现代航空摄影测量加密方法

姚 丰

宁夏回族自治区国土测绘院

1 前言

随着国家经济的发展，高新技术逐渐被应用在地质探测与资源发现等方面，其中卓有成效的技术手段包括陆地资源卫星、机载激光雷达、星载SAR 等计算机技术，都在信息技术的推动下得到了迅猛的发展，促使航空摄影测量技术逐渐发展成为一种以空间数据为核心的技术处理方式，实现了野外测量的综合技术应用。从技术角度来讲，它是一种以内业为主的数据采集模式，尤其是数字航空摄影测量技术，对于推动城市建设以及城市发展都具有积极的意义。目前，现代航空测量技术被广泛应用在城市交通、矿产勘探等不同的领域范围，并取得了显著成就。本文以此为基础，对现代航空摄影测量加密技术进行分析，挖掘其中的技术内涵与逻辑，以期利用该项技术推动我国经济的发展。

2 现代航空摄影测量技术发展分析

航空摄影测量加密技术是一种建立在航空遥感成像技术基础之上的一种技术内容，内部作用机理是利用计算机技术对地面上的目标进行空间位置的确定，并利用影像学技术对其方位元素所在的区域内部的网络评查进行分析。

随着世界遥感技术的不断进步，空间定位技术也从传统的红外线扫描技术逐渐实现了空间测量，其理论与方法在绝大程度上得到了广泛的更新，并朝向地面控制点方位发展。目前世界上航空摄影测量机密方法是一种更为现代化的信息化技术，尤其是在Schmid 等人的光速理论法提出之后，机理地推动了区域网平差技术，并在此技术基础之上完成了对摄影测量加密技术的更新。

传统摄影测量技术一般所采用的技术具有明显的限制性，采用区域的四周平均有2 条基线，并配置了1 个平高，而中央平均设立了4 条基线，并配置了1 个高程地面控制点，可以获得较高的加密精度。但是，它对控制点的需求量较大，且对位置要求苛刻。这就要求利用更为有效的技术对摄影测量技术进行更新，即GPS 技术。

GPS 技术是一种载波相位差动态定位技术，它利用航空摄影的瞬间摄站的来捕捉物理孔简顶额不同位置，实质是利用空中三角测量技术。在GPS 技术基础之上的航空测量技术是一中具有加密性的控制点，其中可以有效的减少系统所需要的区域位置，并在不同的位置夹角设置不同的平高点，因此，该种技术是标志着航空摄影技术的革命性发展。

GPS 辅助空中三角测量法，其测量部分是形成了完整的带状区域、平坦区域以及城区大比例尺的地形测绘，因此在之后的技术发展过程中，逐渐开始使用GPS/INS 组合系统来进行测量。该种技术也被称之为POS 系统，可以利用相应的技术手段来获取航空摄影曝光时刻影像的空间方位，并使用IMU 的惯性测量模拟装置获取最终的影像，这样就可以用在航测内业的影像定向中。利用POS 系统所获得的影响，是一种数字化的地形测绘，内部建构起了一种更加全面的立体模型，并可以放置元素测图，这样就可以完成大型地址测绘，并保证视差在可控制的范围之内，但是仍然无法避免其成像的清晰度不高的问题，因此，在技术利用过程中仍然需要借助四角地面控制点来辅助进行测量。

在现代社会，随着三维成像技术的不断深入发展，4D产品开始出现，包括DEM、DOM、DLG、DRG，其最终目标在于适应数字摄影测量技术，并发挥其内部不同测绘技术的加密法则，从而有效的获取影响外部方位的元素，因此，它更具有低成本、定向性等特点。

3 现代航空摄影测量加密方法模型

现代航空摄影测量加密方法是建立在相应的加密基本数学模型基础之上，因此应该对其内部建构的不同模型进行初步分析。

第一，常规光束法区域网平差模型，它是一种建立在坐标基础之上的观察模式，并对不同的坐标进行具体的测量，形成独立的影响光束，从而建立一种在数字加密模板，构建一套完整的数字投影测量模型。该种模型的观测值是建立在相应的像点坐标基础之上的，并通过不同坐标的建构来完成影像外防伪元素的参数设定，因此，在摄影过程中，航摄仪的内部方位元素是确定的。在区域网内部所测量的像点如果有不同种类与数量，那么就可以建立不同误差方程。

第二，GPS 辅助光束法区域网平差，该种技术是建立在常规光束法区域平差基础技术之上，并利用GPS 技术来获得航摄仪来确定三维空间中的观测值，从而高效的实现数据传输与数据观测之间的平稳。在系统内部加设了GPS相位中心，并利用专业技术建立三维坐标系，确定具体的目标位置。

第三，POS 辅助光束法区域网平差，它是一种建立在GPS辅助光束法区域网评查的基础之上，并利用IMU技术，通过航空测量来获取航摄仪姿态角，将其作为整体数据的带权观测值，从而参与到POS 数据中，在该模式基础之上来完成整体数据的建构，并完成数据之间的联合平差计算。但是，因该技术对设备的要求较高，一次IMU 的坐标系的三维坐标轴的水平程度应该与航摄仪的三维坐标系的轴线相互平行，且轴系之间应该保证具有一定的夹角，它也被称之为视准轴误差。为了有效地保证MIU 测定技术的准确性，应该利用统计学与数学理论知识中的线性分析方法，在测量时将航摄仪的姿态角作为带权观测值，并将其纳入到摄影测量区域网平差当中。

4 加密技术的方法试验

根据不同的数学模型，目前应该建构一种新型的航空摄影测量加密系统，它是建立在WuCAPS 的基础之上，可以完成数字影像测量与自动化测量的有机结合，并在此情况下完成基本的加密处理，为了获得更好的实际效果，应该进行初步的试验。

第一，根据不同航摄技术与技术参数，建立完整的航摄负片，利用WuCAPS 与JX-4 数字摄影测量技术来完成初步的自动化测量，它是被应用在控制点内部的一种平面性质的坐标，且WuCAPS 系统可以施加新型的连续法，完成不同的数据点的对接与控制。再利用自动的数据进行处理，并进行DGPS 与IMU 观测值的联合数据处理，这样就可以完成不同方位的元素确定。该种系统也是一种POS 系统测量技术，是一种完成影像外的方位元素采集技术。

第二，为了获得更加准确的信息数据，应该利用专业的加密方法实现最基本的加密处理，对加密方法的理论精度进行处理。

第三，对与现代航空摄影测量加密方法应该采用更加与小的测量加密方法，包括三种加密方法，其加密集中中的加密点都可以满足相应的4D 产品要求，并适应现代地理位置的复杂性需求。虽然在实际过程中，POS 辅助光束法区域网平差包含4 个高程检查点，会产生一定程度的残差值，并超出了所规定的范围，这就要求在检测的过程中应该确保摄影测量加密精度。

第四，在不同的设备测试区域内，必须明确密度周边的布点的光束法区域网平差。因此，对于所有的检查点必须都有明显的物点，这样就可以保证实现人员的立体测量，虽然在其中存在一定的误差，但是如果加入相应的技术处理手段，使用POS 外方位元素误差就可以完成体系性的误差补偿，这样就可以保证加密的有效性，保证测量的准确性与清晰性。

第五，常规光束法区域网平差的精度取决于整体地面控制系统是否合理，即地面控制点的分布距离是否按照规定在可空范围之内分布，如果区域面积太大，就要求配置较多的控制点，另一种加密技术GPS 辅助光束法与POS辅助光束法仅需要在地面范围之内设置4 个平高地面控制点即可，并可以适应不同区域的辩护啊，因此，相比较前一种机密技术，后两种机密技术使用效果更为明显。

5 结语

综上所述，随着我国经济的发展，对于不同的地质环境与地区因素，对现代航空摄影测量技术也有着不同的要求，这就要求建立相应的加密方法，并在不同的加密方法中选取最有效，最合理的方法。经过严密的测量后证明，采用本文所论述的三种加密方法都可以在一定程度上满足我国国家发展需要，但是其中相关技术仍然有待提升，因此，应该借助前沿科技，不断更新现代航空摄影测量加密方法，才能真正保证高精确度的测量。