航空摄影测绘技术的进展及应用

浅谈航空摄影测量DOM在地形测绘中的应用

摘要：在传统地形测绘中，采用的测绘技术无法满足大比例地形图绘制需求，且只能在局部小范围内进行测图，相关测绘数据结果的更新则主要依赖于人工来完成。这种测绘工作方式不仅劳动强度大，而且作业效率低，无法满足当今地理信息产业化时代的工程地形测绘要求。采用无人机航空摄影测量技术进行测绘分析，可以提供丰富的数字化、可视化成果，提升地形测绘图的应用价值。下面主要分析航空摄影测量DOM在地形测绘中的应用。

关键词：无人机；航空摄影测量；地形测绘

1.无人机航空摄影测量技术分析

1.1技术原理

无人机航空摄影测量技术以UAV无人机航测系统为载体，集成了空中拍摄、无人机遥控遥测和视频影像传输处理等多种技术。无人机航测技术主要借助无人机、影像航拍设备、地面航线设计应用软件、无人机航摄飞行控制软件、地面信息处理系统、机载数据处理系统等，获取高分辨率及高精度遥感数字影像。通过无人机高空飞行作业，搭载数字航测设备进行工程地形遥感测绘，借助信息数据处理系统对无人机航空摄影所得相关遥感影像数据进行后期加工，从而制作形成符合各种比例尺精度要求及国家地形测绘标准的地图产品。

1.2DOM的制作原理

所谓数字正射影像的制作就是利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空像片或遥感影像，经过逐像元进行处理，再按影像镶嵌，根据图幅范围裁剪生成的影像数据。

使用数字影像处理技术，不仅便于影像增强、改变反差等，而且以非常灵活地应用到影像的几何变换中，形成数字微分纠正技术。 根据有关的参数与数字地面模型，利用相应的构像方程式，或按一定的数学模型用控制点解算，从原始非正射投影的数字影像获取正射影像，这种过程是将影像化为很多微小的区域逐一进行，而且使用的是数字方式处理，因此叫做数字微分纠正或数字纠正。

2 无人机航空摄影测量技术的应用优势与误差来源

2.1应用优势

浅谈POS辅助航空摄影测量技术及应用

航空摄影测量技术是一种利用航空相机进行摄影测量和测绘的技术，其广泛应用于土地利用规划、城市规划、国土资源调查等领域。而POS（姿态与位置系统）是一种辅助的技术，能够提高航空摄影测量的定位和姿态测量精度。本文将就POS辅助航空摄影测量技术及其应用进行浅谈。

1. POS系统简介

POS系统是一种集成了全球卫星定位系统（GNSS）、惯性导航系统（INS）和大气测量系统的综合定位与姿态测量系统，可以实现对航空相机在空中姿态和位置的实时测量。POS系统的主要功能包括姿态测量、位置定位和动态校正，能够提高航空摄影测量的测量精度和效率。

POS系统通过接收来自多颗卫星的GNSS信号来实现位置定位，同时通过内置的INS系统可以实时测量飞行器的姿态信息。在飞行过程中，POS系统还会利用大气测量系统对气压和温度等因素进行实时校正，以提高姿态测量的精度。通过对这些数据的融合处理，POS系统可以实现对飞行器在空中姿态和位置的实时测量，并为航空摄影测量提供高精度的定位和姿态数据。

POS系统具有测量精度高、实时性好、抗干扰能力强等优点。相对于传统的航空摄影测量技术，POS系统的应用可以提高飞行器在空中的定位和姿态测量精度，减少地面控制点的需求，提高测量效率，减少测量成本，是一种有效的辅助航空摄影测量技术。

1. 土地利用规划

在土地利用规划中，需要对大片土地的地形、地貌、地物等进行精确测量和测绘。使用POS系统进行航空摄影测量可以快速获取大范围的高精度影像数据，并通过数字影像处理技术进行地形和地貌的三维建模，为土地利用规划提供可靠的数据支持。

2. 城市规划

3. 国土资源调查

4. 灾害监测与救援

在自然灾害发生后，需要对受灾地区进行快速的灾害监测和救援。利用POS辅助的航空摄影测量技术可以快速获取灾区的高精度影像数据，通过遥感和GIS技术可以对灾害的范围和程度进行精确评估，为灾害救援工作提供科学依据。

航天摄影测量浅谈

随着科学技术的进步，计算机、传感器的发展，使得传统的扫描航空摄影方式向现代的数字航空摄影方式转变。同时，由于GPS应用到现代数字航空摄影中，使得数字航空摄影发挥了巨大效能进而带动了航空摄影数据处理技术的发展。以“像素工厂”为代表的一系列影像数据处理设备应运而生。由于航空摄影方式的改变，促进了航空摄影测量生产方式的改变，使得航空摄影测量从传统的模拟生产方式，向现代数字化生产方式转变。由于数字摄影测量的出现，也推动了数字航空摄影的发展，使得航空摄影与航空摄影测量技术相互促进，共同发展。

航空摄影始于19 世纪50 年代，当时从气球上用摄影机拍摄的城市照片，虽只有观赏价值，却开创了从空中观察地球的历史。1909 年美国的莱特（W.Wright）第一次从飞机上对地面拍摄像片。此后，随着飞机和飞行技术，以及摄影机和感光材料等的飞速发展，航空像片的质量有了很大的提高，用途日益广泛。他不仅用于地图测绘方面，而且在国民经济建设、军事和科学研究等许多领域中得到广泛应用。航空摄影经过百年发展，取得了辉煌的成绩，到上个世纪八十年代，出现了数字航空摄影仪。目前，国内用于航空摄影的设备基本淘汰了以胶片为载体的航空摄影设备，基础航空摄影主要使用以数字航空摄影为主。数字航摄仪可分为框幅式(面阵CCD)和推扫式(线阵CCD)两种。在我国用于航空摄影仪主要有：由Z/I 公司推出的面阵航空数码相机DMC(Digatal Mapping Camera)、Vexcel 公司2003 年推出的UCD（Ultra CAM-D）、2001 年Leica 公司推出线阵推扫航空摄影数码相机ADS40，2008 年又推出线阵推扫航空摄影数码相机ADS80。ADS80 基于航天传感器阵扫描和全球定位系统，高精度的惯性导航定向系统（IMU）获取数字影像。利用该传感器进行航空摄影，不需要经过扫描，就可以直接为数字摄影测量，遥感影像处理系统，提供高分辨率的全色、真彩色、近红外数字影像，能够实现数字线划图（DLG）数据的快速采集。与以往基于胶片影像相比，在测图过程中减少了影像扫描工作，从而提高了影像质量和测图的工作效率。由于有精密星历解算控制系统，以及高精度水准测量成果的引入，使得利用航空摄影测量方式测绘国家基本比例尺地形图的高程和平面精度优于国家有关规范要求。ADS80

航空摄影测量数字采集技术探析

航空摄影测量技术广泛应用于我国国民经济建设的各个方面。随着信息技术的不断发展，航空测量技术实现了数字化，信息采集更加清晰、准确。文章首先简要介绍了航空摄影测量数字采集技术的发展情况，并就传统航空摄影技术和数字化摄影技术进行分析对比，讨论了航空摄影面临的困难，最后对我国航空摄影测量数字采集技术未来发展进行了展望。

标签：航空摄影测量；数字模型；数码相机

引言

科学技术为生产力发展和人类社会进步提供了源源不绝的动力。进入二十一世纪以来，我国科学技术实现了突飞猛进的巨大发展，推动社会各项事业不断前进。在作为地理测绘的重要方式，航空摄影测量技术也实现了长足的进步。航空摄影测量技术是以航空器为载体，以摄影器材为工具，对地面进行拍摄，并结合其他测绘技术、工具以实现地面地形图的制取的作业方法。航空摄影测量技术广泛应用于工业、农业生产和军事国防领域。近些年，计算机技术和信息技术的发展，促使航空测量技术方式发生了显著的改变。在传统的野外测量方式之外，以内业为主的数据采集技术方面也实现了新的突破。一批以信息技术为主导的高精尖航空摄像测量技术出现在人们眼前，其中表现较为突出的有星载SAR、航空摄影、陆地资源卫星等。原有的传统测量方式逐渐沦为新型航空摄影测量技术的辅助工具。

1 航空摄影测量数字采集技术发展现状概述

航空相机的问世，带动航空摄影技术的发展。以DMC、UCD为代表的一系列先进航空摄影设备先后出现在世人眼前，并在航空摄影方面发挥了巨大作用。特别是GPS技术、激光扫描和数码扫描等先进技术的出现，更是使航空摄影测量技术实现了质的飞跃。许多新型航空摄影技术得以在原有技术基础上形成、发展起来。其中以GPS辅助技术和用CCD（高解像率）取代传统的胶片模式，获取地貌数字信息的数字航空摄影仪器更是将航空摄影测量技术带入数字时代。航空摄影测量数字采集技术应用广泛，其在收集地形信息，积累地理数据方面有着极为突出的优势，在城市建设规划、土地资源利用等方面用途广泛。当前，我国城镇化进程日渐深入，面临着许多问题。加大航空摄影测量数字采集技术研究，改进地形、地理信息收集技术，对于帮助解决城市建设中的相关问题，提高城市建设规划质量水平有着极为重要的积极作用。