低空数码航空摄影测量在大比例尺地形图测绘中的应用

低空数码航空摄影测量在大比例尺地形图测绘中的应用（3篇）

1.低空数码航空摄影测量在大比例尺地形图测绘中的应用 篇一

UCD航摄像片在大比例尺地形图中的应用

本文阐述了UCD数码航摄相机的`原理、功能及优点,结合在生产中的应用实践,分析了UCD数码航摄像片的成图精度.

作 者：孙粉霞 邹学忠 Sun Fenxia Zou Xuezhong 作者单位：江苏省测绘工程院,江苏,南京,210013刊 名：现代测绘英文刊名：MODERN SURVEYING AND MAPPING年，卷(期)：32(4)分类号：P231关键词：UCD数码航撮相机 精度 加密 航空摄影测量 中误差 UCD digital aerial camera Precision Encrypt Aerial surveying Mean square error

2.低空数码航空摄影测量在大比例尺地形图测绘中的应用 篇二

关键词：数码航空摄影,大比例尺地形图,运用

目前我国在航空摄影测量工作上, 绝大部分仍然在使用进口模拟的航空相机, 不但成本很高、工艺繁琐, 使用传统的胶片形式, 后续还需要用昂贵的仪器对胶片的影像进行数字化处理, 且胶片的动态范围较小, 航拍质量低, 测图所需周期长, 阻碍了整个摄影测量行业的进步。数码相机可直接得到数字影像资料, 随着数码技术的不断发展, 它的相片分辨率有了大幅度的提高, 因此在摄影测量领域中数码相机发展成为其中的关键设备是大势所趋。

1 小型数码航空摄影概述

小型的数码航摄测量是基于全数字航摄测量的经典理论之上, 研发的新型小型航摄测量系统, 本系统主要部件包括超轻飞机平台、单面阵数码型的航空相机与相应数据资料处理系统等组成。随着数码相机技术在目前有着科技上的重大发展与应用, 小型数码航摄测量的研究和应用是必然的, 它将对传统大比例尺的地形图的获取方法进行一次彻底的革新。小型数码航摄测量的数据资料处理步骤有数码相机检查校对、外业数据的获取与内业数据的处理三个。数码相机的检校因其CCD面阵大, 必须采取室外控制场的检校方法;外业数据的获取包含对控制点的联测与相关影像获得, 对控制点的联测可以使用常规测量方法, 其影像信息则通过大面阵非量测的数码相机获得, 可以直接获得大幅面的数码影像, 数码相机将超轻型飞机作为载体并配置稳定装置;内业数据的处理包含数码影像零级处理与数字工作站的处理, 数字工作站的处理主要包括了摄影测量后的数字解析、矢量图和4D产品的制作等。

2 小型数码航摄测量与传统航测分析比较

2.1 相机的焦距短, 角度分辨率大, 基高比可以满足高程精度的要

求, 而且飞行高度相对较低, 是地面分辨率相同的进口相机航高的二至三分之一。

2.2 因为航高较低, 所以CCD的动态范围宽广, 能在云下与轻雾天

气通过调高感光的方法进行拍摄, 从而让其对飞行的实时天气要求大大的低于传统的胶片航摄。

2.3 获取的影像不需要进行冲洗和扫描操作, 相对成本远远要比进口航摄相机产品低;

超轻型的飞机平台能在待测区域内利用各种草地、土路等起飞, 成本低廉;其中航飞作业、外业的联测、内业的资料检查、GPS的定点补拍等工作都可以在测量区域内一次性完成, 测量成图的周期大幅度缩短。

2.4 不会产生因为压平误差所导致的不能相对定向问题, 同时影像数字资料也不会伸缩变形, 所以影像的边缘也可使用。

3 小型数码航摄在大比例尺地形测绘中的应用

在大比例尺测量图的领域里, 测量成图常小于100平方公里, 大部分在30至50平方公里, 相比于大型的航空摄影设备而言, 成本高昂, 相较之下小型数码航空摄影测量在大比例尺成图中实用性极高。以下结合湖南永州市利用动力三角翼与小型数码航空摄影设备取得需要的1:1000比例的影像数据资料的实例进行简单说明。

3.1 动力三角翼。

它是指使用安装GPS系统三角翼飞机进行航空摄影的技术, 其利用三轴电子陀螺技术的稳定平台对数码相机的状态加以控制, 以减小航空拍摄仪器的旋偏角度与倾斜角度。航空拍摄仪器使用的是德车ROLLEI P45型号的拍摄仪器, 其焦距为50毫米, 像素大小为6.8μm, 像幅大小为49毫米*37毫米。

3.2 技术与方法。

鉴于目前我国摄测工作站的情况, 用于摄测的影像数据资料必须具备内方位元素稳定;数码影像可测量;具备一定的重叠度;能满足垂直摄影的要求这些条件。在本实例中, 使用澳大利亚RO-TAX动力三角翼飞行器作为载体, 德国禄莱公司6008AF型数码相机为航空拍摄仪器, 实行测量成图面积353平方公里的航摄。为使所获取的航空摄像影像数据资料满足测量的相关要求, 在设计航带时, 根据摄影的比例尺对航基线长度与旁基线间距进行计算, 最后计算得到曝光点座标WGS84, 这种定点曝光的方法符合我国相关技术规范要求, 另外利用GPS双天线对飞行器的姿态进行计算, 依据飞行器的姿态资料对数码相机实施较正, 进而使其的飞行质量符合我国技术规范。本次航空拍摄所使用的数码相机, 其像素大小6.8μm, 像素数7216*5412, CCD有效尺寸49.1毫米*36.8毫米, 焦距51.782毫米。根据测量成图的比例尺要求, 设计的实际地面分辨率8厘米, 相对航高600米, 航偏角度、仰俯角度及侧滚角度都限制在3度内, 定点曝光点位置误差控制在半径10米内。由于所使用的数码相机属于非测量相机, 故在数据资料后期处理时必须对获得的数码影像资料实行可测量化的处理。在设备进场前实施检校, 通过共线方程式以获得所用相机内方位元素与径向畸变差。在航空拍摄完成之后, 对所取得的数码影像数据资料利用畸变差改正模型的公式对影像资料进行重采样, 进而获得可测量的数码影像, 以用于后期空三加密与三维立体模型重建。鉴于数码影像资料的实际覆盖面较小, 飞行器姿态受季风影响, 综合考虑永州市湘江流向, 航空拍摄时按南北方向总共设置37条航线, 获得5058张数码影像。为保证成图的质量, 在其的实施过程中预先合理的设置首级控制点, 整个353平方公里区域进行分区, 以统一外业设置像控点, 使用内业先、外业后的调绘成图法。当像控点工作完成后, 利用RTK设施, 沿安装路面对大量地面的高程点进行测量, 以供内业的空三加密与立体采集检查使用。结合地面检查点精度的统计结果显示, 在平面误差Mxy=±0.14米, 高程误差Mh=±0.14米。实测精度远高于我国相关测量规范所允许的平面、高程误差值, 满足相关规范精度的要求, 其地形图精度在实际使用中也得到了相应验证。

3.3 在应用中的优点。

针对对湖南永州市的实测实践, 小型数码航空摄影在大比例尺的成图应用上具有以下优点, 具有相当的实际意义:3.3.1航空摄影、补飞灵活。使用动力三角翼作为航空摄影的载体, 在实际作业中对飞行过程进行了简化, 通常在200米左右的硬路面便可实现起降, 降低了航空拍摄的硬件要求, 使其变得更为便捷, 大幅度提升了作业效率, 同时降低了成本。3.3.2减少了扫描的误差。传统胶片摄影技术, 一是受到胶片化学性影响, 如乳剂颗粒碾磨的粗细程度等;二是受到影像扫描过程之中存在的二次采样发生的影像噪声的影响, 降低了获得的影像资料的实分辨率。数码摄影的一次成像功能, 提供了真实、可靠的实际分辨率, 从一定程度上提升了影像数据资料的测量精度。3.3.3有效保证进度。使用轻型飞行平台进行航摄, 能有效保证工程进度。轻型飞行平台对起飞的场地要求极低, 任意一块200米的直道就能实现起降, 无需专业的机场设施, 在时间上更为灵活。同时小型飞行平台在办理相关航空飞行手续时相对来说较为简单。3.3.4能够满足大比例尺图精度要求。通过本实践的大比例尺成图, 先后通过测区检查、省质检站的验收, 足以说明小型数码航摄成图能够满足大比例尺的城市建设规划用图的相关需求。

结束语

通过对小型数码相机航空摄影的介绍及实际应用案例不难看出, 小型数码相机航摄测量在大比例尺测量成图的应用上具有诸多优点:误差小、精度高、成本低、时间灵活、手续简便。但其在应用中仍应注意如室外控制点布置、飞行易受风的影响、获取的影像数据资料拼接等问题。只有结合实际操作、应用, 解决一些常见的问题, 才能使小型数码相机航摄测量在大比例尺测量成图的领域内得到更广泛的应用与推广。

参考文献

[1]唐健林, 黄向勇.小型数码航空摄影在大比例尺地形测绘中的应用[J].人民长江, 2011, 42 (9) .

3.低空数码航空摄影测量在大比例尺地形图测绘中的应用 篇三

1 GPS定位原理及特点

GPS定位主要运用距离交会定点原理来进行定位的工作, 即把卫星作为依照物, 在地球上确立一个点, 通过几何学原理的科学有效性, 最终综合分析其一个点与多个卫星之间的测量, 从而得到最准确的坐标。

GPS在测量上的精准度显著高于常规测量;从实际需要出发, 灵活地选择确定点, 测站间无需通规;GPS在持续改良后速度较高;自动化与智能化的常规高, 因而便于操作;卫星数目较多, 在分布上比较均匀, 为GPS的全天候服务提供了条件;在定位上, 能为商家提供准确的三维坐标。

2 GPS定位在大比例尺地形图测量中的应用

2.1 在大比例尺地形图测量中的控制

随着科技的不断发展, 常规的导线测量已不能满足其测量的标准。在大比例尺地形图测量中, GPS静态测量已经成为行业的首选。首先, 其在作业时点间无需通视而增加了测量的便捷性。其次, 测量结果的高精度, 减少了测量过程中的反复测量次数。唯一的缺点是事后数据的处理, 使得定位结果延迟, 这样, 重新测量就需要全程返工。但是, GPS在作业的精度与效益上的优势完全能覆盖其不足。

2.2 在大比例尺地形图测量中的像控点测量

在航空摄影测量上, 像控点测量是确保工作顺利进行的主要因素之一, 而像控点的测量与GPS技术是紧密联系的。在GPS技术下完成像控点的测量, 在测量上只要求在范围区内确立控制点来架设基准站, 对各像控点的坐标直接获取。另外, 其也考虑到了在大比例尺地形图测量中不易设立的点, 可用手簿提供的交会法进行全面的测量。GPS在对像控点的测量上的优势包括:无需对控制点逐级控制, 操作便捷;在很大程度上缩短了作业的时间, 促使工作效率与功效的进一步提高。

2.3 大比例尺地形图测量中的线路中线定线

将GPS定位与大比例尺地形图测量有机地结合起来, 使得在市政道路中的放样工作的难度在整体上大幅度降低, 另外, 在人员的要求上相对低很多, 一人操作即可完成。在工作流程上, 将各类线路参数如转角、半径等在外业控制器中输入, 放样工作就算完成。就此点来看, GPS定位的应用, 不仅节省了大量的人力物力, 在操作过程中可随时互换的模式, 也使得定位具有灵活性。

2.4 大比例尺地形图测量中的建筑物规划

建筑范围的宽度在相当大程度上决定了建筑的难度, 而将GPS定位技术应用在这类大比例面积的测量中, 既能满足城市规划的要求, 又能使得建筑本身的几何关系得到充分的协调。在GPS定位技术下对建筑物进行操作, 在对建筑本身几何关系充分掌握的情况下, 确立相应的测量点, 实行高精度的测量, 增加了施工准确性。另外, 值得注意的是, 在测量时要时刻注意点位收敛的精度值, 在值数较低时应禁止测量。

2.5 大比例尺地形图测量中的用地测量

GPS在大比例尺地形图测量中用地测量的应用包括:可获取准确的范围、可确立界址点的坐标、可获取具体的数值。从另一层面上来说, 合理应用GPS技术, 扩宽了用地测量所能涵盖的领域包括权属的界限、土地的检测。又因其在速度与精度上的优势, 使得土地测量的工作更顺畅。

2.6 大比例尺地形图测量中的小方位调控

从宏观上看, GPS技术在大比例尺地形图测量中有比较系统的调控:自建地域图层, 通过文字与图像在在地形上标注特定的反复为点或者自行构建存在于两点之间最适宜的路线, 然后通过对数据的整合用图层的形式表现出来;加强地域管理, 在将GPS定位应用在地域管理上时, 一方面, 实现在了存在于大比例尺地形图测量中小地域的有效调控, 在对地域人口的布局以及地形的勘察上都发挥了巨大的作用。另一方面, 将自动警报加入到GPS技术中, 再结合GPS的全天候模式, 有效地预防了各类自然灾害。

2.7 其他方面的测量

在大比例尺地形图的测量中, 其应用的领域还可扩宽到水域、管线上。在GPS定位下的测图, 通过少数的基准点, 就能够获取到地形地物点坐标, 因而操作具有极大的便利性。专业测图软件的持续开发, 能更深层次地在GPS定位中融入数字化的特性。而对于水域测量, 在GPS的自动化模式与全天候的作业模式下, 在天线高于水面时, 只要加水深改正, 即可立即获取存在于水下地形点的三维坐标, 通过专业软件对获取的高准确性的数据进行整合, 就能最终成图。

综上所述, GPS定位系统是一种性能优良的无线定位系统, 将其应用到大比例尺地形图的测量中, 具有十分重要的意义。但是, 对于应用领域宽度的问题, 需要业内相关人士的不断摸索与创新。

摘要：通过对全球定位系统 (GPS) 装置的结构深入分析, 探讨其工作的基本原理, 对在工程测量实施中GPS定位系统的应用作出全面的总结, 并从实际出发, 例举目前在大比例尺地形图测量中被广泛应用的实例, 以增加人们对GPS定位系统认识的全面性与透彻性。

关键词：GPS定位系统,测量,分析

参考文献

[1]李云溪, 韩涛, 项剑峰.基于单片机的GPS定位系统设计[J].四川兵工学报, 2012 (10)

[2]刘宪华.大比例尺地形图测量案例的浅析[J].科技与企业, 2012 (03)