何軍利

(山西省基礎(chǔ)地理信息院，太原 030001)

1 引 言

利用無(wú)人飛艇搭載小型相機(jī)來(lái)獲取航空影像，進(jìn)而成攝影測(cè)量生產(chǎn)項(xiàng)目。由于該方法受空域申請(qǐng)限制較小、航攝成本低、飛行設(shè)計(jì)靈活，目前已經(jīng)越來(lái)越多地被應(yīng)用在小范圍的測(cè)繪任務(wù)中，如鄉(xiāng)鎮(zhèn)、中小縣城、縣級(jí)市的1∶500、1∶1000、1∶2000航測(cè)任務(wù)上。然而由于無(wú)人飛艇體積較大，飛行中易受到氣流影響，如果無(wú)人飛艇沒(méi)有攜帶相機(jī)穩(wěn)定平臺(tái)，經(jīng)常造成航攝影像的三個(gè)角元素(傾斜角、橫滾角、俯仰角)值很大；加上如果攜帶的都是簡(jiǎn)單的非量測(cè)相機(jī)，相機(jī)分辨率有限，獲取影像的基高比很小(一般在0.1左右)。所以最初簡(jiǎn)單的無(wú)人飛艇獲取的航空影像主要用于正射影像的制作，個(gè)別情況也用于1∶2000的航測(cè)項(xiàng)目上，但最終成果精度都不能滿足規(guī)范要求。需要進(jìn)行大量的外業(yè)控制測(cè)量工作后，平面精度基本滿足，但高程精度仍不能滿足規(guī)范要求。因此普通簡(jiǎn)單無(wú)人飛艇航攝數(shù)據(jù)很難被航測(cè)項(xiàng)目所利用。

近年來(lái)，為滿足航測(cè)成圖精度，測(cè)繪科技人員對(duì)無(wú)人飛艇航空攝影測(cè)量工序進(jìn)行了不斷的技術(shù)革新。技術(shù)改進(jìn)是：①開(kāi)始搭載輕型組合相機(jī)，組合相機(jī)的影像地面分辨率在不斷提高，同時(shí)由于影像幅面增大，使航攝的基高比(攝影時(shí)相鄰?fù)队爸行闹g的距離和相對(duì)航高的比)也大大增加；②無(wú)人飛艇引入了輕型相機(jī)姿態(tài)穩(wěn)定平臺(tái)和定位測(cè)姿系統(tǒng)，使得獲取的影像不但更加清晰，同時(shí)攝影的空間定位更準(zhǔn)確、空間姿態(tài)角度也更加準(zhǔn)確；③探索新的外業(yè)像片控制測(cè)量方案；④攝影測(cè)量軟件功能也在不斷的升級(jí)，開(kāi)始全面支持針對(duì)非量測(cè)相機(jī)的空三加密工作。綜合上述因素，針對(duì)無(wú)人飛艇的航空攝影、外業(yè)控制測(cè)量、內(nèi)業(yè)空三加密等技術(shù)進(jìn)行充分的整合，形成完備生產(chǎn)技術(shù)流程，使得利用無(wú)人飛艇平臺(tái)獲取的影像能夠滿足1∶500大比例尺攝影測(cè)量任務(wù)的精度要求。最終也解決了很多大型相機(jī)在進(jìn)行1∶500大比例尺航測(cè)成圖時(shí)，高程需要全野外實(shí)測(cè)的技術(shù)難題。

2 無(wú)人飛艇平臺(tái)和航空攝影

2.1 飛行平臺(tái)的選取

利用無(wú)人飛艇搭載組合四拼相機(jī)進(jìn)行航空攝影，四臺(tái)相機(jī)繞一假定主軸按一定方位角對(duì)稱(chēng)布設(shè)，攝影時(shí)四臺(tái)相機(jī)同步曝光，相片之間影像部分相互重疊，形成一個(gè)唯一的虛擬投影中心。攝影結(jié)束后經(jīng)過(guò)相機(jī)組合二次計(jì)算成像、誤差自動(dòng)檢校來(lái)獲取大幅面影像(如圖將A、B、C、D 4個(gè)影像拼接成為一張航片)。四相機(jī)被安置在特定的輕型穩(wěn)定平臺(tái)上，穩(wěn)定平臺(tái)配備有測(cè)姿陀螺儀、角速度計(jì)等設(shè)備，可以使攝影時(shí)的姿態(tài)角度盡量小。飛艇平臺(tái)攜帶高精度雙頻GPS接收機(jī)，地面輔助布設(shè)有GPS固定站，能夠獲取更為準(zhǔn)確的攝影飛行軌跡參數(shù)。

圖1 四拼相機(jī)拼接示意圖

2.2 航攝方案設(shè)計(jì)的主要技術(shù)要求

①飛行相對(duì)航高設(shè)計(jì)：200m～300m，飛行相對(duì)高度設(shè)計(jì)主要是參考相機(jī)的焦距和獲取影像的地面分辨率。

②航線設(shè)計(jì)：航線設(shè)計(jì)一般設(shè)計(jì)為東西航線或南北航線。航線設(shè)計(jì)要考慮當(dāng)?shù)啬壳帮L(fēng)向、地面建筑物的分布情況、地面的海拔高度。航線最好設(shè)計(jì)為與風(fēng)向一致、與街道平行、同一航線的飛行高度盡量一致，這些都有利于后期的數(shù)據(jù)處理。

③航向重疊度：由于我院無(wú)人飛艇平臺(tái)的載油量都有限，空中航攝停留時(shí)間在2小時(shí)左右，平臺(tái)攜帶存儲(chǔ)設(shè)備空間充足，因此設(shè)計(jì)的曝光時(shí)間間隔都小一些，一般航向重疊度設(shè)計(jì)在85%左右，相機(jī)曝光間隔大于2s即可。如果充分考慮到基高比時(shí)，可以將航線內(nèi)曝光實(shí)地距離控制在航高的1/4(60m)，這樣抽片后的基高比正好在0.5左右，有利于提高高程精度。

④旁向重疊度：低空平臺(tái)航攝時(shí)由于受側(cè)風(fēng)的影響比較明顯，旁向重疊度設(shè)計(jì)一般應(yīng)在40%～55%左右，這樣才能確保航線之間達(dá)到無(wú)縫連接。在涉及有高大建筑多或密集居民區(qū)時(shí)，可適當(dāng)增加航線之間的重疊度；而空曠區(qū)域在無(wú)人飛艇飛行姿態(tài)穩(wěn)定時(shí)則可以適當(dāng)減小旁向重疊度。

2.3 敷設(shè)構(gòu)架航線提高航測(cè)項(xiàng)目的整體精度

改進(jìn)航攝航線設(shè)計(jì)是提高成圖精度的重要方法之一。對(duì)于穩(wěn)定的大飛機(jī)航攝平臺(tái)，一般不必敷設(shè)構(gòu)架航線，如進(jìn)行構(gòu)架航線的布設(shè)也是以減少外業(yè)控制點(diǎn)的布設(shè)數(shù)量為目的。但對(duì)于不穩(wěn)定的無(wú)人飛艇平臺(tái)來(lái)說(shuō)，敷設(shè)構(gòu)架航線則是非常有必要的，其可以進(jìn)一步提高無(wú)人飛艇平臺(tái)的成圖精度。敷設(shè)構(gòu)架航線可以提高航攝區(qū)域網(wǎng)的穩(wěn)定性，在航線的首末和中間敷設(shè)垂直方向的構(gòu)架航線，其可以大大提高航攝區(qū)域兩側(cè)和邊角區(qū)域的精度，同時(shí)增強(qiáng)區(qū)域網(wǎng)的穩(wěn)定性、減小外業(yè)控制點(diǎn)的數(shù)量、提高內(nèi)業(yè)空三加密的穩(wěn)定性和可靠性。

圖2 常見(jiàn)的幾種航攝區(qū)域敷設(shè)構(gòu)架航線的設(shè)計(jì)圖形

2.4 航線設(shè)計(jì)要考慮飛艇飛行姿態(tài)的控制

首先無(wú)人飛艇在轉(zhuǎn)彎進(jìn)入下一個(gè)航線時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)飛行高度大幅下降或偏離設(shè)計(jì)航線的情況。主要原因是無(wú)人飛艇本身體積較大，動(dòng)力有限，轉(zhuǎn)彎后飛回到設(shè)計(jì)航線慢。在考慮航線設(shè)計(jì)時(shí)要在航線兩端向外多飛200m左右；其次是起始航線的設(shè)計(jì)也要覆蓋到實(shí)際測(cè)區(qū)以外。

3 像片控制測(cè)量技術(shù)方案的特點(diǎn)

3.1 突破航空攝影測(cè)量規(guī)范要求

根據(jù)大比例尺航測(cè)規(guī)范要求：1∶500、1∶1000平地、丘陵地航測(cè)法成圖時(shí)，要求像片外業(yè)控制測(cè)量必須進(jìn)行全野外。如果執(zhí)行現(xiàn)行規(guī)范要求，無(wú)人飛艇平臺(tái)的像片控制測(cè)量工作量將會(huì)非常大，那么無(wú)人機(jī)和無(wú)人飛艇等低空攝影平臺(tái)將無(wú)法用于生產(chǎn)。同時(shí)大比例尺航測(cè)規(guī)范不允許進(jìn)行內(nèi)業(yè)空三加密，這些限制了無(wú)人飛艇平臺(tái)應(yīng)用范圍。然而大比例尺的航測(cè)規(guī)范基本上是上世紀(jì)90年代參照模擬法航空攝影測(cè)量的儀器設(shè)備情況制訂的。隨著數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展，目前實(shí)際生產(chǎn)中大比例尺航測(cè)項(xiàng)目區(qū)域網(wǎng)布點(diǎn)、空三加密已經(jīng)開(kāi)始普遍使用。低空影像地面分辨率在不斷提高、相機(jī)的基高比在不斷增大，另外數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量軟件技術(shù)也在不斷進(jìn)步。攝影測(cè)量軟件可以有效解決很多模擬攝影測(cè)量軟件無(wú)法解決的問(wèn)題，如模擬的測(cè)圖要求三個(gè)角元素ω、φ、к(к角是相對(duì)較差值)小于4°。而數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量空三軟件可以在三個(gè)角元素ω、φ、к小于10°的情況下都能很好地解決相對(duì)定向問(wèn)題。因此隨著航攝相機(jī)、測(cè)量軟件技術(shù)的不斷進(jìn)步，在保證成果精度符合規(guī)范要求的前提條件下，技術(shù)創(chuàng)新和改進(jìn)是技術(shù)設(shè)計(jì)所允許的。這符合測(cè)量規(guī)范中關(guān)于允許采用“規(guī)范未列入的新技術(shù)和新方法[1]”的規(guī)定，因此在保證大比例尺測(cè)圖平面和高程精度的前提下，可以采取外業(yè)區(qū)域網(wǎng)布點(diǎn)、內(nèi)業(yè)空三加密的方案來(lái)確保精度。但是需要引起注意的是，不是什么樣的低空航攝資料都可以進(jìn)行立體測(cè)圖，不是能夠通過(guò)空三加密的數(shù)據(jù)都可以達(dá)到很好的測(cè)圖精度。航攝影像飛行姿態(tài)好壞直接影響成圖的精度，一般好的低空平臺(tái)航攝數(shù)據(jù)，角元素ω、φ盡量控制在0～8°[2]，大于10°的基本上要剔除掉，同時(shí)測(cè)區(qū)內(nèi)應(yīng)盡量多布設(shè)像片控制點(diǎn)和檢查點(diǎn)進(jìn)行約束空三加密。

3.2 像片控制測(cè)量工作底圖

首先不能使用單張航攝影像直接用于外業(yè)選點(diǎn)使用，也不能簡(jiǎn)單地使用拼接后的影像按距離直接布點(diǎn)。目前可以采取的技術(shù)措施是先制作粗略的正射影像作為像片控制測(cè)量底圖，但是底圖上控制點(diǎn)位置要由內(nèi)業(yè)空三加密組進(jìn)行概略選取，外業(yè)在實(shí)際選點(diǎn)中只做微小移動(dòng)。內(nèi)業(yè)概略選點(diǎn)的依據(jù)是：空三加密區(qū)域網(wǎng)的強(qiáng)弱、航攝航線敷設(shè)情況、航攝影像實(shí)際姿態(tài)情況，綜合考慮上述因素后控制點(diǎn)基本上都分布在區(qū)域網(wǎng)薄弱地方和航線連接處?？刂泣c(diǎn)在明顯目標(biāo)上選點(diǎn)，選點(diǎn)同時(shí)要充分考慮外業(yè)測(cè)量的困難程度(如盡量避免在高速公路、居民區(qū)的獨(dú)立院落內(nèi)選點(diǎn)等)，但最后所有的控制點(diǎn)都盡量選取在航線重疊處，避免選在單航線上，如航線連接區(qū)域沒(méi)有好的選點(diǎn)目標(biāo)則要分別布點(diǎn)。

3.3 控制點(diǎn)布設(shè)方案

由于目前沒(méi)有規(guī)范規(guī)定低空平臺(tái)的外業(yè)控制點(diǎn)布設(shè)要求，因此像片控制測(cè)量仍然采取盡量多的控制點(diǎn)布設(shè)方案，增加多余控制點(diǎn)和檢查點(diǎn)數(shù)量，來(lái)檢測(cè)區(qū)域網(wǎng)的穩(wěn)定性。我院在控制點(diǎn)布設(shè)的總體設(shè)計(jì)是：四周及邊沿不穩(wěn)定區(qū)域密集布點(diǎn)；中間區(qū)域均勻布點(diǎn)；所有像片控制點(diǎn)必須布設(shè)在航線連接處。

圖3 一個(gè)區(qū)域的控制點(diǎn)布設(shè)方案(所有控制點(diǎn)均為平高點(diǎn))

為充分滿足1∶500航測(cè)成圖的精度，在控制點(diǎn)布設(shè)上有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①四邊的控制點(diǎn)密度很大，一般設(shè)計(jì)在300m左右；②相鄰航線要確保有連接控制點(diǎn)，中間航線點(diǎn)位間隔控制在500m左右；③在區(qū)域的四角要布設(shè)多余的控制點(diǎn)?；旧鲜鞘啄┖骄€間隔6基線布點(diǎn)，中間航線間隔10線布點(diǎn)(不抽片時(shí)基線長(zhǎng)55m)，這樣布設(shè)下來(lái)區(qū)域的控制點(diǎn)測(cè)量難度也并不大。我院在山西萬(wàn)榮縣1∶500基礎(chǔ)測(cè)繪項(xiàng)目中，采用無(wú)人飛艇搭載四拼相機(jī)，獲取縣城24km2的區(qū)域的航空影像，外業(yè)控制點(diǎn)和檢查點(diǎn)共計(jì)布設(shè)368個(gè)，外業(yè)工作量一周左右，與傳統(tǒng)大比例尺航測(cè)全野外像片控制測(cè)量工作量基本上是可以減小的。在經(jīng)過(guò)幾個(gè)測(cè)區(qū)的空三加密和立體測(cè)圖檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，實(shí)際這樣的控制點(diǎn)數(shù)量可以減少一部分，但布點(diǎn)的原則仍然不變，即周邊密集、中間均勻控制。

3.4 控制點(diǎn)的布標(biāo)攝影

由于利用無(wú)人飛艇平臺(tái)獲取的航空影像進(jìn)行像片控制測(cè)量時(shí)需要布設(shè)大量的外業(yè)控制點(diǎn)，在有些較難選取控制點(diǎn)的區(qū)域，就需要進(jìn)行布標(biāo)攝影。在航線設(shè)計(jì)完成后，將設(shè)計(jì)航線轉(zhuǎn)標(biāo)到已有的正射影像圖上，確定需要進(jìn)行布設(shè)標(biāo)志的區(qū)域，按照航線的設(shè)計(jì)參考布點(diǎn)要求布設(shè)一定數(shù)量的標(biāo)志點(diǎn)。這樣可以有效地解決控制點(diǎn)選點(diǎn)困難和精度低的問(wèn)題[3]。但實(shí)際生產(chǎn)中布標(biāo)攝影也基本上很少使用，首先是效率不高，其次時(shí)間上不夠靈活，最后關(guān)鍵是需要進(jìn)行大比例尺航測(cè)任務(wù)的區(qū)域一般都有很好的選點(diǎn)目標(biāo)。對(duì)于外業(yè)控制點(diǎn)很難選取的地方，由于目前影像的分辨率達(dá)到3cm～5cm左右，外業(yè)如果攜帶筆記本電腦協(xié)助放大影像進(jìn)行選點(diǎn)，很多小目標(biāo)都可以作為選點(diǎn)目標(biāo)，如很小的一塊草地邊角、30cm～50cm的石塊角等。

4 空三加密技術(shù)要求

4.1 空三加密軟件的選取

軟件平臺(tái)我院采用Inpho數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量軟件的MATCH-AT模塊，軟件要求提供像片的外方位元素、相機(jī)參數(shù)、相對(duì)航高等參數(shù)[4]。

4.2 全區(qū)域相對(duì)定向結(jié)果分析

相對(duì)定向點(diǎn)的提取采取全自動(dòng)的方法進(jìn)行，匹配策略：level 5 FBM、level 4 FBM、level 1 FBM三級(jí)特征匹配；level 3 LSM、level 0 LSM兩級(jí)最小二乘法匹配。最小二乘法匹配應(yīng)用核線影像搜索，同時(shí)匹配策略可以使用影像的初始外方位元素，也可以使用測(cè)區(qū)的DTM的地形信息作為影像匹配參考。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量空三加密中相對(duì)定向的作用非常關(guān)鍵，一個(gè)穩(wěn)定、可靠的相對(duì)定向結(jié)果應(yīng)具備以下條件：①整體精度高，即相對(duì)定向中誤差小，沒(méi)有殘差很大的相對(duì)定向點(diǎn)；②每張航片都均勻分布有一定數(shù)量的相對(duì)定向點(diǎn)；③每張航片必須和相鄰航線有公共的相對(duì)定向連接點(diǎn)，這一點(diǎn)是非常重要的，空三加密必須對(duì)相對(duì)定向進(jìn)行認(rèn)真檢查。如果僅僅參考相對(duì)定向中誤差和點(diǎn)的數(shù)量，則很可能會(huì)出現(xiàn)航線之間的模型連接不上，最終嚴(yán)重影響平差解算的精度。

4.3 空三加密平差解算權(quán)的選取

空三加密平差解算權(quán)的選取是加密的核心內(nèi)容之一，也是比較困難的，一般沒(méi)有特別的規(guī)定，但是控制點(diǎn)平差權(quán)的選取卻又是極其重要的，平差權(quán)設(shè)置過(guò)大會(huì)夸大誤差，加密挑粗差的難度增加，平差權(quán)設(shè)置過(guò)小則會(huì)隱藏誤差，控制點(diǎn)殘差又不真實(shí)。同時(shí)不同的加密軟件對(duì)平差權(quán)的設(shè)置也不一樣，但是所有加密平差權(quán)的設(shè)置原則是先大后小，逐級(jí)檢查。當(dāng)控制點(diǎn)殘差隨平差權(quán)的改變變化不明顯時(shí)，則加密精度趨于穩(wěn)定，并且可靠。平差權(quán)的大小是否準(zhǔn)確合理，評(píng)定的唯一標(biāo)準(zhǔn)就是將加密結(jié)果導(dǎo)入到第三方軟件下進(jìn)行立體檢測(cè)，當(dāng)模型上讀取的殘差和加密殘差大小一致時(shí)，說(shuō)明平差權(quán)的設(shè)置準(zhǔn)確合理。一般在進(jìn)行1∶500空三加密時(shí)設(shè)置的權(quán)為0.05左右，進(jìn)行1∶1000的空三加密時(shí)權(quán)設(shè)為0.1左右。

4.4 空三加密平差時(shí)相機(jī)自檢校的設(shè)置

無(wú)人飛艇或小飛機(jī)的空三加密由于相機(jī)都是非量測(cè)相機(jī)，空三加密模塊下必須選取相機(jī)自檢校模型，如在Inpho加密軟件下要設(shè)置Compute self-calibradion parameters參數(shù)，目的是消除加密區(qū)由相機(jī)產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。經(jīng)過(guò)多個(gè)加密區(qū)域的生產(chǎn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)空三加密平差時(shí)設(shè)置相機(jī)自檢校參數(shù)能夠有效減小控制點(diǎn)的殘差，尤其是高程的殘差；同時(shí)經(jīng)過(guò)后期立體模型的量測(cè)驗(yàn)證，控制點(diǎn)的殘差更真實(shí)、更準(zhǔn)確。

4.5 空三加密的精度檢查

4.5.1 相對(duì)定向精度的檢查

相對(duì)定向的精度直接關(guān)系到空三加密的穩(wěn)定性、合理性。由于目前空三加密基本上都是自動(dòng)提取連接點(diǎn)，實(shí)際部分影像同名點(diǎn)很難自動(dòng)提取，如大面積荒漠區(qū)、林區(qū)、植被覆蓋密集區(qū)，這些區(qū)域需要對(duì)相對(duì)定向結(jié)果進(jìn)行認(rèn)真的檢查和分析，人工補(bǔ)刺一些相對(duì)定向點(diǎn)，以確保航線之間連接緊密，每個(gè)像片都有足夠的航線內(nèi)部和航線間的相對(duì)定向點(diǎn)。最后相對(duì)定向中誤差一般要小于2.4μm，最大像點(diǎn)殘差不超過(guò)20μm。

4.5.2 控制點(diǎn)的轉(zhuǎn)刺及修改

像片控制點(diǎn)的轉(zhuǎn)刺是一個(gè)需要長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)積累，也是空三加密的技術(shù)難點(diǎn)之一。一般一個(gè)技術(shù)合格的加密技術(shù)人員應(yīng)具備以下條件：①熟悉外業(yè)像片控制測(cè)量人員的作業(yè)習(xí)慣；②要有豐富影像判讀能力；③要有良好的作業(yè)習(xí)慣?？杖用苄枰茖W(xué)的流程，精準(zhǔn)的分析和判斷力。一般加密轉(zhuǎn)刺控制點(diǎn)的方法是：先轉(zhuǎn)目標(biāo)明確且精度高的關(guān)鍵位置的點(diǎn)，再轉(zhuǎn)目標(biāo)不好的和位置普通的點(diǎn)。要求每轉(zhuǎn)刺一個(gè)控制點(diǎn)都要有很高的精度，需要放大到像素級(jí)進(jìn)行，同時(shí)應(yīng)輔助立體模型，盡量把上下、左右視差控制到最小。

4.5.3 平差結(jié)果的分析

在空三精度合格平差結(jié)束，將區(qū)域內(nèi)部任何一個(gè)量測(cè)控制點(diǎn)剔除后，該點(diǎn)內(nèi)業(yè)量測(cè)得到的結(jié)果和外業(yè)成果應(yīng)該是一致或接近的。高精度的、穩(wěn)定的加密結(jié)果反映在加密軟件上時(shí)，出現(xiàn)的結(jié)果是內(nèi)部所有控制點(diǎn)坐標(biāo)反算到像方坐標(biāo)位置基本準(zhǔn)確(即預(yù)測(cè)位置準(zhǔn)確)，這時(shí)說(shuō)明空三加密基本趨于穩(wěn)定、可靠?？杖葯z查可以在測(cè)圖工序或DTM編輯時(shí)導(dǎo)入控制點(diǎn)和檢查點(diǎn)進(jìn)行立體量測(cè)檢查。空三加密平差結(jié)果一般控制在規(guī)范要求中誤差的1/3，最大殘差可以接近中誤差值，如1∶500平地空三加密基本上平面和高程中誤差小于0.08m，控制點(diǎn)最大殘差小于0.25m。

5 數(shù)字正射影像圖制作的技術(shù)特點(diǎn)

無(wú)人飛艇平臺(tái)正射影像的制作難度很高，首先是DEM數(shù)據(jù)的立體編輯工作量明顯增加，主要原因是立體模型的數(shù)量增大；飛行過(guò)程中多余的影像比較多，飛艇航攝設(shè)計(jì)由于相對(duì)航高很低，像片的航向重疊度必須很大，這樣就造成影像制作過(guò)程立體模型數(shù)量大幅增加。要求DEM編輯需要全區(qū)域整體編輯，同時(shí)要求立體模型能夠自動(dòng)切換。

無(wú)人飛艇平臺(tái)正射影像制作的困難之二是像對(duì)拼接線編輯工作量也很大，同樣是因?yàn)槎嘤嘤跋癖容^多造成的。拼接線的編輯要求必須軟件能夠?qū)崟r(shí)在線顯示編輯結(jié)果，拼接線改變后影像拼接結(jié)果能夠?qū)崟r(shí)顯示，這樣拼接線的編輯就不會(huì)返工。

無(wú)人飛艇平臺(tái)正射影像制作的最大困難是如何綜合解決影像投影差大造成的大量影像相互壓蓋問(wèn)題。由于無(wú)人飛艇的飛行高度在200m～300m之間，一些20m～100m的高層建筑的投影差就非常大，如果要獲取可視效果好、影像壓蓋合理正射影像，則需要編輯的工作量很大，這就要求拼接軟件具備正射影像局部修補(bǔ)功能，如果轉(zhuǎn)到第三方軟件下再處理則會(huì)相當(dāng)麻煩。

6 無(wú)人飛艇存在的問(wèn)題及改進(jìn)技術(shù)措施

6.1 無(wú)人飛艇的飛行效率需大幅提高

目前無(wú)人飛艇的推進(jìn)系統(tǒng)功率、飛艇的載重能力、續(xù)航能力、抗風(fēng)力都很有限，技術(shù)裝備需要不斷改進(jìn)，這樣無(wú)人飛艇平臺(tái)進(jìn)行大比例尺成圖才能有更大、更廣泛的應(yīng)用。

6.2 提高DOM生產(chǎn)精度的技術(shù)措施

由于無(wú)人飛艇的飛行高度很低，通常只有200m～300m左右，造成偏離影像中心的地物投影差很大，在生產(chǎn)正射影像時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)房屋的相互壓蓋，高大建筑物壓蓋道路的情況，這樣的正射影像使用起來(lái)很不方便，很難用作外業(yè)調(diào)繪的工作底圖。為提高正射影像精度，減小高大建筑物的壓蓋問(wèn)題，則采取不抽片進(jìn)行空三加密，影像糾正采取片片糾正，盡量使用投影中心的影像參與拼接。

6.3 確保數(shù)字地形圖生產(chǎn)平面精度的技術(shù)措施

無(wú)人飛艇獲取的影像在遠(yuǎn)離投影中心的時(shí)候變形較大，平面精度會(huì)差一些，這樣一般采取隔片建立立體像對(duì)，每個(gè)立體像對(duì)都不在邊沿進(jìn)行立體采集(可在立體測(cè)圖中設(shè)置余20%重疊區(qū)域就換像對(duì))。這樣測(cè)圖始終使用像片中心區(qū)域，就能更好地確保立體測(cè)圖的平面精度。

6.4 確保數(shù)字地形圖高程精度的技術(shù)措施

在建立立體像對(duì)進(jìn)行測(cè)圖時(shí)，無(wú)人飛艇的像對(duì)重疊度很大(一般不抽片有85%)，這樣產(chǎn)生的結(jié)果是測(cè)圖模型的基高比不大，一般只有0.25左右?；谶@種情況本文采取抽片建立立體像對(duì)進(jìn)行各類(lèi)要素的提取，但實(shí)際生產(chǎn)中也發(fā)現(xiàn)抽片后一些超高層建筑物立體下不完整，出現(xiàn)漏洞，這樣還是要添加不抽片的模型進(jìn)行量測(cè)。為了保證測(cè)區(qū)的高程精度能夠符合規(guī)范要求，建議還是航攝時(shí)控制好影像的曝光間距，可將影像曝光的實(shí)地間距控制在相對(duì)航高1/4左右(曝光間距55m)，則抽片后的模型基高比就可以達(dá)到0.5左右，有利于測(cè)圖高程精度的提高。

7 結(jié)束語(yǔ)

我院在2013年5月～10月，利用無(wú)人飛艇平臺(tái)完成了山西省運(yùn)城市10個(gè)縣約350km2的航空攝影，目前已經(jīng)完成各縣像片控制測(cè)量、內(nèi)業(yè)空三加密，累計(jì)處理無(wú)人飛艇影像3萬(wàn)余張。其中外業(yè)像片控制測(cè)量均采用區(qū)域網(wǎng)法布點(diǎn)，空三加密控制點(diǎn)的平面中誤差能夠控制在0.07m，高程中誤差能夠控制在0.08m；外業(yè)檢查平面高程中誤差均達(dá)到規(guī)范要求，且高程精度優(yōu)于平面精度。成果數(shù)據(jù)已經(jīng)通過(guò)省級(jí)質(zhì)檢部門(mén)的驗(yàn)收，精度完全滿足規(guī)范要求。

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