数字航空摄影测量系统

数字航空摄影测量系统

Digital Aerophotogrammetry System

一、产品综述Products

数字航空摄影测量系统是煤航技术发展研究院结合测绘行业生产需求而开发的具有完全自主知识产权的大型遥感影像处理系统。该系统针对国内外框幅式真彩色影像数据源，能够自动、快速、精确的处理海量影像，进行空中三角测量、DSM/DEM 自动生成与编辑、DOM/TDOM自动生成与编辑，为用户提供多种大中小比例尺的数字测绘产品。以框幅式影像的流程完整、联机编辑为特色，该项目的研制为现有的航测成图流程提供了突破性解决方案，提高了作业效率，缩短生产周期。

二、系统功能Features

数字航空摄影测量系统包含三大功能，分别是：空三加密，产品生成，成果输出。

图1 系统功能

1.空三加密

为得到更为精确的加密成果，空三加密主要分为三个过程：

（1）自动匹配

基于金字塔匹配策略，使用GPU加速的影像自动匹配方法；

基于自由网平差的剔除粗差点算法；

影像自动匹配提供了强大的同名点自动匹配能力，下图2直观显示了控制点及匹配点的整体分布，

●红色为航带内匹配点；

●蓝色为航带间匹配点；

图 2 查看匹配点分布

（2）交互编辑

图3为人机交互编辑匹配点，

影像以金字塔格局显示，直观显示匹配点的整体分布； 支持平面和立体上量测控制点和连接点；

控制点与像点残差同时显示，直观方便检查平差结果；

图 3 空三编辑

（3）区域网平差

稳健的光束法区域网平差算法获取到可靠的外方位元素；

图 4 区域网平差结果

2.产品生成

（1）匀光匀色

在飞行时，受到不同气候、不同时期、不同拍摄环境以及薄云雾的影响，拍摄出的航空影像会表现出模糊、亮暗不均匀的现象，为了让测区所有数据为统一色调，看起来更为美观，匀光匀色功能可调整像片的色彩和亮暗程度。

下图为像片匀光匀色前后效果图。

图5匀光匀色前匀光匀色后

（2）DSM/DEM生成

直接从立体像对中提取出的高密度点云数据，自动生成全像素无缝数字地表模型。

采用一种基于地物要素及几何约束的密集匹配算法，生成数字表面模型DSM；

采用一种基于地形约束的滤波算法，生成数字高程模型DEM；

多CPU并行计算技术，充分保障了海量数据的自动生成能力；

根据不同地形分布设置相应类型参数，实现高质量的地形显示。

图 6 澄合1:2000测区DSM

图7 澄合1:2000 DEM

（3）（真）正射生成

图8为正射影像和真正射影像纠正图。

正射影像DOM纠正

以DEM模型纠正生成的DOM，可看到倾斜的建筑物，部分区域存在遮挡。

真正射影像TDOM纠正

是以DSM/（DEM + DBM）模型纠正生成的TDOM，可看到直立的建筑物，是没有被遮挡区域的。

图8 DOM纠正TDOM纠正

3.成果输出

（1）DSM/DEM输出

DSM/DEM立体编辑

●在真实的立体环境下根据地形编辑DSM/DEM；

●多人联机编辑的方式减少接边，提高了工作效率；

●支持矢量数据的导入，导出；

●支持DEM的采集。

图9 DEM编辑

DSM/DEM分幅输出

●按照标准图幅、矩形分幅格式输出DSM/DEM成果；

●根据外部导入的图幅数据，输出DSM/DEM成果；

（2）DOM/TDOM输出

DOM/TDOM编辑

●多人联机的编辑的方式减少接边，提高工作效率；

●与Photoshop实现无缝连接；

●友好方便的编辑房屋变形、拉花的工具

图11 DOM编辑

DOM/TDOM输出

●按照标准图幅、矩形分幅格式输出DOM/TDOM成果；

●根据外部导入的图幅数据，输出DOM/TDOM成果；

图12 DOM 1:10000分幅输出

三、独特优点Benefits

✧可靠性高：基于GPU加速计算的影像匹配及基于自由网平差的自动挑点算法，保证

了点位的精度、分布。

✧界面友好：采用多人联机编辑策略（多人可以对同一块产品进行编辑），避免大量的

接边工作，提高生产效率。

✧自动化程度高：采用多CPU并行计算策略，利用算法恢复出最近接真实的地形，减

少编辑工作量。

✧制作真正射影像：研究了基于面元和自适应路径的高程检测方法及基于投影方向判

断和顺序补偿的遮蔽补偿方法，实现了真正射影像的制作。

四、应用案例Applications

兰州测区介绍

下图为兰州测区1:500的部分数字成果，该测区多以山地为主。

DEM格网间距为2米，DOM分辨率0.2米。

图13 航迹查看原始影像

图14 生成DEM

图15 生成DOM

五、荣誉证书Achievement

数字航空摄影测量系统于2014年10月20日获得陕西省科学技术成果登记证书，于

2015年3月取得软件著作权登记证书。