数字摄影测量空三加密技术及精度控制研究

刘硕

摘 要： 在数字摄影测量中，空三加密是十分重要的内容，空三加密技术以及精度控制会对数字摄影测量精度产生较大影响。对此，本文首先对空中三角测量原理进行介绍，然后对空中三角测量精度影响因素以及精度控制要点进行详细探究。

关键词： 空中三角测量;原理;控制点布设;精度控制

【中图分类号】P231.5  【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）18-0039-01

1 引言

数字摄影测量技术能够完成较大区域摄影以及测量工作，测量时间短、精度高，因此，数字摄影测量技术被广泛应用于地貌观察、地图绘制、工程图绘制等方面。空三加密处理是数字摄影测量的关键技术，对于测量结果准确性和可靠性的影响较大，因此，亟需对数字摄影测量空三加密处理技术要点以及精度控制方法进行详细探究。

2 空中三角测量原理分析

空中三角测量是航空摄影测量中，根据部分或少量的外业控制点，在室内进行像控点加密区域网平差，求得加密点的高程和平面坐标的测量方法。在传统的航空摄影测量空三加密作业流程中，主要包括内定向框标解算、选刺和量测加密点及控制点的像方坐标、区域网平差、检校并剔除粗差等作业步骤。随着计算机技术的发展，如计算机视觉、模式识别、数字图像处理等，空中三角测量也从传统的空中三角测量向全自动数字空中三角测量转变。数字空中三角测量是利用影像匹配和模式识别等方法代替人工在影像上自动匹配像点，同时自动获取像点坐标，通过人工量测少量地面控制点坐标及结合POS数据等，同时提供进行区域网平差解算，以确定加密点在物方坐标系中的空间位置和影像的外方位元素。

3 数字摄影测量空三加密中的精度影响因素

3.1 飞行质量影响。

航空影像获取时的飞行姿态是否平稳，航片重叠度、航线弯曲度、旋偏角、影像分辨率、影像清晰度等均会对加密成果产生较大影响。

3.2 加密分区合理性影响。

空三加密的分区是否规则、合理，对区域网空三加密成果精度产生较大影响。

3.3 像控点布设及测量精度影响。

在空三加密测量中，像控点是十分重要的依据，外业像控的布设、选点、描述准确度、测量精度会对加密成果精度产生较大影响，如果像控点布设合理、测量精度较高，则可对加密点误差的传递以及误差积累进行有效控制。

3.4 人为因素影响。

虽然空三加密自动化程度越来越高，但是在参数设置、控制点选刺、平差精度把控等环节上作业员的人为因素影响较大。

4 空三加密精度控制措施

4.1 飞行质量控制。

结合成图要求和地形情况，合理选择飞行器，尽量选用航测相机获取航空影像数据。飞行过程中严格控制飞行姿态，确保像片重叠度、像片倾角、旋偏角、航高差符合规范要求。航空影像应反差适中，颜色鲜明，纹理清晰，无色差，有较丰富的层次、能辨别与地面分辨率相适应的地物边缘及类别，满足空三加密及航测成图的要求。

4.2 加密分区要求。

结合航线分布情况和地形变化情况，合理划分加密分区，分区形状尽量规则，便于像控点的布设，也能有效提高区域网光束法平差精度。

4.3 像控点布设和选刺要求。

像片控制点的布设和选点对于加密精度的影响比较大，应严格按照规范的区域网布设要求进行像控点布设，若地形高差起伏较大或飞行姿态较差的情况，适当增加像控点数量对加密精度能够有效提高空三加密的精度。

特殊情况的布点要求有：（1）航摄区域接合处，控制点应布设在航线重叠接合处，邻区尽量公用，如不能满足公用要求，则应分别布点。（2）部分山地及森林茂密区域，像控点布设困难;当出现航向连续6条基线以上或旁向连续2条基线以上，无法在像片标准点位找到合适的像控点布设目标时，可适当放寬对基线跨度的要求，也可以考虑在非标准点位较容易识别的位置布设像控点。

像控点选点应注意的有：（1）平面控制点。在一般地区进行测量时，对于平面控制点，应设置在固定地物的拐角位置或者线状地物交点，比如墙角、田坎角、道路交叉点、地角等，对于最低限度交角，应控制在30°～150°之间。（2）高程控制点。在对高程控制点进行选择时，应选择高程变化比较小，并且没有植被覆盖的区域，常见有线状地物的交点、平山头等。（3）平高控制点。在选择平高控制点时，应注意同时满足高程以及平面控制点选择要求，尽量选择地形平缓的目标上。

4.4 通过调整参数提高精度。

在空三加密作业过程中，尤其是地形情况复杂、航空影像飞行姿态不理想等特殊情况时，作业员的经验累积及对作业流程的干预处理方式，对成果精度起着决定性作用。在出现自动匹配效果不好的情况下，可通过调整相对定向参数的方式，改善匹配情况，提高空三质量。如：（1）可通过执行相机自检校的方式解决影像畸变差大的匹配问题;（2）可通过调整匹配阈值和最大误差的方式，解决因航片倾角、旋偏角过大等影像相关性较差导致的像点匹配困难问题;（3）可通过改变搜索窗口的范围大小，解决因航带内、航带间重叠度变化较大而导致像点匹配时在影像间邻近区域内搜索不到同名点的问题。

4.5 利用先进技术辅助空三加密。

利用POS数据辅助空三加密。POS系统是GPS和INS的组合系统，同时记录航空摄影过程中航摄仪坐标位置和姿态角参数。POS数据辅助空三加密即采用POS记录的每张航片的外方位元素，加入少量的外业像控点进行空三加密。这项技术在全自动数字空中三角测量中已经得到广泛应用，与传统空三加密方法相比，它能大幅度的减少野外控制点的数量，并简化作业流程，提高生产效率。在POS数据较精确的情况下，让POS数据参与平差能够有效提高空三加密精度。

利用图像处理辅助空三加密。在数字图像处理中，需采用计算机技术提取特征、增强对比度等，进而提升图形质量，增强图像功能，因此，在数字摄影测量中，应联合应用图像处理技术以及空三加密技术。在图像处理技术的实际应用中，可采用图像增强方式，有效增强图像性能，突出图像功能，保证图像精度，从而提升空三加密精度。

5 结语

综上所述，本文主要对数字摄影测量空三加密处理技术要点、精度影响因素以及控制措施进行了详细探究。空三加密处理是数字摄影测量中十分重要的技术，空三加密处理方式复杂，并且空三加密处理精度的影响因素比较多，包括飞行质量、像控点精度、人为因素等。为了有效提升空三加密精度，应注意结合实际情况合理分区，规范布设及测量像控点、适当增加控制点数量，对加密点进行均匀分布，对图像进行增强处理等，进而提升空三加密精度控制水平。

参考文献

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