王波

【摘要】随着我国经济的不断发展，各种各样的科学技术也在不断提高，尤其是航空技术。航空摄影的目的是可以观察目标所处的真实空间，有利于地形考察等多个方面。所以，本文将从多个方面对航空摄影测量图像定向进行深入的分析以及探讨。

【关键词】航空摄影；测量影像；定向；探讨；

一、前言

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。

二、关于航空摄影测量影像定向

航摄测量影像定向就是运用遥感影像来确定地面目标点的空间位置，从而进一步实现目标定位的原理，其重点就是能迅速的获取空间方位。摄影测量就是利用摄影光束相交确定地面点位的一种方法。这种方法需要外方位元素：为三个线元素和三个角元素。近几年来，经济建设、社会建设发展较为迅速，在城镇和土地调查的成果资料与实际利用现状存在较大差异，对土地进行科学有效利用则产生较深影响。如果靠控制点并通过空三加密反求光束的外方位因素的传统摄影成图技术则不能满足生产发展和城市测绘的需求。

三、航空摄影测量影像定向技术的发展

1950年以前，人们尝试用雷达测高仪和激光断面测量仪等技术手段来测量空间定位，但是由于数据不准确而不能得到理想的结果。到了70年代左右，全球定位系统（GPS）的快速发展，研究人员通过对载波相位差分GPS动态定位技术的研究发现，可以采用此技术来确定摄影瞬间测量目标的空间位置，因此一些研究人员开始重点研究GPS辅助空中三角测量方法，使得此技术得到了快速发展，可是由于其技术要求比较苛刻，对于城市大比例尺、条形区域等的测量很不方便。90年代以后，国际摄影测量界又开始了针对DGPS/IMU组合系统（POS系统）的研究，并用此技术来获取像片摄影时的空间方位，并直接应用于航空摄影测量影像的空间定位上，然而经过与实地数据作对比，发现其测量精度仍然无法满足大比例尺测量的精度要求。

进入21世纪以来，着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。

四、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，主要依赖于飞行高度。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。

五、数字航摄仪DMC

数字航摄仪DMC是一种用于高精度、高分辨率航空摄影测量的数字相机系统。DMC数字航空相机由四个全色传感器和四个多波段传感器组成。DMC航空相机通过四个多波段传感器分别捕捉红色、蓝色、绿色及近红外数据；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768013824镶嵌影像。DMC能够满足小比例尺和高分辨率大比例尺航攝业务的需要。该系统在不同的光线条件下，通过改变曝光时间，确保影像质量，其对地面分辨率可达到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。该技术能够在短时间获取局部区域的较高精度的高分辨率数字影像，且天气及机场的依赖性小，已广泛应用于应急保障、防灾减灾、地形测绘等领域。

六、LIDAR激光测高扫描系统

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。

七、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。

八、结束语

通过以上详细的分析以及探讨，我们能够看出当今社会的航空摄影测量影像定向技术还是比较成熟的。所以说，为了更好的了解地理环境，发掘地球的神秘，仍需不断发展这项技术。

参考文献

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[2]明洋.机载POS系统视准轴误差检校[J].武汉大学学报.2012（12）：10-12

[3]谢酬.基于已知定向参数影像的光束法区域网平差[J].武汉大学学报（信息科学版）.2012（11）：51-56