航空摄影测量
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航空摄影测量范文第1篇
关键词：航空摄影测量 GIS技术 监控 城中村 测绘 有效应用
中图分类号： C35 文献标识码： A
进入21世纪以来，社会经济迅猛发展，我国的城市化进程日渐加快，城中村问题已经成为了制约我国发展的毒瘤，过去的农村以种植为主的生存模式被抢建代替成为主题。据调查发现，我国各地城中村抢占房屋的比例已经达到了42%，基层管理不科学，缺乏直接有效的监管对策。虽然我国政府也意识到了这一问题的严峻形势，并逐步加强测量技术，提高获取信息的精确度，但是由于技术条件的限制，使得测绘工作不够精准，对违法用地现象缺少动态化监测。针对这样的现象，我国相关部门一定要提高航空摄影测量技术的科学性，将GIS系统有效运用到其中，完善测绘工作，从而有效解决城中村问题。
一、航空摄影测量以及GIS技术的相关概述
顾名思义，航空摄影测量就是指利用航空飞机对地面进行拍摄，从而得到所需的测量数据的方法。具体而言，它是指使用飞机拍摄地面影像，再利用摄影测量学的原理和立体的测图仪，把相片组成立体的模型，以其为基础从事各种测绘以及地理判读工作，并从影像和其他传感系统中获取我们所需的信息内容，之后对其进行记录、测量和分析，以此来表达技术科学。航空摄影测量技术主要包括两大类，一是测量地理物体空间关系的技术，即测量坐标、距离、高程等等，通过测量这些数据可以得到人们需要的影像图、地形图、三维地面图。二是相片的判读技术，这属于一种分析技术，将航空摄影拍摄到的内容进行分析，做出与内容相关的判断，对土壤、物种成长状况、受灾情况等进行研究。另外，航空摄影测量也是测绘工作的基础环节，没有摄影测量的科学性，也就不会保证测绘的精准性。
GIS技术是地理信息系统，又可以称为地学信息系统，它属于一种特定的十分重要的空间信息系统。在现代化技术，特别是指计算机的使用下，对地球上所需的数据进行搜集、储存、、计算、分析、应用的技术方式。与地理信息相结合是其核心能力，通过遥感技术的运用，准确获取精准的地理坐标，获取具体方位，将地图这种独特的视觉化效果与地理分析功能与数据库操作集成为一个整体，为监控提供所需的信息。
二、航空摄影测量及GIS技术在监控中的应用
从以上内容中，我们已经清晰直观的了解到了我国航空摄影测量以及GIS技术的具体含义，明确了它在城中村建设、信息资料获取、监控、测绘等工作中的重要作用。但是由于技术条件的限制以及人员的缺失，该技术还无法得到完善应用，结合实际开展探讨就显得极其重要。
（一）方案设计
面对我国城中村在建设中存在的问题，国家相关部门需要尽早解决。我国的航空摄影测量是于十九世纪起步的技术，在当时苏联政府的帮助下组建了拍摄队伍，随着科学技术的日渐深入，目前我国该领域可以实现摄影精度高达1：1000，仅仅需要3、4个小时就可以完场上百平方公里的拍摄，给我国测绘工作提供坚实的材料保证，也可以有效遏制城中村建设问题。地理信息系统开发平台在技术运用中采用的是微软公司的大型组建，可以实现对地理信息的三维设置，获取图片信息。
（二）结合实例谈谈技术的应用
我国某地区政府为了做好数据信息的采集工作，提高技术的有效性，取得精准信息，将航空摄影测量与GIS应用到了城中村实际案例之中，与测绘工作实现了结合。
第一，测量数据的获取。利用航空摄影测量在规定时间内对某城中村情况进行了拍摄，制作成1：1000正射影像图，采用1：4500的比例尺在降低飞行速度的情况下摄影。然后将获得的平面图像和数据导入GIS系统，建立数据库，配准正射影像与地形图，保证误差不高于0.4米，并对目录分类编码，建立数据库，实行数据回放。例如，我国某地区在城中村建设拍摄中就利用航空摄影技术和测量方法，采用相关仪器，按照如下所示的流程实施测算，得到某城市总面积为8200平方公里，城中村的范围为1600平方公里，根据最精确的比例尺和测绘，完成了图像的制定。
第二，系统分析查询。获取相关的图片数据后，为了保证对城中村监控的科学性，相关单位还要做好测绘工作，结合拍摄到的图像，结合数据，利用定位测绘出相应的内容，从而更好的便于人们查询信息，利用测绘得出的图像获取诸如建筑面积、高度、长度等信息。在此基础上，还可以测绘完成一般的关于村镇的资料，实现文本与影像的双向查询，统计地区城中村存在的主要问题，及时弥补漏洞。例如，在分析过程中平面数据的采集标准为4平方米，大于4的部分全部提取，小于4则忽视不计，经调查研究发现每家资金的花费都不超过50元。
第三，工程效果应用分析。利用航空摄影测量和GIS的结合使用，能够不再采取实地架设的时候进行测绘，发挥无外业控制点的全数字航空摄影测量及地理信息系统，精准的得到城中村的实际情况，并且它具有较少的投资，不用大量人力，即可获得三维数据。我国某城市采用该技术，开发三个月就可以获得每栋房屋的信息，提供每个时间点土地利用的真实情况和总体分布图，并建立相应的数据库。
室内建筑情况的预判也是城中村监控中的重要内容之一，使用航空摄影测量能够拍摄出不同角度的照片，利用拍摄出的侧视图可以判断建筑物的利用类型和结构层次。GIS地理信息系统的使用，还能够帮助政府工作人员建立用地、建设地和建筑物的相关数据信息系统和管理方案，将图像与属性紧密结合，并根据建筑物的实际面积、分类情况、层次结构精确所需的拆迁费用，对国家实行工程预测具有十分重要的作用。如上图所示的测绘图，既能够准确反映城中村的具体情况和建设情形。在此基础上，根据GIS提供的信息资料，能够通过联网的方法让城中村管理者及时掌握建设情况和变化情况，对第一线的工作进行了解，把握全局。在拆迁工作中使用这一技术，有利于准确快速的统计出村落的建筑实际，了解房屋数量、面积的问题，计算出所需的费用，提高工作的透明度，节约开支，提高监控的精准性。
结束语
总而言之，航空摄影测量和GIS技术已经成为了国家最先进的摄影手段和技术之一，无外业控制点的全数字摄影和地理信息系统的结合能够拍摄出精良的图片，为城中村管理提供三维数据，并以这些信息为基础加强测绘的完善性，为我国城中村问题的解决提供保障。
参考文献
[1]陈继祥.航空摄影测量及GIS技术在城中村监控中的应用[J].测绘地理信息，2013，04：76-77+81.
[2]申海建，郭荣中，黄小波，滕晓波.微型无人机（MUAV）航空摄影测量技术在土地整理项目规划设计中的应用[A].中国土地学会.2007年中国土地学会年会论文集[C].中国土地学会：，2007：5.
[3]王海云，余如松，缪世伟，许家琨.航空摄影测量技术在海岛礁测绘的应用[J].海洋测绘，2011，02：45-48.
航空摄影测量范文第2篇
【关键词】航空摄影测量；发展历程；现状
一、前言
航空摄影测量指的是在飞机上用航摄仪器对地面连续摄取像片，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。航空摄影测量为我们提供了另一种看世界的方式。经过二十多年的发展，用航空摄影测量成果进行虚拟三维实景的模拟逐渐成为热点。现代测绘及与之相关行业已经不能离开航空摄影测量了，因为应用航空摄影测量技术，将使他们的工作变得高效。随着技术的革新进步，航空摄影测量技术正在向更加智能化，更加快捷高效的方向发展。
二、航空摄影测量的发展历程
随着一个又一个的标志性的事件的出现，航空摄影测量技术也一步一步不断向前发展。1849年，法国人艾米・劳塞达特制定的摄影测量计划，成为有目的有记录的地面摄影测量的标志。刚开始出现的时候，航空摄影测量基本上处于“看画绘图”阶段。这个阶段，航空摄影测量没有严格的数学基础和较高的测量精度。如：1860年，James・Wallace・Black和Sam・King两位教授乘气球升空至630米，成功地拍摄了美国波士顿市的照片；而1909年，莱特则在意大利的森托塞尔上空用飞机进行了空中摄影。[1]
在上世纪三十年代，模拟摄影测量开始出现用机械或光学投影器来“模拟”摄影过程，这一时期航空摄影测量的主要标志是模拟测图仪的使用。计算机技术及其相关技术的不断发展，为航空摄影测量的发展注入新的动力，随着，光学投影或机械投影被数字投影取代，模拟测图仪被解析测图仪取代，航空摄影测量进入了一个全新的发展阶段。2000年ISPRS在阿姆斯特丹召开的第学术大会期间，有近20个数字摄影测量工作站参加了商业展览，它们代表了数字摄影测量及其实用系统的发展水平，也成为国外航空摄影测量数据处理的主流软硬件，是推动航空摄影发展与应用的重要组成部分。
航空摄影测量系统主要是沿着航空摄影测量系统的采集端和航空摄影测量的数据后处理系统这两条线发展的。航空摄影测量系统采用的航空相机成像方式和承像介质，在最初上百年的发展过程中，除了在相机的稳定性能、相机姿态控制、相机的像幅标准、像移补偿等几个方面进行了一次又一次的技术革新外，在其他的方面没有发生大的变化。但是，航空摄影测量数据后处理系统发生了巨变的。伴随着航空摄影测量后处理系统的变革，促使航空摄影测量出现了三个阶段的变革。数字摄影测量工作站的出现，标志着航空摄影测量数据后处理方式进入到了一个新的阶段。在可预见的将来，数字摄影测量工作站这一主流不会发生改变，数字处理工作站的工作方式和处理流程将在相当长一段时间成为航空摄影测量的主要方式，其技术发展突破将停留在技术细节的突破上。
随着遥感技术的进步，特别是像分辨率为0.69m快鸟卫星影像和分辨率为0.83m的IKONOS影像等高分辨率的商业卫星影像的出现，对航空摄影提出了新的挑战。通过各种高分辨率的卫星影像，我们能够方便快捷的制作各种数字正射影像产品，并可以进行各种地图产品的数据更新。高分辨率遥感影像具有不能进行高程制图的缺陷，但是，LI-DAR（Light Detection And Ranging）技术的出现很好的弥补了高分辨率遥感影像的这一缺陷。因为LIDAR系统应用多光束返回采集高程，数据密度可达到常规摄影测量的3倍，可提供理想的数字高程模型DEM。根据高分辨率的卫星传感器和LIDAR的技术特点，我们有理由认为要实现航空摄影的实时或准实时，突破口在革新航空相机承像介质和成像方式。即航空摄影测量系统的发展未来在航空摄影的采集端。而高分辨率的卫星传感器和LIDAR的结合并不会导致航空摄影测量的终结。[2]
在2000年ISPRS阿姆斯特丹大会上，数字航空相机开始出现，数字航空相机的出现是航空摄影中又一项具有标志性的事件，2004年的伊斯坦布尔大会上数字相机成为一个焦点。数字航空相机的出现将可能在多个方面影响航空摄影的发展。数字航空摄影仪的应用将消除传统航空摄影效率低、实时性差的缺点，并完全革新航空摄影流程。
数字航空摄影测量和基于并行运算或网格计算的新一代后处理设备的研究，将成为航空摄影测量系统的下一个发展阶段。就是航空摄影测量的飞行控制、影像采集将为向数字化发展，从而实现实时或准实时航空摄影测量。
三、我国航空摄影测量发展现状
摄影测量引入我国以来，国内在数字摄影测量领域的理论研究也取得了一定的发展进步。1978年，王之卓先生提出“全数字自动化测图系统概念”。正是在该思想的指导下，北京四维远见公司开发了JX4DPW，武汉适普公司开发了VirtuoZo，1998年，这两套DPW都于通过了国家测绘局的鉴定。大部分的摄影测量数据后处理工作这两套系统上集成。国内外数字摄影测量工作站的涌现，不仅极大地促进了摄影测量在各个方面的应用，而且极大地促进了摄影测量系统的发展。
但是，我们也必须要看到自己的不足，虽然我国在数字摄影测量工作站和其他航空摄影测量的理论研究的等方面取得了一定的进展，这并不能掩盖在航空摄影仪的落后。我国在机载POS系统，光学成像镜头、CCD制作工艺和水平等方面与国外还有很大的差距，还有较长的路要走。由于没有自己的数字航空摄影仪，这个航空摄影最前端的产品，摄影规范的制定、全自动/半自动数字摄影测量工作站、数字航空摄影等数字航空摄影的各个方面的应用都会受到极大限制。因此，研发具有自主知识产权的数字航空摄影仪成为我国航空摄影测量发展的一个重要课题。经过许多专家的长久以来不懈的科学研究，2007年由中国测绘科学研究院、北京四维远见公司、首都师范大学等几家单位联合研制的国产数字航空摄影仪SWDC-4通过了国家测绘局组织的产品鉴定会，终于结束了我国没有国产数字航空摄影仪的现状。[3]
随着航空摄影测量技术的更新与进步，生产作业时间大大缩短，其成果的应用也逐渐广泛。航空摄影测量是获取测绘地理信息数据的主要来源，政府和企业根据广泛掌握摄影成果，能够更好繁荣知道客观、现势的地理信息，再结合专业信息进行分析研究，能够更好的把经济建设、生态建设、资源开发、土地管理、环境保护、产业结构调整等有机结合起来，制定科学合理的发展策略。
充分利用高分辨率航空遥感数据，发挥遥感影像处理技术优势，当发生滑坡、地震、泥石流等紧急地质灾害时，航空摄影测量资料能够实时反映灾区状况的数据，为政府及有关部门的抢灾救灾决策提供技术支持和决策依据。同时还可以针对土地利用、水资源、耕地与森林保护、道路交通等重要地理信息，实施定期监测与统计分析，以充分了解一个地区的地理环境状态。
航空摄影测量不仅在灾害调查与分析、资源普查、现代城市管理等方面发挥着非常重要的作用，也使得以往只能通过经验判断和估计的工程及研究有了量化的可能性。
四、结语
经过不断的技术革新，航空摄影测量技术取得了很大的发展进步。航空摄影测量的应用也越来越广泛，相信航空摄影测量技术将为人类带来更多的便利。未来，航空摄影测量必将向更加智能化，更加快捷高效的方向发展。
参考文献：
[1] 张祖勋，张剑清，张力.数字摄影测量发展的机遇与挑战[J].武汉测绘科技大学学报，2000，25（1）：23-27.
航空摄影测量范文第3篇
关键词：航空摄影测量；数据处理；高程模型
Abstract: In this paper, the digital elevation model (DEM)technology and digital orthophoto map (DOM) are briefly described the production data.
Key words: aerial photographic measurement; data processing; elevation model
中图分类号：P25 文献标识码：文章编号:
引言：
在计算机科学技术、通信、信息技术、空间定位、航空遥感和航天遥感等高新技术快速发展的今天,根据航空数字影像, 在全数字摄影测量系统上利用摄影测量生成的DEM, 制作数字正射影像图(DOM),满足社会的各种需要或根据数字正射影像图实现GIS数据库的建立和更新及其所依据的数字高程模型可以成为构建空间数据框架的重要组成基础。
1数字高程模型( DEM )
数字高程模型( Digital Elevation Model, 缩写DEM)是一定范围内规则格网点的平面坐标( X , Y )及其高程(Z)的数据集, 它主要是描述区域地貌形态的空间分布, 是通过等高线或相似立体模型进行数据采集( 包括采样和量测) , 然后进行数据内插而形成的。DEM是对地貌形态的虚拟表示, 可派生出等高线、坡度图等信息, 也可与DOM 或其他专题数据叠加, 用于与地形相关的分析应用, 同时它本身还是制作DOM 的基础数据。
1.1空三加密
GPS辅助空三结算软件采用TC-AT自动空中三角测量软件处理系统，平差方法采用光速法区域网平差。空三加密所得到的每张影像的外方位元素将在绝对定向时用到，这部是数据处理中相当关键的一部，期处理精度将对DEM生产有很大的影响。
1.1.1严格按规范设计书的要求把握加密的定向精度、控制点的残差分布，对加密报告进行细致的分析研究，对构建的像点网的像片连接情况予以足够的关注，对于网形较弱的地方一定要加足加密点，增强像点网的强度，防止像点网的扭曲变形。
1.1.2对于空三加密输出的成果，一定要到相关软件的有关模块下进行检查，防止粗差的出现以及像点网的局部变形，以免做出错误分析和质量评定。
1.2向量测图及DEM生产
根据测区的地形特点采集特征点、线、面数据，应注意模型接边外特征数据的一致性，即地性线、断裂线、大型水域的水崖线的高程赋值必须相等。特别要保证航带高程数据的一致性。然后根据特征点、线，影像自动匹配生成DEM，如果测区地形较平坦，可以将DEM间隔设置为最终生成DEM的整数倍数，这样就可以减少DEM修测的工作量，又可以达到较理想的效果。在立体模型上进行DEM修测时，匹配点没有切准地面的地方要仔细编辑。对于湖泊、池塘、河流等一些表面水平的地方，可以通过“水域处理”功能来处理，此功能用于批量水域区域进行DEM的整体置平，这样在后期进行三维制作时才能将房子等建筑很好的与地面模型结合起来。
1.3DEM接边
由像对DEM拼接成图幅DEM的时候，要进行像对DEM的接边。规范规定：对接边处重叠区内同名点（X、Y坐标相等）DEM的高程差进行统计分析，2~3倍高程中误差的点所占比例不大于4%,大于3倍高程中误差应视为粗差。粗差点将会在立体上以不同的颜色表示出来，再利用DEM修测功能可对粗差点进行编辑，保存后再重新进行接边，循环往复，直到达到精度要求。除了像对接边，还需要进行相邻图幅的接边。在生产中图幅拼接时可采取多幅图拼“大块”再裁切，保证外阔重叠区内高程完全一致，这样可以减少接边误差的产生。
2数字正射影像图(DOM)数据生产
2. 1数字正射影像图( DOM, Digital Orthophoto Map ): 是对航空(或航天)像片进行数字微分纠正和镶嵌, 按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集。它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像。
数字正射影像( DOM)是数字化测绘“4D”产品的重要组成部分之一, 有着广阔应用前景的基础地理信息数据, 它不仅可用于对数字线划地图数据的更新, 提高数据的现势性, 加快地形图的更新速度,也可作为背景图直接应用于城市各种地理信息系统; 它广泛应用于城市规划、土地管理、环境分析、绿地调查、地籍测量等方面, 也可以与线划图、文字注记进行叠加形成影像地图, 丰富地图的形式, 增加地图的信息量; 利用数字正射影像与数字地面模型或者建筑结构模型可建立三维立体景观图, 丰富城市管理、规划的手段与方法。
该图的技术特征为: 数字正射影像, 地图分幅、投影、精度、坐标系统、与同比例尺地形图一致, 图像分辨率为输入大于400dpi; 输出大于250dpi。由于DOM是数字的, 在计算机上可局部开发放大, 具有良好的判读性能与量测性能和管理性能等, 如用农村土地发证, 指认宗界地界比并数字化其点位坐标、土地利用调查等等。DOM 可作为独立的背景层与地名注名, 图廓线公里格、公里格网及其他要素层复合, 制作各种专题图。
2. 2生产技术
2. 2. 1影像扫描与定向。影像扫描对DOM 的生产具有很重要的影响。首先必须确定扫描分辨率。当扫描分辨率过小时会导致成图精度的降低, 但扫描分辨率也不能太大, 以免影响测图速度。一般来说, 扫描分辨率是由成图比例、航测比例尺来计算。其次, 影像扫描要求反差适中, 影像清晰。
进入J X - 4C 摄影测量工作站进行定向与核线重排工作。定向为内定向、相对定向、绝对定向工作。其中相对定向采用自动方式。自动匹配点数越多,DEM 越精确。在实际作业中, 应使左右两片的灰度、反差相近来提高相关匹配的准确性, 故可用Pho –to Shop先对原始影像进行灰度处理。核线重排既减少了计算工作量, 又减少了数据量。核线重排分为最临近像元法、双线性法、三次方卷积法。根据实践采用双线性法为好。
2. 2. 2正射影像的生成。1）像方DEM 的生成。像方DEM 是指在像方坐标系中建立的地形图规则格网。JX- 4C 摄影测量工作站是根据相对定向点、用户量测的特征点线, 再对影像进行相关匹配计算生成的。相关匹配参数非常重要, 否则会增加DEM 的量测工作量。格网
间距应根据成图比例尺来确定。像方DEM 生成后,必须进行检查编辑。此工作应反复进行, 直到格网点都紧贴于模型表面为止。可利用像方DEM 的生成离散点Pnt 文件用于物方DEM 的生成。
2）物方DEM的生成。利用Tin Dem 软件读入Pnt 文件, 进行构TIN , 然后生成物方DEM。
物方DEM的检查有3种方式: a.可调入D E M直接进行立体检查; b. 调入生成的单片正射影像, 观察有无异常之处, 如影像扭曲等; c.最好的方法是进行左右正射影像立体观察, 此时应为零立体。用以上方法检查物方DEM , 发现不符之处应重新编辑像方DEM 。
3) 单片正射影像生成。利用物方DEM 及定向所得到的像片方位元素对原始影像进行纠正, 可得到单片正射影像。像素采样方法有最临近像元法、双线性法、三次方卷积法。可采用三次方卷积法。
4) 正射影像的拼接。按图幅拼接单片正射影像。在生产中, 按内图廓外扩图上2cm 再取整来计算图幅范围。拼接后要求片与片之间的接边误差满足规范要求, 无明显拼接缝。
航空摄影测量范文第4篇
关键词：航空摄影测量；新技术；应用；发展
中图分类号：K826文献标识码： A
航空摄影测量即是在飞机上利用航摄仪器对地面进行连续拍摄，绘制地形图的过程，其原理是利用航摄仪器的摄影光束相交而确定地面点的位置。随着科学的进步，以及社会建设中对土地利用的现状，航空摄影测量技术在不断得到创新和完善，并推动了航测行业的发展。
一、我国航空测绘的发展现状
我国对航空摄影测量技术的应用可以追溯到20世纪80年代。当时，我国各大城市开始应用航空摄影测量技术进行对城市大比例尺地形图的测绘，以便科学合理的使用土地。在城市化进程以及生产的需要中，大比例尺城市测绘技术被广泛应用于各城市测绘企业单位。在科学技术不断发展的今天，数字化技术迅猛发展起来，在航空摄影测量技术上，涌现出数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR 激光测高扫描系统、雷达等先进技术设备，为城市大比例尺地形图的测绘创造了更多的技术条件，不断推动着航测行业的发展。然而，受诸多客观因素的影响，我国航空摄影测量技术力量还相对薄弱，其测绘精确度仍有待落实，航测工作有待进一步完善。
二、航空摄影测量主要新技术的应用
1、对数字航摄仪DMC的应用
数字化技术是现代信息社会不可或缺的技术手段呢，无论对人们生活和社会各项工作的开展都起到不可比拟的作用。而数字航摄仪DMC也是在数字化的基础上创造的航测产品，它是一种用于高精度、高分辨率的航空摄影测量的数字相机系统。这一航空相机摒弃了传统胶片相机的设计思想，由四个全色传感器及四个多波段传感器组成。其四个全色传感器用于捕捉每一个设想的特定区域，从而确定一个大的镶嵌影像；四个多波段传感器则主要用于捕捉红、蓝、绿色及进红外数据。因此，航摄仪DMC能满足小比例尺和高分辨率大比例尺航摄的需求。与此同时，在低空进行测绘时，DMC能够在无人控制的情况下实现机动、快速的摄影测量，其测量精度高。
2、对IMU/DGPS新技术的应用
IMU技术是惯性测量单元的简写，主要是由陀螺、加速度、电路构成，它能够独立提供高精度的导航参数，同时具有抗电子干扰、隐蔽性好等特点。但这一技术的不足之处在于不适合长时间单独飞行，否则容易造成导航位置参数的误差。而大家熟知的GPS全球定位系统功能强大，被广泛应用于航空摄影测量、工程测量等诸多领域。因此，将IMU与GPS集成起来构成组合导航系统，能有效提高系统的导航精度与其测绘性能，就是目前的IMU/DGPS航空摄影测量系统。这一新技术的应用能够减少地面控制的工作，提高了测绘效率，并降低了在高山荒漠等区域测绘的危险性，推动了航测事业的发展。
3、对LIDAR 激光测高扫描系统的应用
对LIDAR 激光测高扫描系统的应用，主要是针对困难地区、无图区及边界区而实施的新技术。该技术主要利用GPS辅助空中三角测量技术，从而减少地面控制点，完成对外空难度大的测绘区高精度及大比例尺的测绘工作，这一技术的应用有利于缩短作业周期，减低生产成本而提高生产效率。这一技术对于实施我国西部大开发战略、完善国家地形图有深远的意义。
4、SAR合成孔径雷达成像系统
SAR合成孔径雷达成像系统具有高分辨率的成像技术，不受客观恶劣天气条件的影响便能获取空间数据，大大改善了对困难地区地形图绘制的困境。这一成像系统的使用原理是将合成孔径雷达安置机上，利用孔径雷达发射微波对地面目标扫描，从而经过对空间坐标的计算，记录回波特性得出地面目标的空间特性，再经过数据处理成像。这一系统的运行主要由天线系统、数据记录系统、监控系统、发射与接收系统协调运行而完成。
三、对航空摄影测量技术应用的和主要注意事项
1、落实测绘区选点工作
航测人员在开展航空摄影测量工作过程中，运用IMU/DGPS作业的前提必须对测绘区做好现场踏勘的选点工作，这一选点工作要按照前期设计图纸要求并结合GPS定位测量范围的选点要求进行实地选点定位。选点的点位要位于交通方便、便于安置设备便于埋石操作的区域；点位还要在视野开阔的地方，避开建筑物及水域便于信号及电磁波的传输。同时，点位之间还要做好加密与联测工作，以便测量工作的连续开展。
2、确定航摄仪、比例尺及航高
在航空摄影测量工作开展之前，首先要做好航摄仪、比例尺及航高的选择与确定工作。在选择航摄仪时要优先考虑其性能质量，进而保证航摄资料的准确性。在确定比例尺时，首先要按照国家对大比例尺地形图航空摄影标准并根据当地地形实际与相应的精度要求，以及配套仪器的利用，综合确定航摄比例尺与航高数据。
3、策划检校场的布设方案
检校场的布设方案主要针对IMU /DGPS 系统设备生产商而言的，这些生产商在从事 IMU /DGPS 系统设备生产过程中对于检校场的布设方案的策划，一般要考虑达到如下工作的因素：检校场要根据比例尺大小设置相邻的平行航线；检校场要能保证航向重叠和旁向重叠都是60%；采用直接定向法，使航测高度与摄区高度一致；对于检校场的位置可以选择在离摄区较远的区域或摄取中任意两条航线位置等。
四、结语
在科学技术迅猛发展的今天，我国航空摄影测量实现了岁数字测绘技术的应用与完善，取得了相应的进展。但是，我们也应看到在航空摄影测量新技术应用方面较西方先进国家还有很长的距离。我国的航测领域应该在认识航摄新技术优点的同时，找寻并探索其对于该技术应用中应注意的问题，有针对性的做好航摄工作，提高航摄效率，保证影像质量，进而推动整个数字摄影测量事业的发展，满足社会经济发展和环境的可持续发展需求。
参考文献：
[1]杨传玲.航空摄影测量新技术的应用与发展[J].科技论，2011.
航空摄影测量范文第5篇
关键词：航空摄影测量 POS 系统 误差 应用
中图分类号：P231 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）12（c）-0060-04
GPS（Global Position System，全球定位系统）辅助空中三角测量的方法得到广泛应用始于20世纪90年代，通过GPS获得的定位信息对空中三角测量进行辅助，表明导航技术在测绘领域的前景。解决了像片的定位问题，GPS技术对像片的姿态参数却无法获取，对地面控制不能完全摆脱。航空摄影测量技术和惯性导航技术发展的同时，应用于航空摄影测量――定位定向系统（Position and Orientation System，简称POS系统）辅助航空摄影的一种新的方法也随之而产生。机载POS系统结合GPS技术与惯性导航技术，或开创准确地获取航摄相机曝光时刻的外方位元素（GPS测量得到位置参数，惯性导航系统得到姿态参数）的先例，进而使地面无或是少量控制点，甚至空中三角测量加密工序也不再需要，就能直接定向测图，使航空摄影作业周期缩短，生产效率得以提高，且成本也降低了。POS系统将使传统航空摄影的方法从根本上改变，并引发航空摄影理论与技术的重大突破。伴随发展的计算机技术及其不断提高的惯性、GPS器件精度水平，无论定位定向精度还是实时数据处理能力POS都会有质的提升，其在航空摄影测绘方面发挥的作用也将越来越大。POS系统应用的关键技术是其高精度定位定向技术，对它的研究能使POS系统的发展得到极大的推进。
1 POS系统结构的组成
在本质上，POS系统集DGPS（Differential GPS，差分GPS）技术与惯性导航技术于一体，惯性导航系统、DGPS 与POS计算机系统是其主要的硬件组成部分，POS还包含一套用于融合数据事后处理的软件，示意图见图1。
其中，通过用户与基站GPS接收机，DGPS可提供实时差分GPS定位信息，载体实时角速度与加速度信息由惯性导航系统提供，实时信息通过POS计算机系统融合，得到载体速度、姿态、位置等导航信息，同时利用POS系统事后处理软件处理POS系统采集惯性导航系统与DGPS的数据信息，得到的导航信息有载置、速度、姿态等。以下研究的是最重要的惯性导航系统和卫星导航系统，接着再简单介绍其POS计算机和事后处理软件。
1.1 惯性导航系统
以牛顿力学定律为基础的惯性导航技术，是利用一组加速度计测量载体的加速度，一组陀螺仪测量载体的角运动，经过积分运算得到载置、速度和姿态信息的一项技术。根据惯性导航原理在物理平台中的实现，称为惯性导航系统，按有无实际物理平台分为平台式惯性导航系统和捷联式惯性导航系统两种。由于惯性物理平台被数学平台取代了，因此捷联式惯性导航系统与平台式惯导系统相比，结构简单，体积、重量小和成本低，也已经广泛应用于各类导航设备中。
捷联惯性导航系统解算原理见图2 ，除利用陀螺仪的输出实时计算姿态转移矩阵（即“数学平台”）和姿态角与平台惯性导航系统不同外，它的解算则与平台惯性导航系统一样。陀螺仪和加速度计的组合体捷联惯性导航系统中通常称为惯性组件（Inertial Measurement Unit， IMU），对系统而言，IMU是开环的，只有惯性传感器信号输入的作用，不能反馈控制IMU，在计算机内实现对所有的信号处理，故易于实现。
通过图2可以得出，导航计算机实现的惯性平台，即“数学平台”是捷联惯性导航系统的核心所在。数学平台解算姿态矩阵是用陀螺测量的载体角速度来实现的，实时姿态角信息可以从姿态矩阵中得到，将加速度计输出用姿态矩阵从机体坐标系变换到导航坐标系，再导航解算。
捷联惯性导航系统目前发展比较成熟，尤其是出现并日渐成熟的高精度激光、光纤陀螺，使捷联惯性导航系统逐步成为航空载体的主流配置，采用捷联惯性导航系统的POS 系统与航摄相机集成安装容易实现，内部器件的更新和维护也更加便利。不过，受工作原理限制的惯性导航系统，其导航参数误差随时间发散，长期稳定性不好，因此要用其他导航系统来校正，而首选就是高精度与稳定性好的卫星导航系统。
1.2 卫星导航系统
GPS是美国国防部联合海陆空三军研制的导航系统即卫星导航系统，包括地面监控部分、空间导航卫星部分、用户接收机三部分，其显著特点有高精度、全天候、高效益、性能好、自动化、应用广等，能够对三维的位置、速度和GPS时间等信息进行实时的提供。
以GPS卫星和用户GPS接收机天线之间的空间距离作为观测量，是GPS定位的基本原理，根据已知的GPS卫星空间坐标，可对用户GPS接收机天线的空间位置进行定位。以星地空间距离为半径的三球交汇是GPS定位方法的实质，所以，需要将3个卫星在一个测站上到接收机天线的距离观测量。具体定位原理见图3。
与无线电导航类似，GPS导航采用的原理是单程测距。因接收机钟和卫星钟不能严格地保持同步，GPS实际的观测量并不是卫星至用户接收机天线之间的真实距离，还包含了接收机钟和卫星钟同步误差的距离，所以也叫伪距。不过，可以通过卫星导航电文中所提供的相应钟差参数修正卫星钟差的，而要准确测定接收机的钟差是比较难的，因此，须将接收机的钟差作为一个未知量，与用户三维位置在数据处理中一同解出。所以说，同一个观测点上，要实时求解4个未知参数（3维空间坐标及一个GPS接收机钟差），需要至少4颗卫星进行同步观测。
1.3 POS计算机与事后处理软件
POS系统的核心部分是POS计算机系统（POS computer system，PCS）中实时运行以及在事后处理软件中的INS/DGPS组合算法。如IMU和DGPS等其他模块的硬件平台就是POS计算机系统，这些模块的完成需通过软件算法来实现；同时，还需要通过POS计算机系统来实现用户对 POS 系统的操作和控制。
通过分析市场上POS产品、POS计算机系统的特点与POS应用航空摄影的背景，可得出POS计算机系统的特点须具备三个方面：
（1）在性能方面，计算能力必须更加强大。POS计算机系统需要实时接收并储存 IMU和GPS数据、实时对数据进行运算处理，这就对POS计算机系统提出的要求也较高了。
（2）在功能方面，导航器件兼容性须很强大。目前，导航器件存在不同的精度、性能、数据格式等等，因此在条件允许的情况下，需要导航计算机对不同的器件给出的处理方案也要不一样，以满足用户需要。另外，POS计算机系统需要对系统控制、输出和功能的扩展进行满足。
（3）在环境适应性方面，抗震性能必须要很好。POS系统在对航空摄影进行辅助时，其环境的主要特点就是高机动，同时还需要严格限制其外形尺寸和功耗。
事后处理软件顾名思义就是事后离线处理算法软件，事后处理惯性导航系统采集的IMU数据与GPS系统采集的DGPS数据，高精度像片外方位元素经过系统解算可以获得。对事后处理流程进行说明利用的是航空摄影中应用广泛的Applanix POS/AV 510自带事后处理软件POSPac，其流程详见图3。
2 航空摄影应用中的POS系统主要误差分析
机载POS系统辅助航空摄影时，误差不可避免的存在于系统器件精度、集成安装或其它机动物理特性等环节，POS系统的性能都会受到这些误差的影响，所以必须分析其误差。卫星导航系统误差、时间同步误差、惯性导航系统误差是机载POS系统的主要误差源。
2.1 惯性导航系统误差
分析惯性导航系统误差的目的在于，通过对系统性能产生影响的各种误差因素进行分析确定，对POS系统采用惯性器件提出精度要求，尤其是陀螺的精度要求；另一方面，通过分析惯性系统误差，可以评价POS系统的工作情况和器件质量。根据误差产生的原因和性质，惯性导航系统误差大体上可以分为三类：（1）IMU仪表误差；（2）初始对准误差；（3）计算误差与运动干扰误差。
2.2 卫星导航系统误差
因较短的观察时间和高精度的定位特点，GPS 在测绘领域展现出的应用前景也是巨大的。不过与生俱来的缺点也对GPS的应用产生了很大的限制，其中，GPS高精度定位主要影响因素就是其误差。目前来看，有很多因素会引起GPS发生误差，主要来源有以下几个方面。
（1）主要有卫星时钟误差、卫星星历误差、SA误差等与GPS卫星有关的误差；（2）主要有电离层的附加延迟误差、对流层的附加延时误差和多路径误差等与GPS信号传播有关的误差；（3）主要包括观测误差、接收机钟差、天线相位中心误差和载波相位观测的整周不定性影响等与接收机设备相关的误差。而误差源对GPS影响较大的具体有以下几点。
2.2.1 卫星时钟误差
GPS系统是通过测量卫星信号传播时间来测距的，时钟的误差将直接变成测距误差。GPS系统中各卫星钟要求互相同步并与地面站同步，即使采用原子钟计时也不可能绝对稳定，而是存在着漂移。接收机可以通过接收卫星导航电文中钟差参数直接对卫星时钟误差进行改正。
2.2.2 卫星星历误差
星历误差是指GPS卫星星历提供的卫星空间位置与实际位置之差。通过地面监控站将星历数据注入卫星，而监控站对卫星测量的误差、卫星运动时的摄动因素等都会造成星历中一直都会有误差存在，且不可能消除。
2.2.3 电离层与对流层折射误差
卫星发射电波到达地面接收机，必须穿过电离层与对流层才能到达GPS接收天线。在不同的介质中电磁波具有不同的传播特性，电波对流层与电离层会发生折射，从而引起延时误差。非电离层大气对电磁波的折射就叫对流层折射误差。针对这种折射误差加以改正时一般需要建立电离层与对流层模型，目前GPS接收机中一般都有误差改正模型。
通过以上可知，影响GPS定位误差有很多的因素，利用差分GPS可以完全消除卫星时钟和星历误差，对传播造成的延迟误差也能够消除很大部分，但是对于接收机相关的误差则消除不了，不过这些误差却是极小的，几乎可以完全忽略。
2.3 航空摄影过程中POS系统内部不同信息源的时间同步误差
DGPS定位输出频率一般为1 Hz，而IMU数据的输出频率可以高达20～50 Hz，所以POS系统的输出频率与IMU数据输出相同。机载POS系统航空摄影过程中，POS系统接收航摄相机的曝光脉冲并记录该时刻jt，POS系统输出时刻it与航摄相机的曝光时刻jt往往不同步，详见图4。通常情况下，航空摄影过程中飞机是在匀速飞行的，POS系统采用线性内插的方法得到导航参数。这种内插法使用在飞机匀速飞行的时候是不会有误差产生的。不过，飞机在实际飞行的时候是不可能一直是匀速飞行的，那么线性内插法就势必会导致误差产生，这样产生的误差就被称之为时间同步误差。
100～200 m/s是航摄飞机的一般飞行速度，在较短的时间之内，飞机速度的变化不可能太大。所以为了方便分析问题，假设线性内插误差POS系统输出频率的1%，那么对行速度为150 m/s的航摄飞机和输出频率为50 Hz的POS系统，就存在约为0.3 cm的时间同步误差。对POS系统来说，可以完全忽略不计这一数量级的误差的。
3 POS系统在航空摄影中的应用需求分析
在分析POS系统组成及其误差分析的基础上，有必要针对其应用需求进行研究分析。POS系统可以与多种航空摄影器材或航空传感器集成相连，如ADS40航摄相机、光学相机、SWDC相机、机载激光雷达等，从而实现传感器直接定向或辅助定向测量，如下图5所示。不同的航摄相机对POS系统精度要求不一样，但是针对它们对测量精度的共性要求研究，对POS系统应用提出具体的技术要求是非常有必要的。
3.1 航空摄影对POS系统的应用要求
我们知道，POS系统本质上是高精度INS/GPS组合导航系统。但POS系统辅助航空摄影中与导航定位中INS/GPS组合导航系统不同，这是针对它的应用场合提出了新的要求。以航空摄影中应用较广的航摄相机为例，在摄影过程中，其中拍摄瞬间时间非常短，在这个瞬间时刻内，载荷平台的运动误差特别是高机动运动误差将严重降低摄影成像质量。另外，随着空间分辨率的提高，运动误差频率也相应提高，低频运动转变为高频运动引起高频误差，加剧了相片质量的退化。下面针对几种常用的航空摄影相机对POS系统应用的技术要求进行分析。
综上所述，无论是光学摄影成像、扫描成像还是雷达测距都对POS系统提出了非常苛刻的精度要求。不仅要求POS系统在较短的成像周期内具有很高的绝对精度和相对定位精度，同时某些成像载荷对姿态测量误差更为敏感。
综合前面对POS系统组成及其应用需求的分析，对POS系统及其器件在应用航空摄影提出以下几点技术要求。
（1）IMU器件是POS系统测量姿态角的关键器件，一般来说，IMU测角中误差精度要求：横滚角和俯仰角误差不得大于0.01 °，航向角误差不得大于0.02 °，记录频率要高于50 Hz。所以目前只有精密级惯性器件（陀螺偏移小于0.001°/h）符合要求；
（2）差分GPS接收机是POS系统高精度位置获取的主要器件，机载GPS天线安装在航空飞行载体外表面，必须保证其在高机动情况下地正常工作；航空摄影数据需要厘米级的定位精度，故GPS接收机采用高精度动态载波相位差分模式，其基站GPS接收机一般在100 km范围内；GPS最小采样间隔一般在1 s以内；
（3）POS导航计算机是POS系统完成导航解算，输出运动参数的主要部分，其电源系统应满足航摄作业期间无间断供电，导航计算机能够实时记录和存储航摄作业所有IMU数据、GPS数据及其它必要数据；
（4）具有同步时间信号时标输入接口，能够将航摄相机快门开启脉冲（即曝光时刻）通过接口准确的传入POS系统，与POS系统进行时间对准，减小时间同步误差的影响。
3.2 POS系统在航空摄影中的应用方案对比分析
通过POS系统的组成可以得出，POS系统本质上是航空摄影应用中的高精度GPS/INS组合导航系统。但是与导航中的GPS/INS组合系统的区别又在于，GPS/INS组合系统主要用于航空、航天、海洋中的运输载体导航定位，通过它对载体的定位信息进行实时反馈，最终实现载体的航行任务；POS系统应用航空摄影主要完成对地球表面的地形、地貌进行摄影定位，因为一段时间内该摄影地区的定位信息不会发生重大变化，因此可以在实时定位的基础上，再对导航信息进行一次离线事后处理，没有时间的限制，综合各方面的信息，能够获得比实时更好的定位精度。
所以，目前在POS系统辅助航空摄影应用方面，主要有两种应用方案：事后处理与实时融合。在航空摄影同时将IMU与DGPS进行实时融合就叫实时融合，对POS系统有比较高的器件要求；在航空摄影同时将IMU与DGPS数据进行存储，利用离线处理算法对保存数据进行信息融合的就是事后处理，因为不受时间的限制，在进行融合处理时可采用一些耗时但精度较高的算法，这样获得的精度相对较高。POS系统两种应用方案的特点具体见表1。所以，POS系统应用和数据处理时，需根据POS系统所处的应用阶段的不同，来设计不同的技术处理方案，进而使POS系统辅助航空摄影的任务得以实现。
4 结语
该文首先介绍了POS系统内部惯性导航系统和GPS导航系统两个最重要部分，同时分析了它们各自的误差，从而分析了POS系统辅助航空摄影应用的两种方案及特点，还分别比较分析了实时处理与事后处理方案。
参考文献
[1] 袁修孝.POS数据辅助的航空影像变化检测方法研究[J].武汉大学学报，2007，32（4），284-286.
航空摄影测量范文第6篇
关键词：无人机航空摄影测量三维模型精度验证
引言
无人机航空摄影测量因成本低、精度高、作业方式灵活等特点得到了广泛的应用。在我公司承担的某核电项目中，采用了无人机获取测区的DEM及DOM建立了三维电子沙盘，通过现场检查证明，电子沙盘平面精度可达到30cm以上，高程精度达到50cm以上，为工程前期阶段的规划、设计、土石方量的估算等工作提供重要的技术支持。
该核电厂位于广西壮族自治区防城港市港口区，厂址地处钦州湾盆地西北边缘，交通便利，北距省会南宁市约130km（直线距离），主要地貌为沿海丘陵和海湾滩涂。
2、无人机航空摄影
无人机航空摄影与传统航空摄影有较大区别，首先飞行高度低，影像分辨率高；其次机动性高，可随时随地执行航摄任务；但由于无人机重量轻速度慢受风力影响较大，而核电厂区长期3-4级风，加之厂区附近无合适起降场地，增加了本次航摄的难度。
2.1 无人机航空摄影测量的技术设计
2.1.1 航高设计
经计算当地面分辨率为0.15米时航高约为520米，考虑测区位于海边空风大且存在涡流现象，低空飞行时影响飞机姿态及摄影质量，故本次飞行的设计航高为480米。
2.1.2划分航摄分区
本次执行任务的无人机续航时间为1小时，航速33±5米/秒，航线间回头转弯约4分钟，起飞与降落需10分钟，有效飞行时间约40分钟，每架次可飞行面积约10km2，该区需2个架次飞行；鉴于地表高差起伏仅20-30米，远小于航高的三分之一，故只设一个航高区飞行即可。
2.1.3 航线设计
根据摄影区域地形情况、起飞场地情况以及摄影分辨率要求等要素，使用“微型无人机低空遥感系统”自带程序进行自动航线设计。共布设10条航线（如下图所示）。按照数字摄影测量新型解算理论（即多基线自动空三解算）要求，该区设计航向重叠75%―85%，旁向重叠45%―55%，旁向最少不小于25%。
图1航线规划图
当测区的风向与设计的航线成垂直方向时，为减小飞行过程的漂移问题，可调整航线方向。
3、无人机航空摄影测量的外业工作
3.1控制测量
3.1.1 加密控制点的布设
测区有三等GPS点6个，四等GPS点18个，其坐标系统为1980西安坐标系和WGS84坐标系，高程为1985国家高程基准。以上控制资料可作为本项目的基础控制资料。鉴于该区已有基本控制点成果，而该项目所必需的像片控制点测量只需达到图根点精度即可满足正射影像图制作要求，故该区可不再加密控制测量，可以从已有控制点上用快速静态GPS直接联测像片控制点。
照现代航测自动空三软件MAP-AT1.0+要求，一个作业区只需要五个像片控制点即可实现绝对定向。为了确保作业区的作业质量，拟布设不少于16个的像控点。以多余观测点参与平差，进一步提高空三解算精度。鉴于本测区的特殊地形情况及新的作业方法，为提高像片控制点捕捉精度，本测区在航摄前布设地面像控点标志。
3.1.2 控制点测量
采用GPS快速静态观测，其技术要求如下：
表2 GPS观测技术指标
对于GPS不能直接测量的点位，可用不多于三条边的双定向支导线引点观测。高程采用GPS拟合高程，起算高程点应多于三个，并使起算点分布于解算点。起算点高程等级不低于四等水准。
3.2 航飞作业
航摄时间尽量选择在中午11点―15点之间，减少高差阴影。阴天时可不受时间段限制。无人机飞行对近地区域气流反应灵敏，一般要求起飞和降落的地面风力1―2级为宜，但该区近海岸普遍风大且有乱流，故飞行时应充分考虑此因素，空中飞行时的风力最好小于4级（5.5米/秒）以保证航片的重叠度。空气能见度的好坏，直接影响影像质量，当空气能见较差时，应压低航高或增加感光度以保证影像质量。实际航摄影像覆盖，航向应超出范围外一条基线，旁向超出范围线不少于像幅的15%，像片航向重叠不小于60%，旁向重叠不小于30%；旋偏角一般不大于10º，在确保不影响解算质量前提下，个别旋偏角最大不超过15º。
4、无人机航空摄影测量的内业处理
无人机航摄数据处理，应用现代航测自动空三软件MAP-AT1.0+”进行自动空三加密，输入相机参数、POS数据、外控点成果及原始像片数据，输出空三加密成果及像控点残差成果。使用“现代航测自动空三软件MAP-AT1.0+”的MAP-DEM功能，利用空三加密成果，自动匹配解算生成整个测区的DEM。
使用“现代航测自动空三软件MAP-AT1.0+”的MAP-DOM功能，利用DEM成果及预处理后的影像，批量生成整个测区的DOM成果。生成后的DOM经过检查、编辑、接缝处理和色彩处理，其地物判读分辨率精度执行1：1000比例尺地形图有关指标要求。
将最终处理好的DOM和DEM在ArcGlobal软件中进行叠加，在加上注记信息，即可建立三维电子沙盘，如下图：
图2某核电厂电子沙盘
5、结论
无人机低空摄影测量系统具有实时性、低成本等技术优势，其所获得的高分辨率遥感数据可应用于多种领域，以快捷便利的方式获取野外影像数据，减轻野外作业劳动强度，提高生产效率。采用了无人机获取测区的DEM及DOM建立了三维电子沙盘，为核电工程前期阶段的规划、设计、土石方量的估算等工作提供重要的技术支持。
参考文献：
[1] 尹金宽．无人机低空数字摄影测量系统及其在道路工程中的应用[D]，硕士学位论文，2007年5月
[2] 郑团结，王小平，唐剑．无人机数字摄影测量系统的设计和应用，计算机测量与控制[J]，2006年5月
航空摄影测量范文第7篇
关键词 数字高程模型；流程；征点线采集
中图分类号：P231 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）07-0133-01
1 数字高程模型（DEM）概念及应用
数字高程模型（digital elevation model，DEM）是在一定范围内通过规则格网点描述地面高程信息的数据集，用于反映区域地貌形态的空间分布。数字高程模型是国家基础地理信息数字成果的主要组成部分。在实际生产中，DEM可以用来计算土方量，坡度，坡向，绘制坡度图，晕渲图等。在通信领域，可以用于蜂窝基站的分析。
2 航空摄影测量法采集DEM设备状况
DEM的采集有航空摄影测量法，空间传感器法，地形图扫描矢量化法，野外采集法等。其中，航空摄影测量法是最常见的一种方法，具有效率高，劳动强度低等优点，它主要是通过全数字摄影测量工作站来进行，主要有JX4-C全数字摄影测量工作站，Virtuo Zo NT全数字摄影测量工作站，MapMatrix多源空间信息综合处理平台等。
3 数字高程模型的生产工艺流程
1）资料准备。主要有航空摄影像片，空三加密结果，外业控制点成果，技术设计书等。
2）像对定向。顺序为内定向，相对定向，核线重采样，绝对定向。内定向限差≤0.01 mm，相对定向≤0.005 mm，平面坐标≤0.0002 Mm，高程定向≤0.3 m。数字高程模型的格网尺寸根据比例尺选择，通常1：500至1：2000的格网尺寸不应大于0.001M图（M图为成图比例尺分母），1：5000至1：10万不大于0.0005M图。
3）特征点线采集。以1：10000地形图黄土地貌为例，数据采集时应特别注意塬、梁、峁的特征，其上比较平坦，以散点表示；边缘地貌特征比较明显，采集塬、梁、峁边缘线配合散点表示，采集应确保准确反映地貌形态。明显的地形特征线如山谷线，山脊线，断裂线，尽量用折线方式采集，数据点过密的话会增加不必要的存储量，影响数据的提取和处理，测池塘一般以塘坎内边沿采集，塘坎线与水边线投影较大，可以明显分开时，水边线采集时第一点要测准，保持水边线高程一致。碎步点选在地形特征点上，如路交叉口，坎顶，坎底，鞍部，山顶，池塘边，河边等，河流、水渠的采集应按从下游向上游的方向进行采集。采集依比例的双线时，应注意两岸水涯线的深度保持一致。采集道路时必须切准，保证道路边线的高程精度，防止道路飞离地表。路堤、路堑、陡坎采集断裂线，但应测注碎部点，以反映地形变化。进行地物取舍时，要注意像对之间的接边。路堤和路堑采集时，一定要切准上边线和坡脚线，保证道路不扭曲。特征线要测出工作边界，相关匹配计算时边界有时会出一片粗差点，俗称“大巴叉”，此时特征点线超出工作边界一点，在计算相关匹配，“飞点”就没有了。相邻相对的采集数据要接边，不出现漏洞，接边处的高程应符合高程连续的特征。沟缘线指的是从坡面到沟道的突变边缘线，每条流域的沟缘线应是一条封闭的多边形。在采集时特意把沟缘线和沟道里的断裂线在数据上区分其他断裂线，这样可以按用户要求提交沟缘线专题数据。沟宽大于10米的沟缘需采集。若沟缘线被人工地物切断比如：公路、堤坝等，沟缘线跨越公路或堤坝表示，以体现出自然地形为原则，难以表示时也可沿公路或堤坝采集，这时将人工地貌作为自然地貌看待。
4）构建TIN。TIN的构建主要有线性内插法，双线性多项式内插法，分块双三次多项式内插法，移动曲面拟合内插方法等，然后在TIN的基础上通过线性和双线性内插件DEM。当下常用的方法是通过等高线和高程点构建TIN，在TIN的基础上通过线性和双线性内插DEM。
5）DEM数据编辑中，在相关匹配前，水域线先采集出来，这样区域内的点不用做相关匹配了，创建物方DEM时采集水域的第一点的高程冲到该区域，此时水域内不会有曲线通过，所以，在采集水域时第一点很重要，要测准确。以后的点就可切准立体放松些。对于平坦地区，可以用非相关区把平地范围采集出来，在范围内高倍人工打桩点后构TIN，这样精度可以提高。对于出现的深沟立体采集特征线是比较模糊，这时可以用反立体使深沟变成山脊，把脚盘打反可以得到好的立体观测效果，水域中的小岛是要吧水域分为两块勾绘，不要让任何一个水域内出现小岛。对于大片森林，要加树高改正，先测树高，测森林边界要测在地面，森林内部匹配点全部编辑在数顶，在创建物方DEM时程序时自动把这些点减去树高在构建TIN。对于大比例尺有散树散房的地方，由于大比例尺精度要求高，采用密集相关匹配会增加立体编辑的工作量，因为太多点要从房顶树顶压到地面，此时比较适合用中等密度相关，然后上立体点点编象方格网点，并加测特征线来满足精度要求。对于特宽角高山区看不了立体，可以采用：①把重叠度改大到70%或75%；②把无立体，阴影区用非相关区内部估计立体打点成图；③缩小一倍编辑；④平滑挑粗差增至0.4-0.5；⑤外推象元数增至300等方法来解决。
6）DEM数据接边，相邻的DEM数据检查接边高程差大于2倍中误差的格网点，则为超限，需要重新编辑，再接边。
7）DEM数据镶嵌和裁切，需要外扩一排或多排DEM格网，防止图幅边无效值。
8）质量检查。从以下几方面进行大地基准：高程基准，地图投影，格网点精度，相邻DEM接边精度，数据格式，数据文件名，元数据，质量检查记录，验收报告，技术总结。检查DEM可以通过内插等高线的方法，目视等高线是否有突变的地方，或者与已经做好的地形图比较，当地貌形状高程差异较大时，可以判断可能有的质量问题，进行修改。在MapMatrix多源空间信息综合处理平台中，可以对其他系统的拼接质量报告文件进行检查，以直观的方式表示出来，便于检查拼接质量，系统将自动在作业区内把外系统的文本文件中的点用不同颜色的点标在示意图上，这样可以很方便的看到哪些区域的点误差大，即可方便直观的对该区域进行下一步编辑。
9）成果整理与提交。项目完成后需要提交的成果包含，DEM数据文件、特征点、线文件、元数据、DEM数据文件结合表、质量检查记录、验收报告、技术总结等。数字高程模型的主要存储介质为光盘。DEM的格式可以根据甲方的要求转换多种格式。可以生产ArcGIS的grid数据，再生成txt格式数据。利用FME软件可以转成dgn格式等。
参考文献
[1]邓国庆，肖学年，王占宏，等.数字航空摄影测量-空中三角测量规范.
航空摄影测量范文第8篇
关键词：无人机 大比例尺 地形图 测量技术 DEM
中图分类号：P231 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（b）-0025-02
无人机航摄系统具有以下特点，（1）受天气条件和地面状况影响较小，作业方式灵活快速；（2）无人机平台自身构建及其搭载的航摄设备维护成本低；（3）因无人机飞行高度低，所以能够获取高分辨率影像，在小范围信息获取方面有很大的优势；（4）可根据具体要求设置影像重叠度，大重叠度的影像能够增强后续处理的可靠性；（5）不需要申请空域、携带方便、转场快等优点。目前，小型无人机对地观测系统已经成为世界各国争相研究的热点课题，并在实际应用过程中不断提升无人机对地观测系统的性能。
下面以安徽某村为例，具体说明无人机航测绘制1：2000地形图的过程。项目采用“1980西安坐标系”和“1985国家高程基准”。测区作业工序为无人机航摄、地形测量（包括四等控制测量、I级控制测量、像控测量、图根测量、野外补测、外业调绘）、空三加密、地形图制作（包括立体采集、数据编辑工序（1： 2000比例尺一套））、DOM制作、DEM制作、质检验收等工序。
1 航空摄影
该村采取东西向飞行，平均航摄比例尺为1：23533，平均地面高度为1350m，其相对航高为650m。平均地面分辨率0.13m，满足1：2000成图要求。该次外业摄影时间为2012年6月5日。
2 像片控制
2.1 影像资料分析
航线间隔及旁向重叠度在30%-40%之间，航向重叠度在65%～75%之间。全摄区无航摄漏洞，航向超出摄区范围3～6条基线。像片倾斜角
2.2 像控点布设及刺点
2.2.1 像控点布设
（1）像控点布设：像控点在航线方向上按10～15条基线布设，在旁向上按2～4条基线布设。布设的像控点能够有效控制住成图范围，保证测段衔接区域内没有漏洞。像控点应刺在航向及旁向重叠有5～6张像片的区域内。（2）像控点编号原则：测段像控点编号原则“GP+航片号四位+点序号”。（3）控点布设完成后绘制布点示意图供内业加密和存档。满足空三加密及数字化采集要求。
2.2.2 像控点的刺点及整饰情况
刺点误差和刺孔的直经均小于像片上0.1mm，且刺透，无双孔。点位说明确切，略图完整明了，刺孔、略图、说明与实地柱位一致。A、在像片正面上用红色直经为7mm的圆形整饰像控点，并注记点号。B、在像片的背面用铅笔绘制点位略图和标注文字说明等。
2.3 像控点测量
像控点坐标可以使用全站仪、RTK等常规仪器进行测绘。像控点的精度和施测要求参照常规航测外业规范执行。木次像控点测量采用双频GPS接收机，已知控制点为加密的一级GPS控制点。为保证像控点测量成果的可靠性，在全部像控点测量完毕后再收参考站。施测现场对点位进行拍照并制作成点位信息表供内业加密使用。将检地查合格后的像控点数据进行处理，基线处理采用Compass静态处理专业版软件，得到该村片区像控成果。
2.4 该像控网精度
该村片区像控网①精度统计：
（1）线向量检核，同步环、异步环验算：共验算同步环15个，其中环线全长相对闭合差最大为：6.52ppm，限差为：15.0ppm。共验算异步环9个，其中坐标分量闭合差最大为：Wx=4.46cm，Wy==6.46cm，Wz=6.36cm，限差为：=±21.06cm。
（2）三维无约束平差：三维无约束平差最弱边相对精度为：1/15267，边名：2174-2173（边长267m）。
（3）二维约束平差：约束平差最弱边相对精度为：1/17725，边名：2174-2173 （边长267m）。最弱点为2259，点位中误差±2.03cm，限差为：±20.0cm。
该村片区像控网②精度统计：
（1）基线向量检核，同步环、异步环验算：共验算同步环14个，其中环线全长相对闭合差最大为：4.48ppm，限差为：15.0ppm.共验算异步环14个，坐标分量闭合差最大为：Wx=-2.32cm，Wy=18.16cm，Wz=-12.55cm，限差为：=±21.06cm。
（2）三维无约束平差：三维无约束平差最弱边相对精度为：1/14131，边名：2127-G04（边长545m）。
（3）二维约束平差：约束平差最弱边相对精度为：1/34023，边名：2174-G04 （边长545m）。最弱点为1187，点位中误差±4.19cm，限差为：±20.0cm。
从上述精度统计情况可以看出，该村片区像控网精度指标满足技术要求。
3 影像预处理
无人机航摄系统搭载非量测数码相机进行航拍，然而相机自身的性能对测量精度影响较大。未经过处理的航摄影像畸变差较大，无法直接用于空三测量等后续处理工作。所以，在影像进行空三加密前，需要先对其进行畸变差改正。在没有室内和室外高精度检校场的情况下，通常是根据非量测数码相机提供的鉴定报告，利用DPGrid系统内的小像幅影像畸变差校正模块对影像进行畸变差改正。
4 空中三角测量
4.1 空三加密经过像点连接、像控点量测、平差计算过程
（1）量测外控点时，先量测测区四周的像控点6个以后进行平差，其它像控点就可以通过预测的功能来找到大概位置达到快速量测A目的。外控点的量测由专业人员进行，并由另外一位专业人员检查。（2）应用外业工序提供基础控制点参与计算，提升空三加密的整体精度；应用外业工序提供的实测高程点检测空三加密精度。（3）量测完后进行最终的平差解算，首先将物方标准方差权放大，进行粗差的消除，然后逐步提高物方权重，确保粗差被全部探测出，最后给合适的权值强制平差。DPGrid系统中的空三模块为全自动空三软件。系统根据建好的航线列表进行全测区自动匹配，接下来通过自动挑点程序将粗差大、多余的像点剔除。然后，进行连接点的交互编辑，根据刺好的控制点进行光束法平差解算，直到加密完成，输出空中结果。
4.2 区域网空中三角测量
根据连接点（加密点）的影像坐标以和少量地面控制点的影像坐标及其物方空间坐标，通过平差计算，求解影像的外方位元素和连接点的物方空间坐标，称为区域网空中三角测量。空三测量提供的平差结果是影像后续处理与应用的基础。
5 DEM、DOM 制作
5.1 DEM制作
首先，根据空三加密成果，对无人机航摄的原始影像进行重样生成核线影像。其次，系统自动匹配三维离散点，得到摄区的DSM。最后，经过自动滤波便可得到DEM。虽然DPGrid系统实现了自动匹配，但是由于现实地物的复杂性（如水体、树木、阴影）以及人工地物的影响，所以实际生产中为了提高DEM的精度，需要对DEM进行人工编辑。因为DEM是原始航片进行纠正的基础，只有准确的DEM才能保证DOM的精度。
5.2 DOM制作
DPGrid系统全自动生成DOM主要包括：DEM数据处理、影像匀光匀色处理、DOM纠正处理、色调均衡处理以及DOM镶嵌处理。系统生成的初步DOM结果，还要经过人工编辑，对初始DOM成果进行颜色和几何处理，才能真正满足对DOM成果的要求。
6 1：2000地形图制作
配合DEM将DOM进行校正，然后在拼接生成完整的区域地图。最后，将区域整体导入到VirtuoZo NT软件中进行测图，生成最终的地形图（图1）。
根据航空摄影测量内业规范及地形图图式进行物、地貌要素的采集。外业调绘人员利用已有的图纸和测图数据，进行实地调绘、修测、补测等工作。
7 无人机航摄影像成图精度分析
采用GPS快速静态方式获取该摄区外业检查点的坐标数据。该树片区抽查了4幅图（占本片区图幅数的10%），共83个检说恪6员日庑┩庖导觳榈愕氖挡庾标与图上坐标，计算出两组坐标的及高程差值。根据点位中误差公式计算出每个检查点的平面中误差。具体计算结果如下。经过整理计算，该村片区地物点平面点位中误差为0.72m；高程中误差为0.69m。根据点位中误差计算结果绘制点位误差分布图。点位误差分布图更直观的反映了每个检查点的误差分布情况。可以看出绝大多数点位误差分布在0～0.8m之间，其平面精度满足1：2000地形图的要求。此外，我们将影像数据制作的地形图与已有的1：2000地形图数据在CASS中进行套合比较。
8 结语
该文分析了无人机航摄系统的特点，介绍了无人机低空航摄规范。详细描述了无人机航测系统测绘1：2000地形图的具体工作流程，并对最终生成的地形图进行了精度评定，基本满足1：2000地形图的精度要求。
参考文献
[1] 竹林村.几种低空遥感系统对比分析[J].城市勘测，2009（3）：65-67.