浅析全数字化摄影测量

　　摘要：本文首先简要介绍数字化摄影测量的一些相关内容和概念，然后结合VirtuoZo.NT版数字摄影软件对航测地形图成图的内业数据处理步骤进行具体说明。
　　关键词：数字化摄影测量，地形图，内业数据处理
　　一、数字化摄影测量
　　a.内定向:在立体测图仪上的内定向,是通过严格的装片来实现的,即使用对点器―一种精巧的放大镜,分别地将涤纶像片上的框标精确对准承片盘上的相应框标.从而就实现了恢复像片内方位元素.
　　b.相对定向:对于模拟型立体测图仪,包括机助测图系统,立体像片对的相对定向,是通过左右像片车架的空间运动来实现的,以便消除立体模型内各点的上下视差,从而实现恢复立体像对左右片在摄影瞬间的相对空间方位.
　　c.绝对定向:传统的模拟立体测图仪绝对定向,通常分成高程置平和平面对点两个步骤来完成的.立体模型的绝对定向,通常需要6个已知平高定向点,至少应有4个平高点.
　　d.地物采集:作业人员在完成立体模型的绝对定向后,需经专职质量检查人员联机检查,确认精度符合要求后,方可进行地物采集。同时采集的数据还应加上地物属性,以方便于同GIS建立接口.为了便于在采集和编辑中明显地区分不同的地物,各种现状地物通常赋予相应的颜色.
　　e.地貌采集:在传统的模拟测图中，包括机助测图中，地貌采集是由等高线描绘和注记高程点两个部分组成的。高程注记点，一般选在明显地物点和地形点上，依据地形类别及地物点和地形点的多少，其密度规范规定图上每10cm×10cm为5―20个点。
　　f.原图编辑:地形原图编辑包括，对原图中地物地貌表示不合理之处的处理，相邻图幅的接边处理，以及道路、河流、街道等名称的注记。
　　g.原图打印:对于数字化测图，在经过图形编辑和审校后，可直接利用高精度绘图机绘制线划地形图，还可用磁介质提供数字地形图产品。
　　h.外业补测、补调:对于航摄漏洞，像片在摄影时被烟云遮盖或地物为阴影所遮挡部分，以及城镇大比例尺测图中量注屋檐等，均须实地进行补充调绘和地面测绘。在这种情况下，尚需进行二次编辑。
　　二:利用VirtuoZoNT进行内业测图的作业流程
　　1．数字影像输入：航空影像通过高精度专用扫描仪将其数字化，得到以二维像元灰度矩阵表示的数字影像。
　　2．自动空中三角测量：自动空中三角测量，包括自动内定向，自动选点与转刺，自动相对定向，半自动控制点量测，区域网平差解算全区加密点地面坐标，以及自动建立测区内各立体像片对的相关参数。自动内定向是在数字摄影测量中，自动内定向是指框标的自动识别和定位。从而实现恢复单张像片的内方位元素。半自动控制点量测控制点的半自动量测方法是，对照外业刺点像片上控制点的位置，在左（右）数字影像上准确标识其点位，由影像匹配自动确定控制点在另一影像中的同名点。自检校光束法区域网平差，如PAT-B，在理论上是最严密的算法，也是加密精度最高的方法。它可以通过附加参数自动补赏系统误差，自动剔除粗差，进行机载GPS定位数据联合平差。
　　3．数字影像的定向：如果预先作了自动空中三角测量，则在DEM提取、正射影像纠正或地物采集前，均不需重做影像的内定向、相对定向、绝对定向，相应的定向参数可直接由自动空三生成的结果文件中取得，大大简化了定向作业过程，可明显提高生产效率。
　　4．生成核线影像：生成核线影像，就是将原始数字影像重新按核线方向，逐条核线进行排列，形成按核线排列的立体影像。当模型完成了相对定向后，就可以进行核线影像排列。
　　５.预处理：在自动影像匹配之前，可以在立体模型中量测一部分特征线（山脊线、山谷线、陡坎、断裂线等），特征点（山顶、鞍部点、变坡点等），特征面（湖面、阴影区、林区边界等），作为自动影像匹配的控制。经过上述的预处理，可以明显改善影像匹配的效果。对于大比例尺测图，预处理是很重要的。
　　6．影像匹配：影像匹配，是沿核线进行一维影像匹配，自动确定同名点。影像匹配采用金字塔影像数据结构，基于跨接法的整体影像匹配。VirtuoZoNT能以每秒500个点的速度，自动匹配出成千上万各同名点。
　　7．匹配结果的编辑：在影像自动匹配完成后，系统根据相关系数对匹配结果进行统计分类，并以绿、黄、红三种区域，表示影像匹配较好、一般、较差，当然这只能作为衡量匹配结果的参考。在立体模型中通过显示匹配后同名点的视差（左右视差）断面或等视差曲线，可以发现粗差，显示出系统认为不可靠的点。
　　8．提取：在完成绝对定向和匹配编辑后，根据编辑后的影像匹配结果（视差数据），定向结果参数及给定用于建立DEM的参数等，利用移动曲面拟合法，自动内插生成不规则格网的DTM（影像上规则视差格网投影于地面坐标系），以及规则格网的DEM，即数字高程模型。在生成单个数字高程模型后，再将单个模型的DEM拼接起来，建立图幅DEM，也可采用多模型的批处理方式进行。
　　9.数字正射影像纠正：当DEM建立后，可进行正射影像的生成。首先逐个模型进行影像的正射纠正。测区的所有单模型处理完后，多影像的拼接工作，将在影像镶嵌中进行。
　　10.等高线生成：在建立了DEM后，可自动进行等高线的生成。首先需输入测区的等高线参数，包括等高线数据文件名，记曲线间隔，等高线宽度，等高线注记字高等。当等高线生成后，可以显示当前模型的等高线全貌，也可以进行局部窗口放大检查。
　　11.等高线与正射影像叠合：等高线和正射影像分别生成以后，可将等高线叠合到正射影像上，获得带等高线的影像地形图。镶嵌的等高线与镶嵌的正射影像的叠合，将在影像镶嵌中进行。
　　12．DEM拼接和正射影像镶嵌：VirtuoZoNT系统可对多个影像模型进行DEM拼接，对正射影像、等高线影像、等高线叠合正射影像进行镶嵌。其拼接或镶嵌的作业流程如下：
　　（１）建立/选择多影像模型的相关文件（２）输入拼接或镶嵌的参数（３）选择拼接或镶嵌的范围（４）自动拼接或镶嵌
　　13.地物测绘：地物测绘也称数字测图，通常是基于数字立体影像，按类似于解析测图仪的作业方式，人工交互式地分类测绘各种地物要素，辅以房屋、道路等线状地物的半自动提取，生成数字线划图或矢量图。测绘地物的立体观测方式，有如下几种模式：立体眼镜、立体反光镜、正射影像测图。
　　14．地图编辑：是指对采集的原图中地物地貌表示不合理之处进行必要的处理，相邻图幅的接边处理，以及道路、河流、街道等名称的注记。
　　15.地图整饰和输出:对于数字化测图，在经过图形编辑和审校后，可进行地图分幅和图廓整饰，直接利用高精度绘图机绘制线划地形图、正射影像图、影像地图，还可用磁介质提供数字地图产品。
　　参考文献:1、航空与航天摄影技作者:韩玲//李斌//顾俊凯//杨淑静出版社：武汉大学
　　2、摄影与遥感概论作者：李德仁出版社：中国地图出版社