基于ADS影像航测内业制图探析

许春美

【摘   要】ADS系列数字航摄仪具有摄像幅长同时条带宽的特点，一次飞行可以实现较大范围的覆盖，影响内部精度也比较高，还可以通过下载精密星历数据来实现精准定位。本文通过对ADS数据内业制图技术进行研究，最终完成了ADS影像铁路工程制图，经外业控制点检测能够满足1：2000的制图精度要求，并且数据具有较强的实用性，值得推广应用。

【关键词】ADS摄像;长条带;立体测图

引言

ADS系列数字航摄测量系统是目前世界上唯一提供子像元级别精度数据的具有较宽幅面的数字摄影测量系统，可以通过一次飞行获取前视、后视和下视，能够形成百分百三维重叠的立体影像。同时，该航摄测量系统具有摄像距离长的优势，因此，尤其适合铁路这种长条带状的制图要求。本文以渝昆铁路为对象，进行了相关制图。

1.ADS80航摄仪介绍

2000年7月，在荷兰阿姆斯特丹的ISPRS大会上拉卡公司推出了ADS40，这是基于线阵CCD扫描机载数字的航摄仪。八年之后，在北京举行的ISPRS大会上该公司再次推出了ADS系列新品，也就是本次制图所用的ADS80。目前，ADS系列数字航摄仪在我国占据了市场的重要份额，成为该领域的佼佼者。

ADS80成像方式上与其他航摄仪有诸多不同之处，例如，ADS航摄仪能够对每一个扫面线所对应的投影中心进行投影，能够形成一条完整的带状无缝影像，对于带状物的拍摄具有十分明显的优势。此外，ADS80所应用的重要技术有：摄影地面分辨率确定技术、摄影前以及摄影中地面的配合技術、大地水准面净化技术以及影像数据处理技术、精度分析技术等。ADS数字系列在众多领域被得到广泛应用，例如铁路、测绘、水利等等，使用ADS航测系统进行测量，不仅大大降低了工作人员的野外作业，一定程度上降低了测量成本以及工作量，同时还大大提高了测量精准度以及测量工作效率，成图更加快速高效，因此近些年来，ADS数学系列在我国诸多领域广受欢迎。

2.ADS影像内业制图技术流程

ADS影像内业制图技术流程如图1所示，整个制图技术流程主要涉及到Xpro软件、PixelGrid软件以及Jx4软件的应用。

L0影像格式为RAW格式，由于目前常见的图像处理软件对此无法进行处理，因此需要Leica与ADS设备的Xpro软件对原始影像进行下载和转换，在此转换过程中可以下载星历数据，以此增加定位精度。L0影像转换为L1影像需要进行初步空三，教育利用Xpro设置飞行航线，并建立工程文件，设置合理的匹配规则进行自动匹配，完成后进行空三计算，最后输出L1影像。由于Xpro软件的局限性，空三不能实现立体环境情况下对地面控制点的量测工作，这也满足不了该项目的制图要求，因此在后期还需要对空三进行加密。

3.空三加密流程

由于基于Xpro加密软件无法达到1：2000制度精度要求，因此，需要配合PixelGrid软件，对L1影像连接点进行量测，对立体环境下人机交互地面控制点进行量测，通过利用PixelGrid对L1影像进行空三加密。具体操作流程分为工程设置、影像转换及种子点匹配、自动相对定向、量测地面控制点、区域网平差、输出加密结果几个步骤。（1）工程设置方面，对ADS进行加密工程设置，其关键是对航线和坐标系的正确设置。可以利用PixelGrid软件通过文件添加航线，14A、27A 、02A分别为一条航线前、后、中影像，对同一航带的三副影像完成相关的航线设置，渝昆铁路线坐标系为国家2000坐标系35带，同时在设置时PixelGrid注意需要加上带号;（2）影像转换及种子点匹配，将影像格式进行影像转换，为后期的空三做好相关准备工作。并完成种子点预先匹配，由于ADS80航测系统所摄影像的条带长度较长，种子点的选择标准可以以大约8000像素为标准进行选取一个种子点，在三视影像中进行同名点的选择来实现;（3）自动相对定向，对三视影像种子点完成量测后可以进行自动相对定向，以此完成航带间与航带内连接点的匹配;（4）量测地面控制点，PixelGrid可以对控制点进行预先计算，通过计算选择合适的航线，量取带“++++++”的点，不需要人工进行各点位置的寻找，整个过程大大节约了时间，十分方便快捷;（5）区域网平差，通过程序自动提取相对定向连接点同时人工加密的地面控制点可以通过创建“项目方案”得以保存。这里的项目方案指的是特定空三工程保护的条带数据，包括影像数据、空三数据、条带数据等以及空三加密过程中用到的参数信息，包括连接点位、地面控制点位以及检查点位等。对于空三加密过程的区域网平差解算是在该项目方案中执行的。因此，建立项目方案后要对定向点点位进行保存。（6）输出加密结果，由于Jx4对于条带影像无法进行处理，因此，首先将通过区域平差的影像进行裁剪，使之成为传统航片大小，利用PS软件进行降位处理，然后供后期使用。

4.Xpro数据处理

4.1坐标系的转换

首先，空三准备阶段，需要将地面控制点坐标转换为UTM投影坐标，以确保与空三工程坐标系的一致性;其次，使用UMT投影坐标进行测图定向，可以通过更改文件中的投影，并设置投影带号和中央经线，以此实现测图定向;最后，测图成果需要进行换带处理和坐标转换，处理后能够满足铁路航测制图的相关要求。

4.2控制点的设置与内业加密

首先，对于地面控制点的设置需要充分考虑条带间的点位控制以及三视影像间的影响，本项目为1：2000铁路航测制图，因此可以采用五点法进行控制点的设置，具体做法是在铁路沿线两侧十公里范围内，每两个条带间设置一对地面控制点，同时沿线走向五公里增加一个控制点;其次，对于地面控制点的选择需要选择地势平坦的区域，例如田角、路角等更符合地面特征的点，尽量避开房顶角、高塔角或者其他离地面与地面有较高距离的点，因为这有可能对内业加密造成判断失误，从而严重影响内业加密的精度。

5.结语

综上所述，采用ADS80航测摄像系统存在影像原始格式不开放、传统空三方法不适合等诸多技术难点，通过制定完整的制图流程，并经过外业控制点检测，实现了1：2000制图精度的制图任务，该数据具有一定的实用价值，可以在相关领域进行推广以及应用。

参考文献

[1]刘竹均，王义.基于Xpro系统的ADS影像航测制图流程探讨[J].铁道勘察，2016，42（06）：13-16.

[2]吴贤良， 基于ADS100航摄影像实现无控制点或少控制点的大比例尺航测成图方法研究. 湖南省，湖南省第二测绘院，2016-12-08.

[3]许懿娜，王义.基于ADS影像航测内业制图研究[J].铁道勘察，2016，42（05）：34-38.

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