ADS80航空摄影测量系统的特点与应用.pdf
陈雷
摘 要：本文论述了运用ADS80航摄数字化图像的科技的特征，浅显的向大家陈述了运用ADS80航摄影像在葫芦岛1：500大比例尺地形图航空勘测图像过程当中的立体测图的科技应用。
关键词：ADS80；数字摄影测量；立体测图；航测
中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）10-0145-02
ADS80数码摄影测量系统是当下最为先进的推扫式机载数字航空摄影测量系统。该航摄系统是由瑞士的LH公司和德国宇航中心DLR联合研制，采用航天传感器12000像元三线阵扫描原理，可同时获得前视、底点、后视，具有100%三度重叠、连续无缝的地面立体影像。航摄仪系统集成了CUS6 IMU、GPS设备，采用POS、GPS精确导航定位定姿，为后续成果加工提供必需数据。运用ADS80系统能够在不需要外业像控测量就可以直接进行加密和测图，不仅大大减少了外业测量工作，更可以提高工作效率，将图像的工期减少，降低了整个测绘工程的成本。
1 运用ADS80航摄影立体测图的特征
1.1 ADS80推扫式影像测图的特征
（1）ADS80获取的推扫式条带影像的变形小，变形方向一致，相当于传统的框幅式数码航摄相机的多镜头共中心或虚拟中心投影方式更适合于立体测图。（2）利用条带影像进行测图作业，航线内无需更换像对和定向，避免了框幅式影像频繁更换像对所带来的多次定向和地物接边，提高了测图的精度和效率，也提高了质量检查的效率。（3）多名作业员可同时在一个条带影像上进行测图作业，可采用分区或按地物类型进行矢量数据采集的方式进行生产组织安排，方便生产调度和数据集成。
1.2 ADS80三个角度影像获取方式测图特征
（1）ADS80同时获取三个角度100%重叠的连续影像最大基高比为0.76，而运用传统的比较成熟的航摄相机RC30的88毫米镜头获取的影像的基高比为1.05，152毫米的基高比为0.61。完全可以满足立体测图对高程量测的要求。（2）ADS80可同时获取16°、25°、41°三个角度100%重叠的连续条带影像，其全色影像可分别构成“前视-底视、前视-后视、后视-底视”等三重立体，若采用多重立体匹配技术，可有效剔除粗差，提高影像匹配精度。（3）ADS80在同一地点同时获取前视、底视、后视三个不同角度的，并可再后期数据处理时采用叠加镶嵌的方法避开因地面或水体反光在影像上形成的反光点或反光条带，也可避开航摄飞机自身的阴影。可以有效解决测区周边水域反光问题。
1.3 ADS80影像空三加密测图特征
（1）由于集成了IMU/GPS，理论上每条扫描线均由独立定向参数，从而避免了框幅式影像因主点落水对空三加密和测图的影响，无需为传统意义上的主点落水而额外的增加控制点数量。（2）横向重叠度高，数据量大，提高了连接点的匹配精度，空三结果更加可靠。
1.4 存在的问题
（1）由于ADS80系统采用的线阵扫描技术，在进行大比例尺摄影时，对快速移动目标的摄影存在波段错位缺陷，主要是公路上的高速行驶车辆会显示错位，需要局部进行改正。（2）ADS80数码航摄影像由于其像素高，其数据量大，整个摄取的航摄影像数据存储空间需要10多个TB，对于数据的存储和拷贝都不方便，不过随着计算机硬件的飞速发展，这些都不是问题。
2 航摄工作流程
航摄工作流程图1所示。
3 航线设计
3.1 地面分辨率及航摄分区
根据甲方制作1：500比例尺DLG及1：500比例尺DOM的需求，依据GB/T 27920.1-2011《数字航空摄影规范 第1部分：框幅式数字航空摄影》，确定本摄区航摄的地面分辨率为0.06米；根据摄区面积大小及实际地形特点、飞行区域管制调度、ADS80技术参数等情况，确定本摄区为1个航摄区域。
3.2 航线布设及分区图
本摄区使用ADS80自带的航线设计软件FPES，该软件可以充分考虑航带长度、太阳角、光线强度及地面高程变化等因素进行自动航线设计。本摄区共敷设航线69条，为保证IMU精度，单条航线飞行时间不得超过30分钟。航线布设结合图2所示。
3.3 覆盖范围
该摄区采用的是推扫式数字航摄仪，摄区边界覆盖上保证：（1）摄影进点与摄区边界距离大于H*（2tgθ前视+tgθ后视）；（2）摄影出点与摄区边界距离大于H*（2tgθ后视+tgθ前视）；（3）旁向覆盖超出摄区边界线大于50%。
3.4 分区基准面高度确定
利用SRTM 60米DTM，计算摄区内最高点和最低点高程，并选择摄区内最低点高程作为基准面，确保最低点地面分辨率优于0.06米。
3.5 航线重叠度选择
本摄区属于平地、丘陵结合地区，为了避免高山可能带来的旁向重叠不够，我们利用FPES软件结合了全球60米SRTM DTM数据进行航线设计，使得测区最高点的旁向重叠都在30%以上，另外ADS80数字航摄系统以推扫式进行航摄，故本摄区航向重叠为100%。
3.6 基站
本攝区选用坐落于兴城市区内的国家2000 GPS B级点E047作为基站点，该点采用WGS84 椭球，ITRF 97历元，高程为大地高，并且四周开阔，没有遮挡，符合基站使用原则。
3.7 影像数据后处理步骤
（1）利用ADS80下载软件对原始航摄数据进行下载，并解压得到L0数据；（2）利用ADS80自带的解算软件IPAS对机载GPS数据、IMU数据、基站GPS数据进行联合解算；（3）使用XRO软件，利用L0级影像数据、IPAS解算成果及地面像控点计算成果，通过影像匹配完成无约束空三测量。
4 结语
基于ADS80航摄系统的1：500地理信息数据库建设，是以计算机和网络技术、“3S”技术等先进的科学技术为依托，通过航空摄影、控制测量、航测内业测图、外业调绘、数据采集、数据编辑整合和数据录入等工作，以先进ADS80获取航摄影像数据，全面实现了地理信息的采集、处理、存储、管理、分析和应用的科学化和现代化，首次形成大规模城市地形数据和影像数据，为政府进行城市长远规划、合理利用土地提供了准确数据。实现了区域内地形图的全部更新，从根本上解决地形图的实用性问题，解决基础控制点不兼容问题，为葫芦岛市总体规划提供了可靠的依据。
