航空摄影测量在数字化成图中的应用

航空摄影测量在数字化成图中的应用
摘要随着我国航空技术的不断发展，航空摄影测量技术的应用也得到了广大用户的认可，促使其在各大行业中得到了广泛的应用，本文主要介绍了航空摄影测量技术在数字化成图中的应用，从航测技术的概述、测量原理，一直到在数字化成图技术中的应用进行了详细的阐述，说明了其在数字化成图中应用的有效性和重要性。

关键词航空摄影测量；技术；数字化成图；应用
引言
近年来，航空摄影技术飞速发展，利用无人机等航空设备进行空中拍摄在各大领域中应用十分频繁，而在地形测量数字化成图技术中的应用更是充分发挥了其自身的优势，航空摄影测量能够大范围的进行测量，大大降低人工工作量，提高整体工作效率，加之测量速度快、精度高，使数字化成图的数据信息采集更加精确，从而得到了广泛应用。

1 航空摄影测量概述
在飞机上使用航摄仪器对地面进行连续拍摄像片，然后结合所拍摄地面的控制点进行测量、调绘和立体测绘等步骤，最终绘制出地形图的测量方法称为航空摄影测量。

航空摄影测量原理是利用单张相片中心投影的透视变换进行操作，而立体测图的基本操作原理则是投影过程的几何反转。

航空摄影测量作业一般分为内、外作业，内业工作内容有：加密测图的控制点，以相片控制点为基础点，采用三角测量的方法，推算测图需要的控制点，并检查该控制点的坐标和高程；测量绘制地形原图。

外业工作包括：对相片的控制点进行联合测量，测定其高程和平面坐标；在相片上通过判断阅读，进行相片调绘，使用规定的符号标注地形、地貌、建筑物等要素，对新增地物和没用影像的地物进行测绘，并对调查所得的地名进行标注记录；在像片图上使用平板仪进行等高线测绘，通过综合法进行测图。

航空摄影测量采用的测图方法主要有综合法、全能法和分工法。

综合法是将摄影测量和平板仪结合起来使用进行测图的方法，属于单张相片测图，通过纠正后的航摄像片，确定地面点的正确平面位置，然后用平板仪测量其高程和等高线，该方法适用于比较平坦的地区的大比例测图；全能法是将立体图像放置于立体测图仪内，形成缩小的地面模型，然后测出地面点的平面位置、高程和等高线，以此得到准确的地形图，该方法一般在山地测量时使用；分工法是将平面位置和高程分别进行测量的方法，对于丘陵地带来说，此方法测量最准确[1]。

2 航空摄影测量流程及其优点
选取合适航空设备和拍摄器材进行航空摄影，然后对摄影像片进行筛选，在相片上选取符合要求的比较明显的地物作为像控点，然后将像控点所对应的实际地面点，采用导线测量、三角测量、水准测量等方法，与国家控制点进行联合测量，然后得出其平面位置及高程；以此类推，然后进行立体测绘量绘制成图，最后对图纸进行调绘和编辑，以保证其准确性。

2.2 航空摄影测量的优点
航空摄影测量因其测量器材和设备自身性质，其自身优势相对于其他测量方法十分明显，比如航空摄影测量范围广、精度高；测量成像快，且成本相对较低；因为测量区域广泛，致使其测量的信息十分丰富、更加真实客观；而且大大减少了人员的野外作业，降低了地形和气候对测量工作的影响；测量工作更加智能化、自动化；而且所拍摄像片可以进行多次利用，通过对摄像的地图和相片进行整理编辑，可以建立数字地面模型和该地区的数据库等资料[2]。

3 航空摄影测量在数字化成图中的应用
3.1 应用概述
数字化测图是指利用全站仪或者其他测量仪器进行野外数字化测图，利用扫描数字化仪对纸质的地形图进行数字化，或者利用航摄、遥感相片进行数字化测图的技术，然后将采集到的数据通过数字成图软件进行数据处理，最终经过编辑、图形处理，进而生成数字地形图。

数字化成图的测量方法主要有通过GPS接收机进行野外碎部点信息数据的采集；通过航测法或遥感手段进行地形点的数据采集；利用全站仪等大地测量仪器对碎部点进行野外数据的采集。

但是，随着所需测量数据的增加和测量难度增大，传统的采用全站仪或其他测量工具进行控制点的测量和数据的收集存在一定的局限性，不仅工作量巨大，而且不能满足计算机软件自动成图的要求，而且耗费大量的人工器材，成本高、工作效率低，正在逐渐被淘汰，而近年发展起来的航空摄影测量技术，由于其自身测量范围大、测量速度快、精度高等特点，应用越来越广泛。

3.2 航测技术应用
航空摄影测量的应用主要依靠飞行设备完成，随着近年来无人机技术不断发展，在航测技术应用中，利用无人机装载摄像仪器进行地形摄影测量已逐步成为航空摄影测量的一种趋势。

无人机是利用无线电遥控设备和自备的控制装置操纵不载人飞机，飞机上安装有自动驾驶程序，地面站人员可以通过雷达等设备，对无人机进行定位、跟踪、遥控等操作，在无人机上装备高分辨率数码相机、摄像机等摄影设备，即可为航空摄影测量服务。

根据实际所需测量地理条件和其他自然条件，对航测路线、时间等一系列因素进行合理设计，制定有效可行的航测方案；熟悉了解所测区域的地形地貌，为无人机选取合适的起飞地点；设定合理的飞行时间；航测结束后，地面站方面尽量在最短时间内取出相片，并检查其拍摄质量；相片质量检查合格后，进行外业工作的开展，即像控测量。

（2）像控点布置
像控点的合理布設是测图和内业加密控制点的根本依据，可采用区域网布点方式。

主要布置方法如下：根据区域网的划分，为每一个区设置合理的航线以及航线数量，保证航空摄影能够全面覆盖每个区域内的拍摄；区域网利用周边进行平高点布设，设置重点检查点，并加测高程点；可沿周边的航向4条基线内布设一个平高点，然后隔一条航线布置一个点，重点是在区域网中心，增加一个检查点；区域网内的高程点可沿航向间隔四条基线向每条航线上均匀布设，并与平高点相对应；对于不规则的区域网在凹凸位置处，赢设置平高点。

（3）像控点测量
作为相片控制的起算点，各个等级的三角点、导线点以及GPS点均可；相片控制点的高程和平面位置测量主要利用GPSRTK、快速静态定位技术、测距导线、引点灯方法进行测定；像控点的测量结构单位平面位置标准为0.001m，高程标准为0.01。

通过对像控点的测量进行数据收集，后通过专门技术软件进行数据分析成图。

（4）其他
随着近年来航测技术的飞速发展，一些新技术应用正在逐步完善，使用越来越广泛，尤其是在空中三角测量过程中DMC影像的应用，其具有一些传统航测技术不具备的优点：DMC影像四角没有框标，空中三角测量软件能够根据输入的影像信息文件，自动生成影像的内定向文件，而且补血药逐片测框标，因此能够大量减少工作量，有效地提高工作效率；加之完成的内定向残差是零，影像分辨率高、纹理细致清晰，在很大程度上提高了测量精度和加密成果精度。

传统的胶片航空摄影测量从摄影开始，一直到获取数字影像信息数据的整个测量过程，一般情况下，每个环节都会产生一些不必要的系统误差，比如摄影物镜畸变形、摄影材料的变形等一些变化均会对成像质量和后续的数据采集带来一些不可避免的影像，使误差逐渐累积，直接导致成图误差，造成成图不准确，达不到测量要求的精度；而为了要弥补此类误差，通常要进行自检，通过自检校法补偿系统误差，这样做往往会耗费大量的工作时间，针对这一现象，DMC航空影像在很大程度上减少了系统误差对空三加密数据的影像，进而保证了航测质量，使得信息数据采集更加精确[3]。

4 结束语
随着近年来航空摄影测量技术的不断发展，其应用领域也在逐步扩大，从矿产业、建筑业、农业以及地形测量等方面均得到了广泛使用，为国家的经济、文化、政治等方面的建设做出了不可忽视的贡献，尤其是在数字化成图使用中的应用，能够充分发挥其测量速度快、测量精度高、测量范围广的特点，有效地提高了测量质量，成功的保证了数字化成图的精确度。

参考文献
[1] 何庆新，王柏恒. 无人机航空摄影测量技术在电力工程测量中的应用[J]. 城市建设理论研究：电子版，2014，（22）：59.
[2] 董庆康.浅析无人机航空摄影测量系统及应用[J]. 商品與质量，2016，（17）：86-86.
[3] 刘彩丽.基于无人机小数码航空摄影测量空三加密技术在1：500数字化成图中的研究[J].测绘技术装备，2013，（3）：8-10.。