的坐标的目的。

2.2 GPS 辅助的光束法局域网平差加密模型

GPS辅助的光束法局域网平差加密模型是在常规的光束法局域平差基础上建立的，并利用了最新的 GPS手段来获取航摄仪参数以确定三维空间内的观测值大小，从而实现数据观测和传输之间平稳进行。图1表示了GPS天线的相位中心和航摄仪的投影中心之间空间偏移向量AS。

图1带GPS航摄系统的空间偏移向量

3.加密措施的试验分析

不同的模型其算法及核心均不相同，要测试各种加密措施的加密特性，需要建立一个新的加密系统才能进行分析。首先，需要以WuCAPS为基础，将数字和自动化测绘相结合，并对测量结果进行检测分析。其中有几点需要注意的问题：

（1）不同的技术参数和航摄技术都需要建立一个完整的航摄负片，利用 WuCAPS和数字测量技术完成对地图的初步自动化测绘，同时，WuCPS技术又可以将不同时间检测到的数据进行汇总整理。再利用这些数据通过DGPS和IMU观测值进行二次联合处理，这样就可以得到不同方位的元素值。这是一种基于POS系统的测量技术，也是一种实现影像外方位元素采集和加密的新技术。

（2）为获取更精确的测量数据，需要使用专业的加密措施来进行加密处理，并借助专业的模式对其加密精度进行设置。

（3）加密过程中应尽量选择小的加密模型来进行，所加密的数据需要满足相应的4D产品要求，并适应复杂的地理形势。此外，POS 辅助的光束法局域网平差加密模型包括4个高程的检查点，在对4个检查点进行测量时，不可避免会产生一些残差。因此在检测过程中，需要对其加密精度进行严格把关。

（4）不同的设备在测试范围内，要明确其周边的布点光束法局域网平差值。所有在后期需要检测的点都要有其对应的实物点，以此保证立体测量的精度。此外，还可以引入POS系统外方位的元素误差，使测量值更加靠近实际值，使得测量数据更加客观、真实。

结束语

从上文分析可知，随着摄影技术及计算机技术的发展，航空摄影测量逐渐应用于各种地质和地区的监测和绘制中，这就要求根据测量技术研发其相应的加密措施，并对各种加密措施进行分析比较，选出最合理、有效的加密办法。经过分析可知，本文所讨论的二种加密措施均可以满足我国航空测量的加密需求，但其中相关技术还需进一步发展。因此，在后续的研究与实验中，应积极运用前沿技术，不断完善航空测量加密措施，实现高精度、高准确度的航空测量。

参考文献

[1]姚丰.现代航空摄影测量加密方法[J].中国科技信息，2014，（24）：157-158.

航空摄影测量篇4

关键词：摄影测量；投影差；像控点；空中三角测量

中图分类号：P23文献标识码：A文章编号：1674―9944（2014）11―0252―03

1引言

航空摄影是为了获取指定范围内，在航空器上安装航空摄影仪，从空中对地表进行的摄影，从而得到的一定比例尺和重叠度的航空影像。多数情况下，航空摄影所获取的像片是倾斜的。即使是地面严格水平，航摄像片上的目标物体也会因像片倾斜而产生变形或像点位移。

航空摄影的对象是地球表面。而地球表面是有起伏的。由此引起像点位移称为像片上投影差。正是由于投影差的存在，使得地面目标物体在航摄像片上的构像偏离了其正射投影的正确位置。

投影差的特点：越靠近像片边缘，投影差越大；像片底点投影差最小或没有。地面点的高程或目标高度越高，投影差越大。

2像片控制测量

像片控制测量是在测区内实地测定用于空中三角测量（空三加密）或直接用于测图定向的像片控制点平面位置和高程的测量工作。

空中三角测量是利用航摄像片与所摄目标之间的空间几何关系，根据少量像片平面控制点和高程控制点，计算待求点的平面位置、高程和像片外方位元素的测量方法。像控点是航空摄影测量解析空三加密和测图的基础，其位置的选择、平面位置和高程的测定直接影响到内业成图的精度。

像片控制测量的布点方案分为：全野外布点方案、非全野外布点方案和特殊情况的布点方案

3野外像片控制点的布点方案

3.1全野外布点方案

全野外布点是指摄影测量测图过程中所需要的控制点，全部通过野外控制测量获得的，航摄像片控制点不需内业加密，直接提供内业测图定向或纠正使用。本布点方案精度高，但是外业控制的工作量大。只有在测图精度要求高的测区，视野开阔，地面联测条件良好，或是在小面积测图情况才选择使用。

以立体测图仪作业单模型测图的布点方案为例：需在测绘面积四角上各布设一个平高控制点，共计布设4个平高控制点。

3.2非全野外布点方案

按航线数分为单航线和区域网两种。

3.3特殊情况的布点方案

对于航摄区域结合处、航向重叠不够、旁向重叠不够、水域和岛屿等特殊情况的布点，均应按照规范的规定进行。

4野外控制点的选择

像控点目标选择：航摄像片控制点的布设不仅和布点方案有关，还要考虑航测成图过程中像点量测的精度、各类误差改正对像片控制点的具体点位要求，航摄像片控制点应满足以下基本要求：像片控制点的目标影像应清晰易判读。为消除或消弱投影差的影响，要求像片控制点距像片边缘大于1.0～1.5cm以上。像片控制点应选在旁向重叠中线附近；像控点的选择如果位置不当，其结果不仅给外业实地观测作业造成不便与困难，而且给内业成图工作造成一定困难，并影响和降低内业成图的质量与精度。

5野外像片控制点的施测

5.1刺点目标的选择要求

刺点目标应根据地形、地物条件和像片控制点的性质进行选择，以满足规范与合同要求。无论是平面点、高程点或平高点均要选择在影像清晰、目标明显、能准确刺点的目标点上，明显目标点是指野外的实地位置和像片的影像位置都可以明确辨认的点。一般理想的明显目标是近于直角而且又近于水平的线状地物的交点和地物拐角上，特别是固定的田角和道路交叉经常作为优先选点的理想目标。

5.2像控点平面坐标和高程的施测

无论平面控制点，还是高程控制点，其测量工作必须遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则，即先进行整个测区的的控制测量，再进行碎部测量。

目前GPS已广泛作用，利用GPS可极大提高像控点外业测量工作效率。采用GPS网、CORS站（连续运行卫星定位服务系统），双基准站、GPS RTK等方法，可迅速获取像控点平面位置与高程。

6使用GPS RTK对像控点布设的几点建议

像控点布设应优先选择影像清晰、可以准确刺点的目标上。多选择线状地物交点和地物拐角上。弧形地物和阴影一般不能选做刺点目标。

像控点测量时，可按近景显示像控点位置，远景显示像控点方向与周边环境，多个方向拍摄像控点照片，以便于内业绘图人员判读像控点。（近景一张，相反方向远景两张）

在测区范围内有等级道路时，尽量选择道路路面上的交通指示。如地面上前进方向标示的箭头、限速数字尖点与拐点、拐弯箭头、过街斑马线拐角等。

测区内有房屋，在选择像控点时，建议优先选择平顶房房角或围墙角，并且最好选择航摄像片上没有阴影的房角，或是房屋北边的房角（原因是受摄影时光照的影响，在立体模型上北边的房角易立体切准。）

在选择房屋角时，尽可能选平屋，且四个房屋角清晰，并避免选高楼房角。测量此房顶角像控点时，将此房角屋顶与地面的比高，记录在像控点反面整饬中。

在测区范围内，可有真针性的选择地坪拐角、铁丝网支桩、在建房屋基角等目标点。但要考虑时间间隔，若摄影时间与选点时间间隔太长，目标地物现状可能发生变化，则不建议选择此类地物目标。

当测区范围内，可识别的地物稀少时，建议优先选择水渠的分水口、桥、闸、涵等水工建筑物拐角或中点。

测区范围内，还可选择通讯线电杆地面中心作像控点。此类像控点，可分别测电杆左、右两侧作为参考点，然后取两参考点的平面位置的算术平均值，作为此电杆像控点平面位置，并将电杆长度记录在像控点反面整饬中。（此类像控点只用作平面控制点）

在测区范围内，可识别地物在摄影阴影内时，可将像片无阴影线状地物沿其方向，用红笔画出参考辅助线（延长线，垂直线等），再标记出交点，以交点作为刺点目标，此刺点目标即为像控点。（此类像控点只用作平面控制点）

在测区范围内，像片显示区域内，人工地物稀少，可识别地物只有弧形地物时，也可将弧形地物的特殊点作为刺点目标即像控点。如弧形水渠的分水口拐点，弧形水池边缘的排水管中点等。

在测区范围内，也可以坟头作为像控点刺点目标。但是，要考虑摄影时间与选点时间是否间隔清明节，清明节前后坟头点位高程及形状可能发生变化。若坟墓前的祭祀平台的，则首先考虑祭祀平台的拐角，从而保证摄影测量前后的高程一致性。

建议野外像控点测量小组，最好以两名有多年工作经验组成，可相互验证对目标地物与像片影像的判读。从而保证像控点的正确性与惟一性。

7结语

航空摄影野外像片控制点的目标选择与测量是航测成图最重要的关键所在。外业工作中，各测量小组成员都要认真仔细，都要反复判读像片影像，分析、比对地面目标与像片影像，经过反复比较选出符合要求的明显刺点目标。

参考文献：

[1] 李德仁，周月琴，金为铣.摄影测量与遥感概论[M].北京：测绘出版社，2001.

[2] 徐绍铨，张海华，杨志强，等.GPS测量原理及应用[修订版][M].武汉：武汉大学出版社，2003.

航空摄影测量篇5

关键词：GPS 航空摄影 三角测量 航空摄影测量

中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）08（b）-0042-02

对于全球定位系统人们并不陌生，并将其成为GPS。全球定位系统已经广泛被应用到人们的日常生活当中，最为常见的就是汽车导航系统，在给人们提供便利的同时，也极大的降低了人们的生活成本。GPS能够对地理位置进行快速而准确的定位，这使其能够被应用到三角测量中，以解决航空摄影的控制点确定问题。同时，利用DPS能够在地面上通过设备实现更为简单的监控，其具体的步骤是现在飞机上利用架设多台GPS接收机，然后将地面受点发出的信号进行记录并连接，利用动态载波DPS实现精准的动态定位，获取离线数据后对这些数据进行处理，进而确定航空摄影机的曝光时间，太空摄影站点在接收到地面发出的信号后，在测定的WGS-84坐标系中确定三维坐标，将摄影测量区域网平差的定义引入后，能够计算出相对应的大地坐标。

利用GPS技术的最大优势在于能够根据GPS测得的数据尽可能少的设立地面接收点，在人们的不断的努力与实践过程中，已经确立了GPS技术在航空摄影中的技术优势。由于所设立的部分地面接收点处于深山老林中，人工测绘的工作难度非常大，危险系数也非常高，更重要的是所测得的数据也并不是非常精确，这对下一步工作的开展造成很大影响。利用GPS技术来辅助和强化空三测量技术，可以很好的解决这个问题，不仅在数据测绘方面更加准确，同时也节省了大量的人力与设备成本。这里结合重庆江源工程勘察设计有限公司在某地的具体测量情况对GPS在空中三角测量中的应用进行分析。

1 项目需求与工作要求

在地面工作的航空摄影测量人员首先要明确航空摄影分区的数量，并确定加密分区的数量，获得构架航线的数量，以此来准备符合实际要求的设备。在本项目中，技术人员设定了4个航空摄影分区以及8个加密分区，起构架航线的数量为10条。为了保证顺利的完成地面三角测量工作，在地面设有2个基准站、23个地标点以及20个检测点，其技术标准符合1985国家高程基准，确保GPS辅助航空摄影空中三角测量的顺利实施。

2 项目勘踏地标点

由于项目监控点是距离市区较远的山区地带，人们生活水平相对落后，交通非常不便，这对项目的开展造成很大阻力。根据项目本身的需求与测量点的实际情况，需要结合当地地形的实际情况，在山顶、平原、空旷地带、农田、高层建筑上分别架设地标点，这些地标点多数是在山顶及其建筑物的顶端，测量人员所架设的测量点符合航空拍照的标准，在设计上也要符合测量的要求。

3 项目布置地标点

利用GPS辅助空中三角测量要对地标点采取不同的标志进行区分，利用不同的颜色来进行标记。地标点要与航空拍摄的路线重合，这些地标点要覆盖航空拍摄的范围，以保证控制满幅，在相邻标准点的设置上，其距离要不大于1 km，在基准站点的设置上，要根据实际情况进行布设，利用不锈钢强制对中中心标志。此外，所有的23个地标点在标志的设置上采用一定的图形，通常为Y形、T形以及方形，在标志点的用料方面多采用白油漆和黑油漆，如要粉末标注地则采用黑碳粉和白石灰粉，同时也有应用薄膜的情况，并且这些薄膜已经被油漆刷上所需要的颜色。

4 项目观测

4.1 地面基准站联测

在地面检测站方面，设备上采用天宝5700型双频GPS接收机，在观测时段上为2小时，数据采样时间间隔为30s，观测卫星数目不小于2颗，卫星截止高度角为5°，这样能够尽量减少其他因素的干扰，确保地面基站的实际应用效果，使航空拍摄能够顺利进行。地面上所架设的2个基准站的相关设备和仪器部署到位，观测次数分为24h和8h两次，并将两次所获得的数据进行收集，同时还要对GPS中的数据进行校正，利用相关设备进行格式转换，以确保数据的客观性，进行格式转换所应用的软件是TEQC数据预处理工具软件，以此来对测量获得的数据进行分析，当测量数据与目标数据吻合后，应用GPS来协助完成航空摄影空中三角测量。据监测发现，利用GPS辅助航空摄影的空中三角测量数据利用率高达100%，基础要求为数据利用率要在85%以上，多路径效应的最大值为0.3，基础要求为小于0.5，这表明利用GPS协助空中三角测量所获得的数据符合标准，所得数据具有极强的可靠性。

4.2 对空地标点观测

对空地标点的观测同样采用天宝5700型双频GPS接收机，依托基准站对数据进行全天候监测，而地标点的监测时间为2 h。若对空地标点基准站的距离在100 km以上时，地标点的最佳监测时长（UTC）为2 h～4 h，这样做的目的是为了提高对空地标点的测量精度。与地面基准站联测数据相类似，在软件上同样采用TEQC数据预处理工具队数据进行分析和检测，确保监测数据的准确性满足设计要求。

4.3 基准站高程联测

在基准站高程联测方面，本项目启于沙田95、沙田96两个水准点。在具体的基准站高程联测方面的具体步骤为：在建筑物的附近采用四等水准精度确立固定点，然后采用电磁波高程导线的方法来进行测量，最终获得基准站高程，并对所获得的数据进行监测和分析，获得处理结果，最终在基准站高程联测方面中所测量的各项数据均达到设计标准。

4.4 GPS辅助空三角测量数据采集

由于存在地面与空中的数据交换，同时存在大量数据的传送，在进行GPS辅助空三角测量数据采集时需要注意以下几个方面的问题：首先，要确保地面基准站的设备运转正常，保证接受数据的精度；其次，基准站与地标点的架设方面要注意在地势的选择上，要尽量选择地势平坦的地方，或者是植被覆盖良好的山顶，这有利于地面与空中的“对话”，是动态接收机能够更加容易的捕捉并接收信号；其次，在设计要求上要根据卫星组合图形来确定摄影期间基准站的数据采样时间，其最佳时间间隔为1 s；最后，在观测时段长度（UTC）要符合设计要求，在进行航空摄影时，2个地面基准站要同时开启并进行监测，在数据收集方面在飞机起飞前的20 min开始，直至飞机落地不动后20 min为止，这期间都要保持GPS接收机的正常工作，进而获得同步的GPS数据，并对所测量的数据进行检测，确保检测结果符合设计要求。

4.5 机载GPS天线偏心分量测定

从航空摄影的角度来进行分析，采用GPS动态定位时刻时，与摄影机上的时刻并不同步。GPS动态位解算后，可以得出一套连续的坐标序列，为了使摄站的位置更为精确，需要将偏心矢量的因素考虑在内，根据坐标序列中内插摄影机在进行摄影的瞬间所有用的中心位置，也就是摄影机在进行拍摄时的站位置。航空摄影在进行拍摄的瞬间，利用天线来对相位中心进行推算，进而计算出推算的值。这个结果与GPS采样的时间间隔由很大关系，因而必须要关注曝光瞬间时间内插的精度，确保航空摄影的准确性。在高精度GPS测量中，通常会内置内插器（CET），利用内插器来将曝光时间插入。航空飞机在工作的过程中，摄影机在进行拍摄的同时将会放出一个同步脉冲，在利用计算机对脉冲数据进行处理后，即可将曝光时间归化为GPS时间，进而获得某一曝光瞬间摄影站的空间位置。

5 检查

5.1 检测点的观测

在航空摄影传输回摄影航拍像片后，为了检验整合项目的质量和水准，可在第5加密区选择2个地物点作为地标点；在第8加密区选择4个地物点作为地标点，并辅以20个检测点同时对GPS数据进行观测。在点位分布中，大部分点位于基准站之间的距离都在100 km以上，基准站、地标点、检测点之间的联测时间不小于3 h，采样时间间隔为15 s，卫星数不小于4颗，卫星截止高度角为15°。数据分析与检测采用TEQC进行，所得数据符合设计标准。

5.2 检测区等外水准联测

为了对高程进行检验，以1985国家高程基准为标准，在3个地标点与26个检测点实施水准联测，并对4个检测点和3个地标点进行四等水准精度的电磁波高程导线联测，所测数据精度指标符合设计标准。

6 结论

本项目需要技术人员根据实际地形来设立地标点，并且根据地标点明确测量点的位置，并对潜在的干扰因素进行排查。在数据的准确度方面，运用计算机软件进行核查，确保数据精度符合标准在进行下一环节的工作。本项目成功测量向我们展示出GPS在空中三角测量的实际应用，指明了运用GPS进行动态定位所具有的优势，不仅降低了人工作业的难度和强度，提高工人的工作效率，还节省了测量项目的成本。本次测量项目的成功展示出GPS在航空摄影辅助空中三角测量中的应用，表明这项技术拥有较为广阔的发展空间，应用到测量技术方面能够为测量工作带来极大便利。

参考文献

[1] 赵俊羽.GPS辅助空中三角测量在大比例尺航空摄影测量中的实验研究[M].昆明理工大学，2010（11）.

航空摄影测量篇6

[关键词]ADS 数字航摄仪 航空摄影测量

[中图分类号] P231 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-2-153-1

1ADS系列数字航摄仪概述

ADS系列数字航摄仪应用的是线阵列推扫式摄影方式，应用高精度惯性导航定向系统IMU及全球定位系统GPS构成的POS系统进行数字影像获取。在航天摄影中应用ADS系列数字航摄仪，不需要经过冲洗、扫描及打号等工序，可以直接为数字摄影测量提供高分辨率全色及红外数字影像。

1.1航空摄影仪种类

航空摄影指的是在飞机、直升机、气球等航空器中安装航空摄影仪，从空中对地面进行摄影操作。航空摄影的主要目的是获得某一范围内航空影像。当前，多将航空摄影仪分为胶片航摄仪与数字航摄仪。其中胶片航摄仪即框幅式摄影机，一般其胶片为23×23cm，主要型号分为RMK、RC航摄仪。这种航摄仪所获取的资料均保存于航摄底片中，通过冲洗、扫描等工序后方可获得数字影像，其时间及人力成本较高。数字航摄仪主要包括应用线阵CCD的推扫式航摄仪与应用面阵CCD框幅式航摄仪。

在2000年7月，徕卡公司推出建立于线阵CCD扫描机载数字航摄仪ADS40，在2008年徕卡公式推出了ADS系统产品ADS80。ADS航摄仪应用的三线阵CCD像幅宽均设计为12000象元，其象元值为6.5um，其排列形式为：下视0°，后视14°，前视27°。在ADS40系列产品中的SH40及SH51，在镜头焦中安置了8波段CCD阵列作为探测器，在ADS80型号产品SH81型号中设置有11条CCD阵列探测器。

1.2ADS系列数字航摄仪工作原理特点

在ADS系列数字航摄仪中，应用的是集成POS系统，POS系统则是由高精度惯性导航定向系统IMU及全球定位系统GPS共同构成。ADS成像原理为线阵列推扫式成像，集成POS系统具备强大功能，可以为扫描阵提供外方位元素初值，实现了影像外方位元素的直接获取；ADS能够同一时间获取同一地面中下视、后视及前视高分辨率影像条，综合提高了影像可靠性。

ADS通过这种工作方式，一次飞行便可以获得丰富的影像信息。不需要经过扫描工序，便可以直接提供数字影像。ADS影像在飞行过场中可以对影像日期、拍摄时间、相机型号等进行同步记录，且具备着高分辨、多波段及高重叠等优势。

数字航摄仪核心元件之一为光敏成像元件，在ADS系列数字航摄仪中应用的是CCD光敏元件。CCD排列方式分为平面阵列及线阵阵列两种形式。ADS成像技术则多采取多线阵CCD方式直接获取数字影像。

2ADS系列数字航摄仪在航空摄影测量中的应用操作

在应用ADS系列数字航摄仪进行航空摄影测量操作时，应做好准备工作，并设置详细的航空摄影方案。其操作应用主要包括以下几点：

（1）航摄前地面控制点布设与架设航摄GPS地面基站

在航空摄影中应用ADS系列数字航摄仪，为保证POS系统定位精准，在摄影测量之前应在测区附近建立GPS基准站，一般基准站数量应超过2个，并在基准站上架设GPS信号接收机。

（2）飞行区域数据准备工作

针对飞行区域，应收集该区域资料信息并进行资料处理，如所收集资料并非数据格式，则应进行扫描转进行资料栅格化并载入系统。地图数据载入一般应输入三个或三个以上定向点，如输入经纬度等。

（3）航线设计

应用ADS系列数字航摄仪进行航空摄影测量操作之前，为降低飞行成本并实现飞行质量，应根据具体摄影范围进行有效GPS地面预控制，通过地面预控制获取测量区域拐点经纬度等数据，合理设计飞行航线。

（4）通过Orima软件进行ADS影像数据处理

ADS系列数字航摄仪在航空摄影测量中所获得的影像数据主要分为L0级、L1级与L2级。其中L0级属于航摄仪飞行过程中通过导航数据直接进行地理定位所获得的影像，受飞机运行及相机姿态变化等因素影响，L0级影像数据中存在着影像变形，为消除影像变形，应用Orima软件进行影像数据处理，应用Orima软件通过平差计算获得定向参数，消除影像变形问题，生成正射影像，对多光谱波段影像进行彩色合成，最终形成L2级彩色正射影像。

3ADS系列数字航摄仪在航空摄影测量中应用的优势及不足思考

在航空摄影测量中，应用ADS系列数字航摄仪，存在着一定优势及不足。因ADS系列数字航摄仪其成像方式较为特殊，容易出现影像带失真现象，综合POS系统进行数据重组处理，其时间花费较长，但其自动化程度较高；ADS系列数字航摄仪扫描速度较慢，对航速及航高产生了一定限制；应用ADS系列数字航摄仪进行航空摄影测量，其工作效率较高，突破了数据获取关键技术，推动了航空摄影测量领域的变革。

4结语

ADS系列数字航摄仪可以不经过扫描便可以直接为遥感图像处理系统及数字摄影测量提供全色、近红外数字影像。在本文中，对ADS系列数字航摄仪类别及工作原理特点进行了研究与分析，重点对ADS系列数字航摄仪在航空摄影测量中的应用操作及其优缺点进行了思考。ADS系列数字航摄仪突破了数据获取关键技术，推动着摄影测量的重大变革。

参考文献

[1]杜秀新.浅谈ADS系列数字航摄仪的特点及其在航空摄影测量中的应用[J].测绘与空间地理信息，2013，（10）：230-232.

[2]高立.ADS 80航空摄影测量系统的特点与应用[J].测绘与空间地理信息，2011，34（6）：212-214.

航空摄影测量篇7

关键词：航空摄影测量；外业调绘；方法；措施

Abstract: This paper analyzes and put forward to surveying and mapping work improvement measures on the existing problems in surveying and mapping production process, operation method, existence.

Keywords: aerial photogrammetry; investigation; method; measures

中图分类号：P25 文献标识码：文章编号:

引言：

航测外业采用计算机屏幕像对立体采集地物数据, 内业直接对外业矢量数据进行微分纠正, 在计算机“地物自动识别系统”开发成功并真正能在我国实现生产以前, 内业数字摄影测量系统主要完成DEM的生产和对个别坡度过陡的局部地物进行修测, 是我国现阶段国情下, 在国家基础地理信息采集中较恰当的“航测内外业一体化”途径。

1现行外业调绘生产流程分析

航测外业调绘是航测工作的一个重要流程，我局经过几年的技术改造，初步形成了内外业一体化成图体系，工作模式为： 根据项目要求对航测数字化测图范围进行航空摄影，生成摄影负片。对负片进行扫描，生成扫描影像TIF文件。内业扫描完的影像文件由内业作业员进行加密，形成空三加密成果。内业测图人员根据加密成果构成单个的立体像对进行测图，进行内业预判。同时制作过渡DOM。将内业预判的成果与过渡DOM 叠加，打印形成外业调绘用的调绘底图。作业员持调绘片到实地进行外业调绘，用不同的符号和颜色标注不同类型的地物、居民地名称、植被等。外业调绘结束后回驻地或单位在计算机上进行调绘成果整理。再通过打印、自查、修改，直至二查结束，打印形成最终的“调绘片”。

可以看出，（1）数字摄影测量基本上还是内业测图，在外业调绘中没有发挥作用；（2）在外业的每一个作业或检查过程中，要反复打印调绘片，一方面打印成本高，另一方考虑调绘成果的保密原因，不能在测区的非单位的绘图仪上输出，且大幅面绘图仪运输到测区也不可行，因此一般采用回单位进行打印输出，因此存在成本高、耗时长，影响工效的问题。

2作业方法(内业和外业)

2.1 内业初步判读。内业初步判读解译的基本原则。

2.1.1准确性:指位置、轮廓、性质、方向要准确。

2.1.2完整性:一是资料的完整;二是解译内容要完整,接边准确,不能出现漏接、、性质不同不接;三是主要地物,新增地物不得遗漏。

2.1.3合理协调性:是指综合取舍要合理协调。各种地物地貌关系要合理清楚,主次接明错分。

2.1.4统一性:各作业员、作业组要统一标准、统一符号、统一说明注记。

2.1.5图斑编号规定:以每幅图为单位,从左向右,从上往下,采用连续编号,如1号、2号、3号,在编号的过程中,图斑界线未变化,但地类变化,应另行编号。

2.2 外业调绘

2.2.1外业调绘技术路线采用以下技术和流程

1）采用“由点到面”,先作小区试验,取得经验后,全面推开作业。

2）在工作流程中,外业调查与调绘工作同时进行,工序衔接按一定条件作穿插作业。

3）外业数据采集运用闭环系统作业方法,以确保数据的正确性和可靠性。

2.2.2外业准备工作

1)人员准备。建立外业调查队伍。设立组长、调查员、检查员等。在工作前要做好外业工作实施方案的制订、评审和人员培训。

2)资料准备。①土地详查及历年变更调查资料:土地利用现状图、数字正射影像图、外业调绘记载手薄、面积量算记载表、境界、权属界协议书等,该复印的要复印,不需要复印的,要从档案室借来备查,有些是随时要查的。②其他资料:建设用地审批资料、土地开发复垦整理资料、农业结构调整资料、行政区域调整资料、制作调查表格。

3)工具准备。调绘包(工具袋):放大镜、皮尺、钢尺、分规、三角板、绘图墨水、方格纸、透明纸、绘图铅笔、平板仪等。有条件的,可配备GPS等专门的测量仪器。

2.2.3外业测量方法

1）简易补测法:比较法(目视法)、截距法、延长线截距法、距离交会法、直角坐标法和间接补测法；平板仪补测法:极坐标法、前方交会法、侧方交会法和后方交法；调绘补测法；仪器补测法。

2）简易直接补测法是地物补测的常用方法。一般使用钢尺或皮尺、圆规、三角尺等简单测量工具,将地物补测到调查底图上的方法有比较法、截距法、距离交会法、直角坐标法、延长线截距法等。简易间接补测法是利用收集的与补测地物有关的图件资料,如设计图、竣工图等,将图件资料上的有关调查内容,采用透绘法、转绘法等方法,标绘在调查底图上。主要适用于已有相关资料的地区。标绘后必须对其标绘内容进行实地核实确认,当与实地的位置、界线一致时,予以确认;不一致时,按实地现状进行修改后确认。

3）仪器补测法指利用平板仪、全站仪、GPS等仪器设备,进行地物补测的方法。该方法适用于补测地物范围大、不规整及用简易补测法无法补测情况。对于大型新增线状地物,如高速公路、铁路、工矿企业等,一般应采用仪器补测法。当新增地物四周有与影像对应的明显地物点作为控制时,将平板仪直接安置于明显地物点进行补测;当新增地物四周没有与影像对应的明显地物点作为控制时,应首先采用相应的测量技术,在新增地物四周,均匀布设能够满足补测需要的若干控制点,再将平板仪安置于控制点上进行补测。

3外业调绘工序流程存在的问题

外业调绘是航测数字成图的主要工作之一，由于长期受人工干预的限制，至今没有得以较大改进，人为地增加了作业过程，平添了人为误差产生的机率，影响了最终成果的精度与质量。这也是长期困扰航空摄影测绘工作的一个急需解决的关键问题。这种作业模式由于是在传统调绘方式上发展起来的，难免还存在着如下一些缺陷：

3.1投入人员、设备较多，增加施工成本，工作效率和经济效益低下；

3.2工序繁多，增大了人为误差的产生，从而降低了成果成图的精度；

3.3工序流程的划分，延长了施工周期，增加了劳动强度；

3.4人工参与的环节过多，自动化程度较低，影响了劳动效率。

4外业调绘作业改进的措施

根据外业调绘工作流程所存在的问题，结合当前微机、软件等技术的发展状况，针对性地加以改进，使外业调绘工作自动化程度更高，减少外业工作的劳动强度和施工环境。

目前对外业调绘工序改进完善的时机和条件均已成熟，只要有一种设备能够现场完成外业调绘内容的输入，并具有图形编辑的初步功能即可实现外业调绘一体化作业。因此改进后的外业调绘工艺流程如图所示：

基于此种设想，外业工作所需要的硬件设备可以采用掌上电脑，即目前应用非常广泛的“PDA ”。

PDA 最大的特点就是它们有其自身的操作系统，一般是采用嵌入式Window CE，功能强大。它一般没有键盘，采用手写和软键盘输入方式，同时配备有标准的串口、红外线接入方式并内置有MODEM，以便于个人电脑连接和上网。掌上电脑和前面的产品最大的区别，就是其应用程序的扩展能力。基于各自的操作系统，任何人可以利用编程语言开发相应的应用程序。因此，它的出现深受测绘界的关注，同时由于其在硬件上具有待机时间长，体积小，集成功能强等特点，被广泛应用于测绘外业工作，是理想的笔记本电脑外业施工的替代品。

对于在“PDA”上开发的软件系统要求具有如下特点和基本功能：

1）操作的菜单式界面，操作流程化，便于学习掌握；

2）系统要具有基本的图形编辑、修改、注记、和分层等功能；

3）数据存储格式要求通用化，与其他图形软件能够交换共享；

4）汉化的菜单、命令提示，编程语言标准化；

5）设有数据通讯端口，方便与其他测绘仪器、设备进行数据交换。

航空摄影测量篇8

(郑州方纬测绘技术有限公司，河南 郑州 451450)

【摘　要】通过分析航空摄影中数码相机的误差来源及主流校验方法的比较，讨论了相机检校的目的和数学模型、检校场的建立，并在分析实际检测数据的基础上，完善了控制点的获取效率进而改进了控制点的布设方案，验证相机内参数的可靠性，最后通过实验论证了此方法的高精度性、可靠性与可行性。

关键词 航空数码相机；检校方法；误差来源；数学模型

0　前言

近年来，随着CCD技术的发展，数字航空摄影测量已成为航测中研究与应用的热点，其相对于传统胶片有明显的优越性，但航空摄影用数码相机取代胶片式相机成为数字航空摄影测量的关键设备。传统航测所采用的相机为量测相机，其光学畸变小，它可测定内方位元素，有框标装置，其机械结构稳固，摄影中心相对所拍摄影像的相对位置是经过严格检校的。但是使用胶片相机不仅价格昂贵，还要用昂贵的仪器对胶片影像数字化，而且胶片动态范围小，故航摄数据质量低，测图周期长，影响了整个行业进步。目前市场上缺乏测量专用的数码相机，航空摄影测量作业中使用的相机大多是使用高档的商业相机，没有检校出内方位元素，镜头畸变大，为了将数码相机应用于航空摄影测量，关键一步就是对相机进行严格的检校，求出相机的内方位元素及各项畸变参数，以便在数据后处理中消除影像的畸变差，使其达到航空摄影测量作业的要求。本文通过分析数码相机的误差来源，主流校验方法的比较，讨论测定数码相机校验的目的，利用对数码像机检校数学模型的建立、检校场的建立，验证相机内参数的可靠性，最后用实例应用证明了检校的高精度性、可靠性与可行性。

1　数码相机的误差来源

数码相机是利用CCD( Charge Coupled Device)将入射相机镜头的光辐射能量转化为数字影像的，CCD传感器感光元的数量为衡量数码相机性能的重要指标[1]。数码相机的误差不仅可由光学镜头的畸变与机械误差引起，还可能由视频信号的A/D转换产生，分别称为光学畸变差、机械误差和电学误差。光学畸变是影响像点坐标质量的一项重要误差，主要是由相机物镜系统设计、制作和装配所引起的像点偏离其理想位置的点位误差，光学畸变可分为径向畸变差和偏心畸变差两类；机械误差是在光学镜头获取的影像转化到数字化阵列影像这一步产生的误差，主要由以下两个因素引起：一是扫描阵列不平行于光学影像，致使数字化影像相对于光学影像有旋转；二是每个阵列元素尺寸不同而产生不均匀变形。电学误差主要包括行同步误差、场同步误差及数据格式转换时的采样误差。

2　当前主流检校方法的比较

当前主要的检校方法大体上分两类：一类是直接线性变换解法，但它因无需内方位元素值和外方元素的初始近似值，故仅适用于非量测相机所摄影像的摄影测量处理；另一类是一种基于空间后方交会的检校方法，它以共线方程为基础，以像点坐标作为观测值，解求相机内外方位元素、畸变系数以及其他附加参数的检校方法[2]。这种方法正好适合解决数码相机所遇到的问题，因而本文利用此方法来检校，并且已经在生产实践中产生了不错的结果。

3　数码相机的检校

当前使用的主流相机是非量测相机，存在光学畸变和电的、机械的等误差。因而对数码相机的检校内容包括①主点（x，y）的位置测定；②主距（f）测定；③光学畸变系数测定。

3.1　检校的目的及数学模型

数字相机检校的目的是恢复影像光束的正确形状，即通过检校获取影像的内方位元素和各项畸变系数。前面已经提到本检校是基于一种空间后方交会的检校方法[3]。它是以共线方程作为基础，以像点坐标作为观测值，解求相机内外方位元素、畸变系数以及其他附加参数的一种检校方法。共线方程式为

以像点坐标为观测值，可列出误差方程式V=AX+BX+CX-L （3）

其中，（x，y）为像点的像平面坐标；f为影像的内方位元素；（X，Y，Z）为物方点的空间坐标；a，b，c（i=1，2，3）为影像的3个外方位角元素组成的9个方向余弦；X表示影像的外方位元素；X表示影像的内方位元素；X表示一些附加的参数，主要是光学畸变改正项。

3.2　检校场的改造

3.2.1　原有检校场

对检校场的要求：

（1）相机在“无穷远”处能获得满像幅的检校场图像；（2）检校场要有一定的层次来布设标志点；（3）相机可在不同摄站位置进行拍摄。

本次检测对象为佳能5D系列数字相机，其分辨率为5616×3744，标称焦距为35mm，影像以RAW格式存储输出[4]。使用室外检校场是在某楼正立面布设了近千个间隔为1.0～2.5m的控制点标志；该楼高约30m，宽约为100m，墙体有电梯、走廊和凹槽，构成了前后四个层次的立体结构。拍摄点为距离检校场大40m以外，与焦距相比，可视为无穷远处，获取的影像能充满像幅。

3.2.2 　控制点标志及空间定位数据的获取

对于控制场标志点的选取最初制定了多套方案，包括材料、形状等，为了提高控制点坐标的获取效率和长期使用的目的，经过多次反复的测试控制点标志由黑色的铝片做成，并且创性地在铝片中间粘贴了全站仪棱镜反光片[5]。此检校场是在成熟的原检校场的基础上通过扩展、加密布设后形成的。在控制点外业测量中用全站仪使用全圆测回法(半测回)进行测量，之后内业进行数据处理计算得到每个点位的精确坐标。

3.3　参数可靠性验证

基于像点系统误差改正模型和像主点坐标，用VC++6.0编写了相应程序，对所拍摄像片进行畸变差改正，并进行重采样；随后检校软件对重采样后相片经重新求取各系统误差参数与内方位元素，通过解算软件查看相片畸变差,影像最大畸变小于1微米(一个像元为9微米×9 微米)，已在限值范围内。

4　结束语

通过上述分析可以得到以下几点结论：第一，对于大面阵数码相机，基于室外控制场的检校具有精度高并且可靠的特点；第二，在建立检校场时，控制标志点应该尽量均匀分布，并且需在3个坐标方向上有一定的延伸，以免造成线性方程的强相关；第三，对于航空用数码相机，像点很小的误差都会给物方点位精度带来比较大的影响；第四，航空数码相机检校存在主距的锁定与相机固定问题，在相机检校之前需考虑如何将其机械固定又不影响相机的操作。大型室外航空摄影数码相机检校场的创新设计建设，再加上高精度的相机检校方法，只要按照既定操作步骤即使非专业人士也能够得出高精度的相机检校数据。这对今后航空摄影数码相机的应用范围扩展了空间，只要是能满足一定条件的高档普通摄影数码相机完全可以达到摄影测量的高精度、大视场角要求，从而加速了航空摄影测量的更进一步发展。

参考文献

［1］张建霞,李安福,刘宗杰.航空数码相机及其应用分析[J].测绘科学,2009,05:87-88.

［2］李绍刚,陶安利,杨铁利,吴晓明.航空摄影测量数码相机的检校方法研究[J].测绘科学,2010,06:50-51.

［3］张建霞,王留召,刘先林,李天子,郭辉.数字航空摄影测量的相机检校[J].测绘通报,2005,11:42-43.

［4］王留召,张建霞,王宝山.航空摄影测量数码相机检校场的建立[J].河南理工大学学报:自然科学版,2006,01:46-49.

航空摄影测量篇9

关键词 电力工程；无人机；航空摄影

中图分类号P231 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）91-0189-02

0引言

随着我国社会科技的快速发展，社会经济的不断提高，电力工程的建设力度也在不断的加强。除特高压或跨区域电网等大型工程外，一般的火力发电厂的建设工程规模都不会太大，因此其具有路径较短、工期要求紧的特点。传统技术下为了能够对火力发电厂有所了解，拍摄的手续比较繁杂，且在进行拍摄的时候，还存在着风险大、成本高的问题。一般火力发电厂的建设投入很难满足这些要求，无人机航空摄影测量技术应运而生。

1电力工程中无人机航空摄影测量的概念

无人机航空空摄影测量是摄影测量中的一种特殊的方式，该种测量技术一般是在低空状态下进行拍摄，从而获取高清晰的数码影像。之后将拍摄到的影像采用数字摄影测量网格进行影像处理，再制成数字地图。该种方法具有方便、快捷以及准确等特点，解决了传统工程测量技术中地图成图比例不精确和测量时间长的缺点[1]。

2电力工程中无人机遥感摄影测量系统的组成

对于火电厂上空进行的航空摄影，本文主要探讨采用无人机遥感摄影测量系统的测量技术。该种遥感摄影测量系统主要由两部分组成，分别是遥感平台和传感器，即无人机和数码摄影相机。

2.1无人机

工程采用的无人机由中国航空工业集团与西北工业大学无人机研究所等多家单位联合研制。一般无人机的体型都较小，在空中的运作主要依靠计算机操控。无人机在天空飞行时，其工作参数如下：巡航空速达到每小时98km；在空中最大的飞行高度是海拔3600m；最大的承载力是在3.5G；在空中进行飞行的时间一般是在一个小时左右；在天空飞行时，其抗风能力是13m/s；起飞滑跑的距离不受到阻拦是在60m；在降落时不受到阻拦的滑跑距离是在150m；在地面进行通讯的距离如果没有受到电磁波干扰，一般是在15km[2]。

2.2数码摄影相机

目前在无人机上使用的数码相机主要是佳能EOS450D MarkⅡ（36*24mm），其畸变参数为k1=1.856600e-005，k2=-2.777889-006。无人机上摄影摄像机的相片参数是宽度为4272mm，长度为2848mm。图1是无人机低空摄影测量的系统的基本组成。

3测量区的摄影计划以及规划设计

利用无人机在对火力发电厂进行测量时，首先要将测量的范围以及测量时无人机在地面起降飞行的位置进行设计，这样才能够获得真实准确的的摄影图像和测量数值。

3.1测量区范围

在对火力发电厂利用无人机进行测量时，首先就要划分好火力发电厂的测量区域。一般在进行测量时，其测量范围从上空看时呈一个矩形状态，其四个角的坐标差距都不能够很大[3]，便于无人机的飞行操控。在对淮南平圩电厂进行测量时，选择的四个点分别是3号点、4号点、17号点以及18号点。

3.2航带规划设计

无人机在空中进行飞行的时间一般是在一个小时左右，因此特别是在较大面积航摄时，航带规划显得尤其重要。这种情况下可以在无人机起降的位置设计两个飞行架次，在测量区域内规划好适当的飞行航带。当一架无人机完成了坐标上的前一部分航带飞行后，返回进行补给；另一架再将剩下的飞行航带完成，这样就可以获得整个火电厂的影像数据。两个架次的飞行时间一般在1.5h内完成。

4测量区控制网的建立以及调控

4.1测量区控制网的建立

当无人机在空中飞行时，需要在测量区内建立控制网。控制网建立时根据测量区域大小，布设适当密度的GPS控制点，点位分布均匀，根据实际需求采用适当的坐标系；在各控制点上获取准确的坐标位置，用于后期像控处理。

4.2测量区外控点的现场调控

在电力工程中采用无人机航空摄影测量技术进行拍摄时，其拍摄出来的影像数据和测量精度都是必须具有可靠性，拍摄时一般采用野外布置像控点的方式。对于控制点的选择，必须是要使得影像清晰，能够比较容易判断的立体测量方位。且在进行布置外控点时，要注意均匀性，这样才能够保证拍摄到的影像各处畸变均较小且没有瑕疵。

5结论

综上所述，采用无人机航空摄影测量技术进行电力工程测量，可以减少大量的人力物力，拍摄出来的影像真实、客观、准确。且采用无人机航空摄影测量，还具有速度快、成本低的技术优势，获取的影像数据可以应用到多项领域中去。实践表明，在电力工程中采用无人机航空摄影测量技术是值得推广和应用的。

参考文献

[1]赵晓光.基于视觉的小型无人直升机跟踪地面目标方法研究[A].第二届中国科学院博士后学术年会暨高新技术前沿与发展学术会议程序册[C]，2010（1）.

航空摄影测量篇10

关键词：GPS GPS.RTK;GPS.PPK ;精密单点定位; 航空摄影测量

Abstract: This paper mainly around the GPS RTK, PPK, precise point positioning measurement techniques are used to analyze the basic surveying and mapping.

Key words: GPS GPS.RTK; GPS.PPK; precise point positioning; aerial photogrammetry

引言

测绘行业在本世纪这个信息化时代占据着重要位置，其中作为信息化产业技术方向的一部分，在数字地球概念中扮演中扮演重要角色。GPS全球定位系统因具有应用广、精度高、性能好的优点，已经广泛应用于工程测量、航空摄影测量、大地测量和地形测量等领域。本文主要通过对GPS.RTK、GPS.PPK和GPS静态测量在作业方法、应用效果、性能特点及技术条件的分析，印证GPS技术在航空摄影测量中的优越性能。

1、GPS在基础控制网中的应用

1.1 GPS网的布设

在布设C、D、E级控制网时必须执行GB/T 18314-2009《全球定位系统（GPS）测量规范》。通过点连式或边连式构网，平均边长不得超过规范要求。当使用不同类型的GPS接收机同步观测时，作业前要对不同型号的接收机进行基线比测，以便于提高网的精度。

1.2 GPS 静态测量

GPS静态测量有快速静态测量和常规静态测量两种模式，快速静态测量是在一个已知的测站点安置一台GPS接收机为基准站，连续不断的跟踪所有的可见卫星。移动接收机要按顺序的安置到准备进入测试的地方，每个测试站需要观测数分钟。而常规静态测量需要采用两台或者更多的GPS接收机，分别安置在一条或者数条基线的两端，来同步观测四颗以上的卫星，每个时段需要根据测量等级和基线长度观测最少四十五分钟。这两种测量模式都可以用来建立平面控制网。使用GPS测量平面控制，可以允许点与点之间不互相通视，这样就避免了就避免了常规测量中在控制点位方面的局限性。只要选择精度与等级控制测量精度相匹配的GPS仪器，选择符合GPS点位选取的控制点位，那么所布设GPS网精度就能完全满足测量规范要求。

1.3 GPS静态测量的特点

GPS静态测量在布设控制网方面与常规方法相比具有以下特点：第一，不用监造觇标，选点灵活。因为GPS不要求测站间相互通视所以在使用GPS进行静态测量时不需要觇标，这样就在一定程度上降低了作业成本和布网费用；第二，全天候作业。不论是在什么样的气候条件和时间下，都能进行GPS观测，这样就方便了测量作业，有助于高校、按时完成控制网的布设；第三，测量精度高。与常规测量方法相比，GPS观测精度明显较高，其基线向量的相对精度一般在1/10000―1/100000000之间，一般的测量方式很难达到；第四，观测的时间短，采用GPS布设一般等级的控制网，每个测站的观测时间为，采用快速定位的方法，观测的时间要求会更短；第五，自动化处理和观测。

1.4 GPS静态测量的方法

1.4.1 外业观测

先将三台接收机分别在测站点上整平、对正，接着将接收机开机以便跟踪GPS/GOLNASS卫星的信号，在跟踪GPS/GLONASS的同时需要在外业表格上及时记录下仪器编号、天线高和点号等基本信息，接收机跟踪卫星为定下来后，再开始记录观测数据。观测达到规定时间之后，接收机就可以停止记录观测数据了，关机即可。

1.4.2 以基线长度为依据确定静态测量的观测时间

为达到测量精度的要求，如下表所示，根据接收机类型和基线长度确定GPS静态测量观测的时间，具体数据如下表所示：

但是这种观测方式的观测成果容易受锁定的作业环境、卫星数量、及各种干扰因素的影响，可能会影响到观测的准确度，为了保证观测效果，需要做好三方面的工作，第一，对于操作尚不熟练的用户应尽可能的延长设计观测时间。第二必须按照相关的操作标准选取观测时间。第三，单频接收机最好不要观测长度超过15KM的基线。

2、GPS.RTK GPS.PPK测量技术的应用

2.1 GPS.RTK测量技术的基本特点

GPS.RTK测量技术是指载波相位实时动态差分（Real―Time Kinematic），是GPS定位的最新技术。GPS.RTK技术系统配置是由移动站接收机和基础站接收机两个部分组成。移动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时接受来自基准站的数据，通过OTF（On The Fly）算法快速求解载波相位整周模糊度，以获得所在点相对与基准点的精度指标和坐标。基准站接收机安置在有已知坐标如果地势高的话也可以没有已知坐标的参考点上，连续收听所有可视GPS卫星信号，并通过数据链将观测值、接收机工作状态、卫星跟踪状态及测站的坐标发送出去。

2.2 基准站的建立

顺利进行RTK的关键在与基准站的设置，所以一定要注意选址，首先必须避免强烈的无线电干扰；其次站址附近应尽量减少GPS信号反射物如大性建筑物或者大面积的水域，这样是为了预防多路径效应及数据链丢失的不良后果；还有一点就是数据链电台发射天线和基准站站址必须具有一定的高度。

2.3 GPS.RTK技术的操作技巧

首先将基准站设在制高点上，控制点作业应该小于RTK有效作业半径的2/3倍。为了避免出面作业盲点和有效对RTK测量成果进行控制检核，可以在测试环境不好的地方增加基准站。其次，把第一个施测观战点定为已知点，以检核第一个RTK的测试结果准确与否。而且在进行RTK测量时首先要进行检核，以便发现输入的坐标系统。控制点坐标和设置参数是否正确。第三是对于由于接收卫星的状态不良等原因而造成的盲点地区，为用全站仪补充测量，应该在盲点周围加测控制点。

2.4 GPS.PPK测量技术的特点

GPS.PPK是在没有电台信号或电台信号较差的情况下，对所求点进行静态观测，把数据进行后处理。基准站必须在RTK.INFOR或PPK形式下启动，各项菜单选项必须设置正确。GPS.PPK和GPS.RTK的区别在于基站是否记录数据。

2.5 GPS.RTK和GPS.PPK技术的优势

GPS.RTK技术的优点体现在四个方面，第一是定位精准，数据安全可靠，无误差积累。在满足RTK的基本工作的前提下，RTK的精度就能达到厘米级；第二对外在环境的要求低，由于RTK受能见度、季节、气候和通视条件等的影响比较小，只要满足一些基本条件，RTK就能快速的进行高精度定位作业。第三是工作效率高而且操作简单，这样就大大减少了传统测量仪器的搬站次数和所需要的控制点数量，在一定程度上提高了劳动效率。而且RTK技术设备操作简单，在内业进行数据的存储、输入、转换、处理和输出方面的能力比较强，同时能方便的和计算机通信。

3、GPS精密单点定位技术的实践

3.1在航测外业用精密单点定位技术做像控点可以大大提高工作效率。GPS精密单点定位一般是采用单台双频GPS接收机，利用IGS提供的精密星历和卫星钟差，基于载波相位观测值进行的高精度定位。观测值中的电离层延迟误差通过双频信号组合消除，对流层延迟误差通过引入未知参数进行估算。其定位计算的主要过程包括：观测数据的预处理；精密星历和精密卫星钟差拟合成轨道多项式（精密单点定位钟，要求卫星轨道精度达到cm级水平，卫星钟差改正精度达到亚ns级水平）；各项误差的模型改正及参数估计等。

3.2数据处理软件：Bernese软件是瑞士伯尔尼大学研发的GNSS处理软件，能满足高要求、高精度、高灵活性的GNSS数据处理；有准确的数学模型、详细的计算过程参数控制、强大的自动批处理等。

4、GPS对于高程问题的解决

随着全疆高精度区域似大地水准的确定，实现了高效的卫星定位取代高价低效的直接水准测量，是传统测绘技术向高新测绘技术的升级、与国家空间信息科学技术发展战略一致的创造性成果。GPS定位技术可以快速获取地面点的海拔高程，其精度可满足等级水准的精度要求，实现高程测定模式的现代化转变。高程异常值的数据确定更容易获取，精度可以达到±15CM，在两年的的实践中得到了验证。全疆CORS站在2012年也要建站完成，为推广高精度似大地水准面的成果的应用提供了基础平台。

GPS测量技术在航测外业中是最快捷、最先进的技术，提高了作业效率，相对传统的作业方法、作业手段和内外作业程序产生了根本性的变革。

参考文献

[1] 徐绍铨．GPS测量原理及应用[M]．武汉：武汉测绘科技大学出版社，1998．

[2] 陈俊勇等，差分GPS 原理和方法［M］北京：测绘出版社，1999 .

[3] 全球定位系统(GPS)测量规范[S]．GB／T18314―2001．