数字摄影测量相机在航空摄影测量中的探讨

乔华毅

飞燕航空遥感技术有限公司江苏分公司

数字摄影测量相机在航空摄影测量中的探讨

乔华毅

飞燕航空遥感技术有限公司江苏分公司

微软的UC系列航摄仪是目前世界上最先进的数字摄影测量仪器之一，获取的原始数据信息丰富。地面分辨率可以达到3cm，照片色调一致，颜色饱和逼真，反差适中，纹理清晰。采用IMU/GPS辅助航空摄影技术，可获得摄影瞬间每张影像中心的位置参数及影像资料参数，可以有效减少地面野外像控点的测量工作量。基于此，本文主要对数字航摄仪在航空摄影测量中的应用进行分析探讨。

数字摄影测量相机；航空摄影测量

1、前言

UC系列框幅式数字航摄仪与传统的胶片摄影相机比较，它对影像的感光是依靠CCD电子感光板来完成的，只存在镜头的畸变差，内方位元素是固定不变的，因此，它的影像固化强度高，也就是说在数字解析空中三角测量中航向与旁向的模型连接强度高，误差传递积累小。

2、数字摄影测量相机的成像原理

数字摄影测量相机的中心部件为镜头，镜头的重要部件则是源于CCD图像阵列传感器，他是一种电荷耦合器件，将镜头所成影像的光信号转化成电信号，再把这种电信号转化成计算及可以识别的数字信号记录下来，最后转换成影像。从专业的影像捕捉视域而言，一次曝光在最大程度上可以得到怎样尺寸的地面覆盖的影像还是极为重要的。所以，数字摄影测量相机采用了多镜头平行操作的设计办法最大程度上确保曝光工作时的地面覆盖水平。

目前，国外内所应用的框幅式数字摄影测量相机其光学成像系统主要是利用4个全色镜头和4个多光谱镜头构建而成。

基于此，怎样可以生成类似胶片式航空摄影仪器一次曝光所可以实现的地面覆盖水平，且能够大面积兼容当下的数字摄影测量工作站，是数字摄影测量相机保证摄影效率的重中之重。

3、数字摄影测量相机在航空摄影测量中的质量控制

目前，数字航空摄影测量技术已经相当成熟，特别是数码相机的快速发展，为数字航空摄影测量数字化发展提供了基础条件。而国内现阶段所运用的航空摄影测量标准，已经明确的规定了对于数字摄影测量相机航摄成果的相关精度要求。

3.1 数字摄影测量相机在航空摄影测量中的技术流程控制

无论是通过数字摄影测量相机抑或是别的航空摄影设备，对测区实施航空摄影测量，大体上必须都应当遵循着规范、一致的技术流程。要说两者之间的差异性，还在于设备的不同所产生的技术方法的不同。航空摄影测量的技术流程基本由几个步骤组合而成：第一，在航空摄影过程中，按照航空摄影测量的相关标准，及先进新技术发展可运用常规的航空摄影技术，并且也可以利用POS辅助航空摄影技术来实现对源数据影像摄像的捕捉工作。按照所选择的航空摄影测量方案的区别，其技术流程质量控制的相关内容也会有相同的改变；第二，在像片控制测量过程中，按照当前已经获取到了有关像片控制点的精度、分布对空三精度关系的分析结果，以及当前已经获得的像片控制测量的有关标准进行像片控制测量，确保像片的控制点的精度以及合理性；第三，在空中三角测量过程中，因为航空摄影测量仪器的不同势必会存在制造、工艺以及摄影条件等各种因素的不同产生系统误差。不可回避的是，这种误差一般是无法利用空中三角测量手段进行彻底消除的。空中三角测量手段是直接判定所测产品的精度的重要步骤，因此，一定要具备很强的规范性，按照科学、合理像控点布置，利用模型误差补偿技术降低无可规避的误差，科学高效地控制误差的蔓延，最终让空三平差的精度在可控领域内；第四，在测绘产品生产过程中，利用空中三角测量所能捕捉到的每一个像片的外方位元素恢复立体模型，利用各种自主方式拿到相关的地形要素，明确所取得的测绘产品。

3.2 数字摄影测量相机在航空摄影测量中的源数据控制

因为数字摄影测量相机的最终全色影像是通过4个全色镜头捕捉并拼接而成，数字摄影测量相机中的影像本身的质量将极大地受到初始化的原始影像质量的影响，所以，在航摄过程前期，一定要通过数字摄影测量相机提前校正参数，对每一各的镜头影像进行一一检查。校正内容主要有对原始影像的定向、曝光时间、光圈等一系列的按需完善。接下来，再给4个镜头影像实施自动匹配，对数字摄影测量相机虚拟影像源数据质量的检查规范可以参照国家当前的航摄有关标准进行执行。

在实际工作中，一般会采用快速相对定向检查来测量数字摄影测量相机的飞行质量。所谓快速相对定向检查法，则是通过瑞典鹰图公司所研发的ISAT模块加载待检查的数字摄影测量项目工程文件及对应的原始数字影像利用定义影像处理块与连接点自动匹配模式，以实现匹配与定向计算为检查达标。这种检查手法能够非常直观地取得对每一像片绝对定向所需的初始值，检查速度快、效率可观。

4、结束语

综上所述，数字摄影测量相机可说是集合了当代最为先进的科学技术，在全球各个行业中取得了快速的推广及应用。本文按照数字摄影测量相机在实际应用中容易出现的问题，对其成像特性、误差存在形式以及技术质量控制上展开了较为深入的分析，进而对数字摄影测量相机的应用提出相应的质量控制措施，旨在为相关行业的航摄测量工作提供一定参考。

[1]李学友.IMU／DGPS辅助航空摄影测量综述[J].测绘科学，2005，30(5)：110—113.

[2]王慧，吴云东，梁红.数字航测相机系统研究现状[J].测绘科学技术学报，2007，24(3)：171—174.