试论航测遥感内业数据处理关键技术

周道霞 刘光辉

摘要：随着我国测量技术的不断发展，作为最常用的航测遥感技术也得到进步。但是由于航测遥感的空间数据产生还存在有诸多的问题，所以对其内业数据进行处理显得尤为重要。本文根据相关生产数据的流程以及关键技术进行探讨，并阐述了有关异常数据提取的技术方法，以供参考。

关键词：航测遥感；内业数据；关键技术；处理

中图分类号：C37文献标识码： A

引言

航测遥感技术作为人类探知地表和近地表的技术手段，可以不接触地表物体，获取地表物体的时空信息和属性信息，解决“4W”的问题：即在什么地方(where)，什么时间(when)，什么样地物(what objects)发生什么样变化(what changes)｡

一、生产管理平台

针对上述数据的生产管理平台搭建，应具备数据入库管理和生产流程化应用两部分功能。

（一）、数据入库管理功能

无论采用企业级数据库还是普通Access数据库，可仅对控制点和属性数据入库，海量栅格采用压缩文件存储、路径调用的方式进行管理。该入库管理模式简单，访问速度取决于压缩算法和数据库的瞬时访问能力。航测遥感控制点数据库的入库管理功能应包括：

1)控制点数据的入库､编辑､查询､更新､输出功能;

2)其他数据源的入库､更新功能;

3)控制点数据与其他数据源的叠加显示、浏览和查询功能。其中海量栅格数据的快速显示和浏览，需要相应的影像压缩和瓦片管理技术支撑。

（二）、生产流程化应用

航测遥感影像控制点库不应只具备入库管理功能，还应能满足生产应用需要，由于整个影像控制点贯穿生产应用始终，因此应充分考虑生产流程化应用需求。具体应包括以下功能：

1）原始影像快速索引和定位

根据原始影像的像幅大小、摄影比例尺、航向、旁向重叠度以及航线关系、航线首位影像的主点坐标等，完成原始影像的粗定位，通过增加新主点坐标，可不断调整原始影像的分布，输出航线索引图；通过与控制点库中有效控制点的叠合，实现有效区域内控制点的选取和快速输出（包括控制点和叠加影像）；在此基础上，还可以引入主点坐标平差和快速空三实现原始影像的精确定位、定姿；

2）原始影像布点和刺点

通过上述影像叠合判断，根据控制点布设要求，选取合适的控制点，通过刺点工具在原始影像上进行刺点，并可将刺点片略图和控制点相关信息批量输出（输出点之记影像和相应的WORD表格），形成工程文件；若想实现自动刺点和转点，需要采用控制点影像匹配算法提高该功能的自动化程度；

3）DOM 或地形图成果精度检测

对已生成的地形图或DOM成果作为数据库的数据源之一，利用控制点数据库中的控制点数据对成果数据进行精度检测，通过对应控制点位置的解译和判读，生成影像坐标和参考坐标，进行坐标差值运算，并生成精度报告和精度分布图，作为检测成果。影像匹配的算法也可进一步增强精度检测的自动化程度。

二、复合产品

（一）数字影像地形图(Digital Ortho photo Topographic Map)

以数字正射影像图(单色或彩色)为基础,叠加相关的数字线划图而产生的复合数字地图产品。同时具有正射影像图的精度高、信息丰富、直观真实的特点和矢量数据保存着要素的空间关系和相关的属性信息的特点,可以为各种用户提供地形信息和最新空间实体信息,满足不同用户的需要。

（二）数字影像专题图(Digital Ortho photo Thematic Map)

以数字正射影像图(单色或彩色)为基础,叠加相关的专题矢量数据而产生的复合数字地图产品。同时具有正射影像的基本特征和突出表达各种不同专题地图信息的特点,可以为各种用户提供直观信息和与之相关的丰富的背景信息,满足各专业部门对专题图的需要。

（三）数字影像地面模型(Digital Ortho photo Ground Model)

以数字正射影像图(单色或彩色)为基础,叠加相关的数字高程模型数据而产生的复合数字模型产品。具有正射影像图的基本特征和立体突出显示地表的起伏形态的特点,可为用户提供直观地表三维景观,可用于工程规划和优化设计。

三、基线处理

基线解算时要求确定一个基准点的准确WGS-84 坐标，如果没有已知的WGS-84 坐标，程序会自动给出一个基准点，由于是单点定位，WGS-84 坐标误差较大，会给基线长度造成几个PPM 的误差，如果不是要求高精度GPS，控制面积较小可以不考虑这个量级的误差，解算后的基线所处的坐标系统不是准确的而是近似的WGS-84 坐标，实际工作中经常这样处理。对网的相对精度影响很小。

经过处理的基线的PDOP 值，规范要求不大于6，实际上PDOP 值比较大且接近6 时，说明基线分量的残差偏大。如果不处理，后续的闭合环检查可能会超限。

软件可以查看基线信噪比，通过残差图对基线进行细化处理。基线残差图中残差大小保留规范没有规定，SELOUTION 用户手册中要求是0.15 周以下，可以根据控制网精度等级情况适当确定。对短基线存在个别卫星信号残差大于0.2 周或更大一点的残差，基线弦长会影响到毫米，基线处理中对残差较大的情况，可适当调整卫星高度角减少对流层影响降低残差，当然卫星高度角越大，信噪比会增大，HPDOP 变小平面精度降低。过大的残差可以考虑禁用相关的参考星或删除某个时间段观测值来提高精度，残差断续失锁较多的卫星信号应剔除，但要保证足够的卫星数和必要的同步观测数据量。

四、遥感异常信息的提取

为了后续进行的遥感数据与化探数据融合，本文所提取的遥感异常信息为蚀变信息，主要针对遥感蚀变信息的提取进行研究。蚀变岩石是重要的间接找矿标志。遥感蚀变信息即蚀变岩在遥感图像上所反映出来的综合信息特征，它是一种相关信息，其影像特征因不同的蚀变岩类型有所不同。以蚀变岩的成因、蚀变信息的地质特征为基础，基于光谱理论进行蚀变信息的影像特征研究是非常有实际意义的工作。蚀变信息为相关信息，必须经过适当的处理才能突出信息，因此需要研究遥感信息的处理方法才能获得间接的信息。

五、基于全数字摄影测量法空间数据生产流程及关键技术研究

基于全数字摄影测量的空间数据生产流程如图1所示。

图1 基于全数字摄影测量的数据生产流程

（一）资料准备

航摄资料如航摄底片、控制点资料、相关的地形图、航摄机鉴定表、航摄验收报告等应收集齐全;对影像质量、飞行质量和控制点质量应进行分析,检查航摄仪参数是否完整等。

（二）影像扫描

根据航摄底片的具体情况,设置与调整扫描参数,使反差适中、色调饱满、框标清晰,灰度直方图基本呈正态分布,扫描范围应在保证影像完整(包括框标影像)的前提下尽可能地小,以减少数据量。影像扫描分辨率根据下面公式确定:影像扫描分辨率R=地面分辨率/航摄比例尺分母。

（三）定向建模

自动搜寻框标点,放大切准框标点进行内定向,对定向可由计算机自动完成,人机交互完成绝对定向如不符合要求,需重新定向,直至符合限差要求。检查定向精度,需满足要求;相,完成定向后需检查坐标残差。

（四）基线解算质量检验

基线解算通过并不能保证没有粗差，如量错仪器高，或点位附近强反射体造成的多路径误差存在等。通过闭合环检查基线解算质量查找粗差，同步环闭合差按不同等级的要求指标控制，同步环中的独立基线要检查完，异步环闭合差符合下面的要求：

Wx≤2

Wy≤2

Wz≤2

W≤2

n 为独立环中的边数；σ 为标准差。

较短的重复基线容易超限，更应仔细处理。个别超限的重复基线在闭合环中进行比较选择，只要满足规范总体要求的数量就可以舍弃误差较大的基线。

重复基线长度较差不超过：ds≤2。

结束语

在航测遥感数据内业处理的检查时，除了在各个环节数据处理的结果按规范要求衡量精度外，要求外业的观测质量要好。除了仪器性能外，卫星接收数据质量的好坏取决于点位的环境和接收卫星的条件。基线的质量不是内业可以决定的，对出现的问题要具体分析。另外往往出现已知点过少或各点等级一样但精度不一致，所以联测的方法和路线要反复比较，而且已知点成果应采用同期成果，平差时尝试改变网型观察精度的变化。舍弃部分基线选取质量好的基线，组成合理的线路取得好的平差结果。

参考文献

[1] 万芳,高淑芬,王光明等.影像压缩为数字摄影测量产品应用带来的扩展[J].地理空间信息,2010.

[2] 周姿.专题数据库建设探析[J].科技创新导报,2010(2).

[3] 樊鸿云.航测内业数据分析[J].遥感技术应用,2012(12).