航空摄影测量试析

时间:2022-10-11 10:14:59

航空摄影测量试析

摘要:我国的测量技术随着科技的进步和社会的发展已经有了大大的提高。航空摄影测量已成为测量工程的重要组成部分,我国的经济发展和一些突发事件的发生提供了帮助。笔者就航空摄影测量进行了较为系统的介绍。

关键词:航空;摄影;测量

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

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。

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。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。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变换为正射投影。这一问题可以采取许多途径来解决。如图解法、光学机械法和解析法等。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。

参考文献 肖志婷,郝娜. 数字航空摄影测量数据处理关键技术探讨[J]. 测绘与空间地理信息,2014(07). 刘先林,段福洲,宫辉力. 航空摄影科技发展成就与未来展望[J].2007(03).

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