快速有效的提取圖像的特征點并進行匹配，是航空攝影測量中的關鍵技術之一，也是計算機視覺中的一個重要問題，至今仍未得到徹底解決。為配合某道路交通改善工程。改善道路的安全標準。 某地政府計劃全面重建某高速公路。 沿該公路所有受影響的天然斜坡，人造斜坡及擋土墻都將做詳細勘察" 并進行有關的道路和斜坡改造工程，道路全長大約17km任務工期3個月。由于該條道路沿彎曲的海岸線而建，起伏不斷，開挖大量山坡并建造不少暗渠和橋梁，使得斜坡的坡度大，如何安全、高效地完成此次測量任務成為該項目的一個難點。

　　1、航空攝影測量的發(fā)展
　　1.1、發(fā)展歷程
　　20世紀50年代初，攝影測量工作者著手研究如何利用各種輔助數(shù)據以減少地面控制點，但限于當時的技術條件未能實際應用。到了70年代，美國GPS全球定位系統(tǒng)出現(xiàn)以后，人們開始采用載波相位差分GPS動態(tài)定位技術來確定航空攝影瞬間攝站的空間位置（即像片的3個外方位線元素），利用其進行空中三角測量（簡稱GPS輔助空中三角測量）可使攝影測量作業(yè)大量減少地面控制點、縮短航測成圖周期、降低生產成本，引發(fā)了攝影測量一場小小的技術革命。然而，GPS輔助空中三角測量的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在大區(qū)域、中小比例尺、困難地區(qū)的航空攝影測量作業(yè)中，對于帶狀區(qū)域、城區(qū)大比例尺測圖的應用并不具有明顯的優(yōu)勢。進入90年代后，人們又開始研究采用GPS／INS組合系統(tǒng)（簡稱POS系統(tǒng)）來獲取航空攝影時影像的空間方位（即利用GPS確定攝站的空間位置，利用IMU慣性測量裝置獲取影像的姿態(tài)角），以直接用于航測內業(yè)的像片定向，目的是取代攝影測量加密工序。

　　1.2、應用展望
　　由符合規(guī)范精度要求的攝影測量加密方法獲取的影像外方位元素可以直接用于影像的定向以構建立體模型進行4D產品的生產，而由POS系統(tǒng)提供的影像外方位元素帶有較大的誤差，目前還難以直接用于攝影測量中提取三維空間信息。在當今這個許多工作可以由計算機自動完成的數(shù)字攝影測量時代，3種攝影測量模式并存，航攝影像的定向手段越來越多，并且逐步擺脫了地面控制點的束縛，這使得攝影測量作業(yè)變得愈來愈簡單。總體看來，常規(guī)攝影測量加密是一種技術最為成熟、應用范圍最廣的影像定向參數(shù)獲取方法，依然是攝影測量作業(yè)的主體；GPS輔助空中三角測量是一種易于操作且比較經濟的方法，國內制定了相應的作業(yè)規(guī)范；POS直接傳感器定向是航空攝影測量重要的發(fā)展方向之一，技術日臻成熟。就基礎地理信息的獲取而言，應充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，因地制宜，采用最佳的技術方案，以獲取最大的經濟效益。在交通便利、地勢平坦地區(qū)的大比例尺地形測圖中應以常規(guī)攝影測量方法為主；在困難地區(qū)、無圖區(qū)或者人員不能通達地區(qū)，可采用無地面控制GPS航空攝影測量技術來獲取基礎地理信息和測制國家基本圖；在正射影像圖制作、小范圍的4D產品更新等應用中可采用POS航空攝影測量方法。然而，在城市大比例尺測圖、機載激光雷達、數(shù)字航空攝影等領域，POS系統(tǒng)具有廣闊的應用前景。我們應盡快完善POS系統(tǒng)與其他傳感器的集成技術，加大應用試驗力度，充分發(fā)揮多傳感器集成的航空遙感平臺的作用，為經濟、快速的地球空間信息獲取提供技術支撐。

　　2、航空攝影測量作業(yè)要求
　　2.1、航空攝影
　　在現(xiàn)代航空攝影測量中，為了提高影像獲取的質量，除對航攝儀加裝飛行控制系統(tǒng)（如ASCOT、CCNS4、Track Air等系統(tǒng)）外，當采用GPS航空攝影測量時，還需要將動態(tài)GPS接收機與航攝儀固聯(lián)；當采用DGPS／IMU航空攝影測量時，要在航攝儀上安裝POS系統(tǒng)。

　　2.2、地面控制
　　在數(shù)字攝影測量工作站中，攝影測量加密均采用理論嚴密的光束法區(qū)域網平差，但對不同的攝影測量模式需要采用不同地面控制方案，以獲得最佳的加密點坐標和像片外方位元素。

　　2.3、內業(yè)測繪
　　理論上講，獲得了影像精確外方位元素以后，可采取安置影像外方位元素的方法來建立可量測的立體模型（模型恢復），再采用影像匹配技術識別同名像點，以完成地形和地物的自動測繪。然而，現(xiàn)行的4D產品生產中，一般按照單片內定向→像對相對定向一單模型絕對定向→立體模型測繪的流程進行作業(yè)，僅僅是在DGPS／IMU航空攝影測量之直接對地目標定位方法中探討如何利用POS系統(tǒng)獲取的影像定向參數(shù)進行模型恢復的有關理論和方法。

　　3、航空攝影測量數(shù)據的獲取
　　為了消除誤差對最終數(shù)據的影響，航空攝影測量的像控點布設，采用平高全野外布點，每張像片布設6個定向點。由于該區(qū)域位于山坡，并且進入困難，水準測量的難度大，并且考慮到該地已經建立了高精度的衛(wèi)星定位參考站，所以平面、高程全部采用測量完成。

　　3.1、像片控制測量
　　像片控制測量使用2臺TOPCON LEGACY-H雙頻GPS，利用GPS參考站網，采用靜態(tài)測量的方式進行，觀測時間不低于30分鐘。由于該地參考站之間的距離約為10~15km這樣的分布保證用戶在10km的半徑之內至少能找到2個參考站供測量使用，這樣的分布為測量定位提供了冗余基線，以作為獨立檢核和質量評定。根據GPS參考站網的情況，我們采用了7個參考站進行平差解算，解算最弱點的平面誤差為6.53cm，最弱點的高程誤差為5.34cm。

　　3.2、數(shù)據采集
　　數(shù)據采集使用SSK全數(shù)字攝影測量工作站，采用相同的放大倍率進行數(shù)據的采集，采集使用單點切準的方式進行，以保證相對精度的穩(wěn)定。對于影像不清或者遮蓋的區(qū)域不進行采集，以避免精度的不一致對整個工程的影響。

　　3.3、地面測量
　　對于用地面測量的方法檢驗航空攝影測量的數(shù)據是否滿足要求，我們設計了兩步檢查法。第一步：采用地面測量的方法測量明顯地物點和道路要素中的斜坡底（頂 ）同時盡量以較大的間距采集車道標志線的數(shù)據（實驗區(qū)域定為50cm，采集一個點） 而后利用地面測量的數(shù)據與航空攝影測量的數(shù)據比對，首先檢驗航空攝影測量的精度，再利用檢驗的數(shù)據對航空攝影測量的數(shù)據進行改正。第二步： 利用夜間封路的時間對實驗區(qū)段進行全面施測，測量要求完全按照工程的要求進行，而后與改正后的數(shù)據進行全面的比對與分析，檢測經過改正后的航空攝影測量數(shù)據是否符合任務的要求。

　　整個地面測量工作使用LEICA TCR1102全站儀進行，實驗區(qū)段根據航空攝影測量的情況， 在目標良好的區(qū)域和相對有遮蓋的區(qū)域各選擇了一段。第一步檢測投入2個地面測量組，共采集了2000多個點，通過比對分析發(fā)現(xiàn)如下幾個特征：
　?。?）明顯地物點的平面平均較差約為0.15m，最大0.24m，高程平均較差約為0.12m，最大0.21m。
　　（2）道路行車線以及斜坡底線高程的較差約為0.11m，因為施測位置無法完全重合，距離有遠近，所以未確定最大較差。
　　第二步檢測投入2個地面測量組,利用夜間封路的時間對道路要素進行了全要素測量，斜坡要素，水系要素暫時未做測量，共進行了1個夜晚，完成了2段總共約1.3km的道路測量，共采集大約800個道路高程點，通過比對發(fā)現(xiàn)如下幾個特征：
　?。?）對于道路行車線以及斜坡底線的高程平均較差，約為0.04m最大值為0.11m。
　?。?）中央隔離墩的平均較差約為0.06m最大值為0.19m。
　?。?）道路要素的總體平均誤差約為0.05m。
　　通過以上分析，我們認為實驗的效果比較理想。通過地面的檢校，整個道路要素的高程精度大約提高了一倍，可以滿足整個任務的要求，整個方法是可行的。

　　結束語
　　近年來航空攝影測量技術發(fā)展迅速，在科研與生活中應用廣泛。其目標是對地面進行快速準確的量測與重建，通過尋找序列圖像的同名像點，并依據褶火理論與公式計算空間點坐標許實現(xiàn)三維重建等任務，其中特征點提取與匹配已是關鍵技術之一。

猜你喜歡：

數(shù)字攝影測量技術在構建數(shù)字城市的應用

地面攝影測量在變形監(jiān)測中的精度分析

版權聲明：文章來源于網絡，登載此文出于傳遞更多信息之目的，版權歸原作者及刊載媒體所有，如本文中圖片或文字侵犯您的權益，請聯(lián)系我們。