摘要：本文对ADS40航空摄影系统进行简单的介绍和与传统的航测法生产数字线划图相比较采用ADS40航摄的优势，介绍采用ADS40航飞生产大比例尺地形图流程以及对某些工序做进一步的阐述，并对同一地区采用不同航摄仪生产同种比例尺地形图在数学精度方面进行比较和分析。
关键词：ADS40,优势,流程,工序,精度
1 ADS40概述
1.1 ADS40 航空摄影测量系统简介
ADS40是徕卡公司率先推出一种集成POS的高分辨率机载三线阵推扫型数码航空摄影测量系统。该系统由以上几部分组成，如图1。该系统CU40中集成了GPS接收机和用于定位与定向POS系统，POS系统通过对IMU数据和GPS数据的实时处理，保证了飞机的平稳平飞行，同时为后来影像的外方位元素的提供了高精度的初始值。IMU集成在 SH40镜头上，PAV30可以实时接受POS系统的修正。为控制、协调、监视各个独立部件的运行，ADS40还提供了图形化的飞行控制管理系统FCMS，大大减轻了用户正确操作传感器的压力。
图 1
ADS40航空摄影测量系统能够同角度同时获取5个波段(R，G，B，IR，PAN)专业的影像来满足航测成图与遥感应用需求，其中RGB为真彩色波段、IR为近红外波段，PAN为全色波段。该系统还能够同时获取前视、中视、后视100%重叠的连续无缝的地面影像，以及具有相同分辨率三个全色波段与四个多光谱波段数字影像。
1.2 与传统的航测法成图相比较采用ADS40成图的主要优势
1.2.1影像质量更高
由于在飞行过程中，利用GPS/IMU联合制导，使得航高、航线弯曲度等得到很好的控制，保证了飞行质量，基座的补偿装置也有效抑制了旋偏角及俯仰角;同时6.5 mm × 6.5 mm的CCD像元保证了数字影像的高清晰质量。
1.2.2 更大的航向重叠和可视区域
ADS40三线阵推扫式摄影测量系统同时获取前视角度28°、下视0°以及后视角度14°的三个视角的影像，而且是连续成像，因此在航向形成200%的重叠，在下视通道近似正射的成像方式，有效避免了地物的相互遮挡，因此在数据立体采集时有更多的选择构成立体相对，以便于相互补充。
1.2.3 影响成果精度环节减少
ADS40直接获取的数字影像，较传统模拟航飞避免了相片扫描环节的误差，更重要的是引进了GPS/IMU辅助航空摄影，减少了外业控制测量的数量，提高影像数据源的精度。同时在影像后处理上引入了该地区大地水准面精化模型，因此在高程精度上与传统航测法成图有一个较大的提高。
1.2.4 更高的工作效率
ADS40航飞是获取是以整条航带为单位的数字影像，经过空三加密后，经过一定数量的像控点检查后，即可进行立体采集，节省了大量的常规摄影测量需要进行大量像控点测量的时间。同时，由于影像是以行带为单位，因此在后续立体测图中避免了频繁更换像对的工作，大大提高了立体测图效率。
2 采用ADS40影像生产大比例尺地形图流程及部分工序介绍
2.1生产的一般流程
利用ADS40生产大比例尺地形图涉及到影像数据的获取、处理以及利用空三影像模型生产矢量线划数据，利用矢量线划数据制作成调绘底图进行外业调绘，最后依据调绘底图再进行编辑形成最终成果——数字线划图，具体流程如图2。
图2
2.2生产流程中部分工序介绍
2.2.1像控点及检查点测量工序
ADS40像控点作用主要用于空三加密完成后，由WGS84坐标系向国家(或地方)坐标系的转化;检查点主要作用空三加密后的整个航线数据进行质量评定。
像控点的布设要求在每个加密区四周和中心各布设一个像控点即可。对于区域网内航线间有凸凹变化的，需要在变换处再布设一个像控点。在空三加密中由于ADS40像控点加点是在单片平面环境下进行的，为了避免由于平面位置变化而使高程出现较大的变化，选点时尽量避开高程变化锐利而影像变化相对平缓的区域。
检查点的布设根据航线的长度布设1～2个检查点，相邻航线之间以品字形排列。检查点的点位选择要求影像清晰的地物折角顶点处，要求该点位于平坦区域，如球场线、道路斑马线、平房角等。
在利用ADS40航摄影像进行加密时，对像控点和检查点的布设不同于传统的像控点和检查点布设要求严格，保证点位精度即可。
2.2.2空三加密工序
Orima(空中三角测量加密系统)是Leica公司针对ADS40航空影像推出空三加密软件，通过对自动连接点的逐级剔出，达到规定要求，加入外业控制点和引入大地水准面精化成果，平差计算，输出改正后的ODF文件。Orima数据管理是基于工程项目的数据管理结构，数据存储在工程目录中，目录与工程文件具有相同位置。空三加密计算对各项指标的限差要求如下表1：
空三加密各项指标评定表 表1
2.2.3内业立体矢量采集工序
ADS40的立体采集与传统的不一样，不再需要做像片内定向、相对定向及绝对定向，直接引用坐标系文件和大地水准面精化成果，读取影像数据立体测图。Leica Photogrammetry Suite(简称LPS)是徕卡推出的新一代航空数字摄影测量软件，它可以对ADS40数据、Quick Bird数据、传统框幅式相机的数据进行处理，也可以对传统框幅式航片进行空三加密。在ADS40方面主要应用在工程的创建和DEM提取，通过LPS进入立体测图。目前，国内能够对ADS40数据进行立体测图的软件有：MapMatrix 2006、VirtuoZo for ADS40等。
2.2.4外业检测矢量数据数学精度工序
由于采用ADS40航摄方法进行大面积生产大比例尺地形图，到目前为止，在国内只有某个副省级城市从2008年开始，利用ADS40在市域内生产1：500比例尺地形图约1200Km2，生产1：2000比例尺地形图约2500Km2。为了保证空三加密成果的数学精度，需要在大量开展内业立体矢量采集工序作业之前，需要对每个加密区内的每条行带的首尾以及中间部分进行外业实地精度检测。通过对同名地物点外业实地采集坐标和空三立体模型下采集的坐标进行平面和高程方面的比对，以外业采集点坐标为真值，按照高于相应比例尺地物点精度要求的标准评价空三加密成果。
3 与传统航摄法成图精度比较
以某市统一地区采用常规航测法和ADS40航摄分别生产的1：500比例尺地形图为例，从平面位置绝对精度、高程精度和平面位置间距精度三个方面对该地区1：500比例尺地形图进行精度检测。
3.1 实例说明
该地区分别于2005年采用RC30和2008年采用ADS40进行数码航空摄影，具体情况如下表2。
摄影料情况表 表2
3.2检查情况及结果分析
3.2.1检查方法
平面位置绝对精度采用全站仪极坐标法外业采集地物点坐标，高程精度采用全站仪三角高程或直接水准或GPS-RTK的方法采集地面高程，间距精度采用外业随机量取邻近地物点间距的方法，与用RC30和 ADS40两种航摄影像生产的数字线化图上同名点坐标、高程和间距相比较，以评定用不同航摄仪影像生产的地形图的精度指标。
3.2.2检查情况与分析
检测样本所在区域为该市的主城区，按照1：500比例尺此类地区成图精度要求：图上地物点相对于邻近平面控制点的点位中误差不大于图上±0.5mm，相邻地物点的间距中误差不大于图上±0.4mm;建筑区和平坦地区的高程注记点相对于邻近图根点的高程中误差不大于±0.15m。
在该区域内共检测了40个平面位置点，其中房角点31个，电杆9点;高程点检测了50个，这些点都分布在道路和有硬铺装的地面上;间距量测了40条边。具体情况如下表3。
各项精度统计表 表3
从表3中，可以看出在利用RC30和ADS40摄影仪进行航摄生产大比例地形图在精度方面并没有明显的区别，尤其是高程精度方面在大比例尺地形图生产中并没有体现出明显的优势。经分析，影响大比例尺数字线划图最终成果精度的因素很多，如：RC30的外业像控点精度、ADS40所使用的IMU精度以及稳定性和可靠性、内业立体采集误差、外业调绘中量测各种数据的精度都将影响到成果的总体精度。
4 结 语
ADS40数字航摄仪在提高生产效率方面较传统航空摄影有着明显优势，同时，随着我国大地水准面精化工作进一步深入，国产化软件的开发和完善，ADS40必将在大比例尺成图方面有着更加广泛的应用。
在ADS40高程精度方面的优势，笔者还要进一步在中小比例尺方面做进一步的试验和总结。
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