浅析提高航空摄影测量质量

发表时间:2021/9/7   来源:《建筑设计管理》2021年3期   作者:陈锬 李超
[导读] 近年来随着现代测绘技术水平的不断发展,
        陈锬  李超
        长江三峡勘测研究院有限公司(武汉)  湖北武汉  430079
        摘要:近年来随着现代测绘技术水平的不断发展,摄影测量技术在测绘领域应用越来越普遍。相比较于传统测绘,其大大的减少了外业的工作量,节省了成本。但在大比例尺地形图测量中的精度还不是很理想,故如何提高其成图精度成为时下航空摄影测量技术应用的关键。
        关键词:航空摄影;像片;质量
引言
        随着测绘航空摄影的工程化和规模化应用,航空摄影成果越来越多。航摄质量的优劣直接影响到航测成果精度,影响数字正射影像图等后期成果的影像质量和效果,因此对如何提高航空摄影成果质量提出了挑战,下面从飞行质量和像片质量、检查验收三个方面来讨论一下,仅供参考。
1航空摄影测量概述
        1.1航空摄影测量的定位方法
        航空摄影测量从定位角度来看有空对地和地对空两种方法。空对地方法是利用多种直接测量的方式来计算出摄影机或者传感器的在空间上的位置和形态,之后用前方交接的形式,来确认照片上任意一个目标在实际空间的位置。但是,地对空方法则是运用已经知道的地面控制点和它在照片上的映像,首先算出照片的外部方位元素,进一步能够确定出照片上任意一个目标的位置。
        1.2航空摄影测量工作的流程
        如今,比较常用的航空摄影测量大部分是采用全自动数字化摄影测量成图。基本的作业流程是航空摄影,外部作业像控点的测量和照片的调绘,像控点利用平面的区域网来布置点,航内区域网的点算加密等。
2航摄技术设计的质量控制
        航摄技术设计是航空摄影的最主要的环节之一。根据测图单位所测制的地形精度要求、新航摄期限和其他特殊要求,严格按照设计程序把好设计质量关。对可能影响航摄成果质量的诸多因素进行有效的防范和控制。
        
        2.1航摄比例尺和焦距的确定
        航摄像片比例尺和航高直接关系到航空摄影测量的平面和高程精度、图面综合取舍指标、像片影像分辨率等因素。选择航摄比例尺主要应考虑内业精度放大倍率的限值和由高程精度要求所决定的航高限值。平坦地区宜选择短焦距的航摄仪,以便提高立体建测的精度,使高程中误差在允许值以内;在山地、高山区宜采用长焦距的航摄仪,如果在山区特别是高山区仍采用短焦距的航摄仪进行航摄,会增加航摄死角。
        2.2航高的确定
        根据航摄比例尺分母m和航摄仪焦距的乘积计算摄影航高(飞机相对摄区的平均平面的高度)。像片上某两点间的距离与地面上相应两点的水平距离之比,叫像片比例尺。通常用1/m表示。1/m=f/H,其中f是摄影镜头的焦距,H是镜头中心相对于地面的高度,称为相对航高。
        由于各种因素的综合影响,蛇形时飞机不可能始终保持同样的高度,地面也总有起伏,航高并不一致,因而像片上各部分的比例尺亦是不一致的。
3航摄飞行质量控制
        3.1测区覆盖范围的控制
        测区边界航向覆盖应超出测区边界线不少于一条基线,旁向覆盖应超出测区边界线不少于像幅的30%。分区边界应能满足分区各自独立和满幅的要求。分区边界线如果航向相同,旁向正常对接,航向各自超出分区边界一条基线。航向不同,航向各自超出一条基线,旁向超出不少于像幅的30%。
        3.2像片倾角
        像片倾角是指航摄机向地面摄影时,摄影物镜的主光轴偏离铅垂线的夹角。像片倾角过大将引起影像的像点位移及比例尺不均匀变化,以致影响地形图的成图精度。在航空摄影过程中,应尽可能获取像片倾角小的近似水平像片,一般不大于2°,个别最大不大于4°,这个可以通过陀螺稳定平台和调整座架来调整。
        3.3像片旋偏角
        相邻像片两像主点的连线与航线方向像幅上两框标连线之间的夹角就是像片旋偏角。航摄比例尺小于1:7000,相对航高大于1200米时,旋偏角一般不大于6°,最大不超过8°;航摄比例尺小于1:3500,大于或等于1;7000时,旋偏角一般不大于8°,个别最大不超过10°;航摄比例尺大于或等于1:3500时,旋偏角一般不大于10°,个别最大不超过12°。

在确保航向、旁向重叠度能符合规范要求的前提下,个别像对的旋偏角可略大于l2。,但不能超过总数的4%,接近最大旋偏角的像片不得连续超过三片。
        像片旋偏角的检查方法是,先标出两张同航线相邻像片的像主点O1和O2,然后将O1和O2相互转刺得到O2'和O1',连接O1 O2'、O2O1'和航片航向框标线,量测同一张航片上两条线之间的夹角,其中较大的一个即为像片旋偏角。
        3.4像片重叠度
        航向重叠度一般应为60%-65%;个别最大不应大于75%,最小不应小于56%。当个别像对的航向重叠度虽小于56%,但大于53%,且相邻像对的航向重叠度不小于58%,能确保测图定向点和测绘工作边距像片边缘不少于1.5厘米时可视为合格。沿图幅中心线和沿旁向两相邻图幅公共图廓线敷设航线,要求实现一张像片覆盖一幅图和一张像片覆盖四幅图时,航向重叠可加大到80%-90%。在地面起伏较大的山区和高山区,因投影差的影响可使影像向像片边缘移位,可能造成影像重叠减少,因此山区航摄时,必须加入由于地形起伏引起的的重叠度误差的改正数。不同地形条件下的像片航向和旁向重叠度一般按下述指标参考,平地60%±2%和25%±2%;丘陵地62%±3%和28%±3%;山地65%±5%和32%±5%;高山地70%±5%和38%±10%。
        3.5航线弯曲度
        全数字摄影测量系统采用自动空中三角测量,航线弯曲度可不作强调要求,但考虑减少航测时的工作量,航线弯曲度一般应小于3%
        3.6航高差的控制
        为了保证预定的像片比例尺达到航摄设计要求,一般按以下要求控制:航摄比例尺大于1:10000时,同一航线上相邻像片的航高差不大于20m,最大最小航高差不大于30m。摄影分区内的实际航高与设计航高之差不大于50m,当相对航高大于1000m时,摄影分区内的实际航高与设计航高之差不得大于设计航高的5%;当航摄比例尺小于1:10000时,同一航线上相邻像片的航高差不大于30m,最大最小航高差不大于50m。摄影分区内的实际航高与设计航高之差不得大于设计航高的5%。
4像片质量控制
        4.1胶片选型的控制
        选择恰当的航摄软片是确保影像质量的重要因素。应正确选择反差系数、感光度、曝光宽容度和色感性能与摄区具体情况相适应的航摄软片。
        4.2底片冲洗质量控制
        强调软片冲洗处理过程的规范化,有效的控制航摄底片片基的不规则变形。每筒底片在冲洗时需加光楔试片,并绘制感光特性曲线对比分析,确定胶片感光性能。对冲洗药液、速度、温度等,要进行检查并调整,一般显影液的温度宜在l8~220℃之间,定影液和显影液的温差不超过±5℃。
        4.3底片密度与反差控制
        底片的平均密度应控制在0.7~1.0的范围内。为保证底片的透明度,其灰雾密度不大于0.2,为能够判别地面上最暗景物的影像,底片的最小密度要比底片的灰雾密度增加0.2,为能够判别地面上最亮景物的影像,底片的最大密度一般控制在1.4~1.8;底片的反差一般控制在1.0左右,最大反差不大雨1.4,最小反差不小于0.6。
5航摄成果检查验收的质量控制
        5.1航摄成果资料检查
        按规范和航摄合同的规定对航摄底片、像片、像片索引图、各类记录数据和表格等全部成果资料,逐项进行认真的检查,详细填写检查记录,按照《国家标准公告2017年第31号》整理提交验收单位验收。
        5.2检查验收内容
        航摄参数质量检查:检查航摄仪检定数据、航摄底片压平检测数据、底片密度测定数据、GPS站点测量数据及精度检测报告等数据是否符合航摄规范要求。
6结束语
        总之,在当今航空技术的不断发展中,航空技术逐渐扩宽到更新的领域中。使空中摄影测量技术得到了广泛的应用,为地形勘测和矿山工程的发展做出了突出的贡献,带动了社会的全面发展,并为国家的政治、经济、文化和环境服务,使国家的航空摄影测量领域取得了更大的进步,并得到国内外社会的认可,并向更高层次扩展。
参考文献:
        [1]傅成栋.无人机航空数字测量技术在地形测绘中的应用[J].数字技术与应用,2020,38(07):95-96.
        [2]陈浩.航空摄影测量技术在土地确权调查中的应用与精度控制[J].住宅与房地产,2018(05):17.
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