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1、2Q!壘生篁!魚塑i盟簋!笪塑】婆酉建撾—————————————————型墮墮咝低空遙感平臺攝影測量技術的探討■顧慧1”，周亦2?，馬騰飛¨，趙鳳輝4緇1．吉林大學地球探測科學與技術學院，長春130叭2；2．北京中色測繪院有限公司，北京100012；3．有色金屬礦產地質調查中心測繪院北京100叭2；4．譜尼測試科技股份有限公司，北京100080摘要：本文介紹了低空攝影測量技術，進而提出了低空遙感平臺攝影測量系統(tǒng)的設計，并在此基礎上對低空遙感平臺攝影測量系統(tǒng)的應用實例進行研究：期望通過本文的研究，能夠對提高測繪地理信息工作效率有所幫助。關鍵詞：低空攝影測
2、量技術影像飛艇1低空攝影測量技術簡介低空攝影測量技術是指航空高度不超過千米，并以小型飛機、無人機或飛艇等作為平臺的攝影測量技術。該技術的顯著優(yōu)點為獲取成果速度快、周期短、成本低、可靠性較強。尤其是在最近幾年里，無人機和無人飛艇獲得了快速的發(fā)展和完善，這為該技術的發(fā)展和應用提供了強有力的支撐。以無人飛艇為遙感平臺的低空攝影系統(tǒng)為例，它是以數(shù)字遙感設備作為任務載荷，并以相關數(shù)據(jù)信息快速處理系統(tǒng)為基礎支持的專用化遙感系統(tǒng)，此類系統(tǒng)不但安全性高、操作簡單方便，而且對場地條件的要求較低，設備便于安裝，可在低空和低速條件下穩(wěn)定飛行，并針對地面建筑進行懸停航拍，這極大
3、程度地確保了遙感影像的高分辨率，是目前攝影測量中最為實用的系統(tǒng)平臺之一。我國的一些研究機構，在該領域中進行了深入的研究，并取得了顯著的成果，相繼開發(fā)出了多種型號的無人飛艇等設備。低空攝影測量中，比較重要的技術有以下幾種：其一，遙感技術。大量的實踐證明，數(shù)碼相機拍攝到的影像要比模擬相機拍攝到的影像更加清晰，而且前者的種類較多，價格相對比較便宜．并且不需要進行掃描便可以獲得數(shù)字影像，大幅度縮短了成果的獲取周期，這使其被廣泛應用于航空攝影測量當中。其二，姿態(tài)控制技術。想要獲取到更加清晰的影像就必須克服氣流、飛行器等因素對數(shù)碼相機的影響，換言之，需要有一個相對比
4、較穩(wěn)定的平臺，特別是對于飛艇和無人機等抗風能力弱、飛行穩(wěn)定性差的飛行器，必須加裝三軸穩(wěn)定平臺，以此來確保數(shù)碼相機的姿態(tài)穩(wěn)定。其三，影像處理技術。為確保影像的后處理工作能夠順利完整，需要影像實時傳輸與快速拼接軟件。同時，飛行器獲取到的航片存在傾角大、重疊度不均勻等問題，所以必須采用針對性較強的影像后處理技術。2低空遙感平臺攝影測量系統(tǒng)的設計無人飛艇低空遙感平臺攝影測量系統(tǒng)主要是由兩個部分組成，一部分是系統(tǒng)硬件，另一部分是系統(tǒng)軟件。21系統(tǒng)硬件該系統(tǒng)的硬件由空中飛艇和地面監(jiān)控兩個部分組成，空中飛艇部分的主要設備包括氣囊、吊艙、發(fā)動機、GPS陀螺儀、自動駕駛設
5、備、增穩(wěn)平臺、數(shù)碼相機和攝影機；地面監(jiān)控部分具體是由以下設備組成：便攜式計算機、手控設備、視頻終端以及電源，系統(tǒng)的整體結構如圖1所示。GPS是飛艇的導航裝置，在自動駕駛的狀態(tài)下，飛艇會根據(jù)預先設置好的航行線路進行低空飛行，并以一定的距離和間隔時間進行拍照，借此來獲取地面的數(shù)碼影像；飛艇的起落主要是由地面監(jiān)控部分負責，同時還對飛艇的自動駕駛進行監(jiān)控。2系統(tǒng)軟件該系統(tǒng)的軟件主要由以下幾個部分組成：飛艇航行線路規(guī)劃軟件、飛艇飛行監(jiān)控軟件、平差解算軟件、正射影像制作與編輯軟件。除上述軟件之外，系統(tǒng)還包含以下功能模塊：工程管理、全自動匹配、影像預處理、控制點量測、
6、DEM生成等等。·216·圖1系統(tǒng)的硬件結構示意圖3低空遙感平臺攝影測量系統(tǒng)的應用實例所選測量區(qū)域的地面高程約為50m左右，該測區(qū)內分布有大量的低山，山體的整體高度全部在170m以下，整個測區(qū)的范圍長度為8000m，成圖面積約為60^m2。下面運用上文中設計的低空遙感平臺攝影測量系統(tǒng)對該測區(qū)進行測量。3．1飛艇航行路線規(guī)劃目前，數(shù)碼相機在測量領域內獲得了廣泛應用，這使得大重疊度的航攝測量成為主流趨勢，為攝影測量自動化目標的實現(xiàn)提供了可能。在本次測量中，決定對所測區(qū)域采用大重疊度航行路線設計，航行方向的重疊度設計為80％，旁向的重疊度設計為60％，地面的分
7、辨率為0．2m。為了獲得更加清晰的航攝影像，在數(shù)碼相機上配備了14mm焦距鏡頭，相對飛行高度控制在350m左右，每張影像的攝影范圍為600×900m。該測區(qū)的常規(guī)航行線路為22條，構架航行線路為4條，飛艇實際飛行的線路為26條，總計獲取影像1804張。3．2選點及量測為有效提高測量效率，在對飛艇航行線路進行規(guī)劃的過程中，需要合理選取控制點并進行量測。低空遙感攝影測量技術最為顯著的特點之一是分辨率高，為此，可以直接選取影像上較為明顯的地物點作為地面控制點，如路口交叉點、房屋拐角等等。依據(jù)我國現(xiàn)行的航攝測量作業(yè)規(guī)范標準的要求，并結合實際成圖需要，決定在該測區(qū)
8、的設計航帶內每8條基線選取一個控制點，共計選取140個地面控制點，實地采用CPS
