大比尺数字化航测成图系统的相关技术探讨

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第27卷第3期苏州大学学报(工科版)VoI_27No．32007年6月JoI瓜NALOFSUZHOUUNIVERSITY(ENGINEERINGSCIENCEEDITION]un．2007文章编号：1673—047X(2007)03—0056—05大比例尺数字化航测成图系统的相关技术探讨钱毅湘(苏州大学计算机科学与技术学院，江苏苏州215021)摘要：概述了目前大比例尺数字化地形图测绘的现状；分析了实现大比例尺数字化航测成图系统的相关技术；引入了基于时间序列分析的系统误差修正方法，分析了直接从航测影像获取地形信息的基本方法。关键词：影像纠正

2、；影像匹配；时间序列分析中图分类号：TP75文献标识码：A0引言大比例尺地形图作为城市基础地理信息系统主要的空间基础数据，在城市规划管理、可持续发展研究、交通、社会与公众服务等众多领域都有着十分重要的作用。传统的测量方法需要测量人员在野外进行长期和大量的测量工作，测绘人员的工作特点可以用三个字概括：苦、累、繁。20世纪初，飞机的出现使得人们可以从空中获取直观的地物影像，因而产生了航空摄影测量。当前计算机技术的迅猛发展使普及型计算机也能拥有强大的计算机处理能力和越来越大的存储容量，这为全数字化摄影测量系统替代传统测量方法提供了设备保障。摄影测量的全数字化处理就是要用自动化或半自动化的方式从

3、数字化航摄影像中获取所摄对象的地形信息。实现摄影测量的全数字化处理需要涉及到多个学科的知识，包括计算机视觉的理论和方法、计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等。本文给出了一种适用于城市的大比例尺影像纠正方法，并讨论基于该纠正方法的数字化航空摄影测量的相关技术。1大比例尺数字化地形图测绘现状及分析大比例尺数字化地形图测绘主要的方法有全野化数字化测图、航空摄影测量等。1．1全野外数字化测图在野外利用全站仪实地测量，用数字化方式记录采集到的地形数据并绘制地形草图，在室内将数字化的地形数据自动传输给计算机，利用相关的软件进行包括图幅的管理、等高线的生成、图形的编辑、图廊整饰与按边处理、数

4、据格式转换等的地形数据处理工作，最后输出或存储最终的数字地形成果。全野外数字化测图方式在大比例尺测图中正逐渐被广泛使用。1．2航空摄影测量由于摄影取得的影像信息能够真实和详尽地记录摄影瞬间的地物形态，具有良好的量测精度和判读性能，航空摄影测量是目前大中城市获得大比例尺地形图的主要途径。利用飞机从空中获取测区的航摄像片，在野外进行实地像片联测和调绘以获得测像控制点的坐标及高程和相关地物的情况，然后利用专业航测仪器或航测数字化软件从航拍影像中得到地形信息并形成相关的数字地形成果。通过航空摄影测量制作的大收稿日期：2006—11—30作者简介：钱毅湘(1974一)，女，讲师，主要研究方向为计算

5、机图形图像处理。维普资讯http://www.cqvip.com第27卷钱毅湘：大比例尺数字化航测成图系统的相关技术探讨57比例尺地形图直观、真实、相对精度较高而且可以大大减少野外测量工作，提高成图效益。但是现有的航测数字化软件对成图精度要求较高的1：1000、1：500测图，其精度低于常规的白纸测图精度_1J。1．3白纸测图内业数字化主要通过常规方式生产白纸地形图或利用原有的地形图资料，然后通过数字化仪或扫描仪配上数字化软件将地形图矢量化生成电子地图，它是常规白纸测图向数字化测图转换时期自然形成的一种过渡性的生产方式。白纸测图内业数字化优点在于对作业员素质要求不高，生产成本及设备投入成

6、本低，能最大限度地利用原有的地形图资料。这种方法的缺陷在于精度较低。2数字化航测成图技术2．1概述随着计算机特别是笔记本电脑的普及和计算机存储容量的加大及速度的加快，全数字化成图必将全面地替代传统和过渡性的测图方法。航空像片具有信息量大，反映物体细致客观、测图速度快、精度均匀、效率高等特点。全数字型的摄影测量系统是指从影像数据的完全数字化到数据的存储、处理、管理、成果输出全部集成在一个计算机系统中，可将大量的野外测绘工作移到室内，大大减轻了测绘人员的劳动强度。2．2影像纠正因摄影材料的变形、摄影物镜畸变、大气折光、地球曲率、飞行摇摆引起的像片倾斜、飞行时间差、坐标系统转换、比例尺畸变等因

7、素，航摄影像中像点存在畸变，要选择合适的方法改正这些畸变，然后才能从影像中直接获得准确的地形信息。畸变改正的方法有：根据不同的误差因素分别改正、多项式改正、基于时间序列分析的改正。原始影像经过畸变改正后即可作为中心投影的水平影像来使用。2．1．1根据不同的误差因素分别改正分析各种畸变原因，根据基本几何关系使用相应的变形公式逐项纠正。畸变内容和纠正方式如下[2]：·比例尺畸变：知道比例尺即可改正。·歪斜畸变：经一次方程变换即可改正。·