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1、浅谈航空摄影测量 卢志英 辽宁省摄影测量与遥感院 辽宁 沈阳 110034 随着科技的进步和社会的发展，我国的测量技术有了大大 的提高。航空摄影测量已成为测量工程中不可缺少的一部分。 为 我国的经济发展和一些突发事件的发生提供了帮助。 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。 航空摄影测量就是在航空器上利用航摄仪器对地面连 续摄取地面相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
2、投影过程的几何反转。 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、测距 导线、等外水准、高程导线等普通测量方法测定其平面坐标和 高程。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。 解析空中三角测量 a.扫描像片b.立体观测: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
3、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。 c.内定向: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. d.相对定向:相对定向的含义是,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 5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 对定向一般假定左像片保持水平不变,右片相对左片的五个 参数通常以基线分量 Bx,By 和右片的旋转角,W,K 表示.相 对 定向方程式为非线性函数,需要将其线性化.相对
4、定 向至少需量测 6 个定向点,利用最小二乘法平差解算. e.绝对定向:绝对定向也称大地定向,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 7 个. f.区域平差: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。 g.联合平差: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。联合平差也称,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
5、、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。 h.加密成果:解析空中三角测量的成果,包括所有加 密点的三维坐标和像片的外方位元素。每张像片外方位元素 有 6 个,包括像片对应的摄影中心坐标和三个绝对角元素。 4.数据采集测图 a.内定向:在立体测图仪上的内定向,是通过严格的 装片来实现的,即使用对点器一种精巧的放大镜,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
6、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. b.相对定向: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.解析测图 仪的相对定向,与解析空中三角测量的相对定向算法相同,而 且可以利用加密成果中的像片外方位元素直接进行安置,可 以加快相对定向的速度. c.绝对定向: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
7、6 个已知平高定向点,至少应有 4 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。 d.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. e.地貌采集:在传统的模拟测图中,包括机助测图中, 地
8、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 10cm10cm 为 520 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。 5.原图编辑: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。 6.原图清绘:在传统的模拟测图中,原
9、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。 测绘地形图我们现在主要采用 VirtuoZo 3.5，通过空三加 密得出的左右影像叠加立体像对，利用计算机测绘出影片上 按技术要求和比例尺要求应测绘的图形。 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（航摄像片） 变换为正射投影（地形图） 。这一问题可以采取许多途径来解 决。如图解法、
10、光学机械法（亦称模拟法）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。 立体观察的原理是建立人造立体视觉，即将像对上的视 差反映为人眼的生理视差后得出的立体视觉（图 3） 。得到人 造立体视觉须具备 3 个条件:由两个不同位置（一条基线的 两端）拍摄同一景物的两张像片(称为立体像对或像对)；两 只眼睛分别观察像对中的一张像片；观察时像对上各同名 像点的连线要同人的眼睛基线大致平行，而且同
11、名点间的距 离一般要小于眼基线(或扩大后的眼基距)。 若用两个相同标志 分别置于左右像片的同名像点上，则立体观察时就可以看到 在立体模型上加入了一个空间的测标。为便于立体观察，可 借助于一些简单的工具，如桥式立体镜和反光立体镜。对于 那种利用两个投影器把左右像片的影像同时叠合地投影在一 个承影面上的情况，可采用互补色原理或偏振光原理进行立 体观察，并用一个具有测标的测绘台量测。 内业判读后，外业像片调绘，在像片上通过判读，用规 定的地形图符号绘注地物、地貌等要素；测绘没有影像的和 新增的重要地物；注记通过调查所得的地名等。 还可以利用航空测量制作正射影像图，更直观的看到地 面的形壮。从而为开发和利用土地提供帮助。 经过不断的努力，科技的发展，航空摄影测量技术有了更 大的发展，如今的卫星技术使测量达到了更高领域。节约了更多 人力。测绘技术会在创辉煌，给国家发展做出更多的贡献。 浅谈航空摄影测量浅谈航空摄影测量 作者：卢志英 作者单位：辽宁省摄影测量与遥感院 刊名： 城市建设理论研究（电子版） 英文刊名：ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu 年，卷(期)：2011(15) 本文链接：
