GPS辅助空中三角测量在低空航测大比例尺地形测图中的应用

介绍了自行研发的GPS辅助轻型飞机低空航摄系统的基本工作原理,通过对宜城测区10cm GSD航摄影像的地形测图试验表明,在106km2测区的四角布设4个平高地面控制点,其GPS辅助光束法区域网平差与密周边布点光束法区域网平差的结果完全一致。利用该加密成果测绘地形图,地物点的实际精度平面优于±20cm,高程优于±15cm,完全满足平地1∶500航测地形测图的精度要求。但与常规航测成图方法相比,摄影测量加密可节省90%以上的像片控制测量工作量,测图周期缩短了1/3,而且突破了大比例尺航测地形测图必须全野外布点的现行航空摄影测量规范限制。这充分说明GPS辅助空中三角测量应用于低空航测大比例尺地形测图是可行的,且具有无可比拟的优越性。     

大比例尺数字测图发展趋势

随着科学技术的发展以及电子测绘仪器和计算机的广泛运用，数字测图技术应运而生。本文探讨了这一技术的运用和推广及其今后的发展。     

全数字摄影测量系统用于1:500大比例测图的可行性

实践经验说明，系统的几何精度和分辨率是大比例尺测图最关键的指标，本文通过传统摄影测量系统用于城市大比例尺测图的经验与理论分析，得到了上述关键指标的数学范围，进而提出了全数字摄影测量系统的用于城市大比例尺测图的工作参数。     

论大比例尺数字测图系统的发展与应用

本文简要地介绍数字测图系统硬件和软件的基本配置，重点论述我国大比例尺数字测图系统的三个发展与应用阶段，扼要地评价数字测图系统的优点，展望其发展前景。     

基于倾斜摄影技术的大比例尺测图研究

传统测图一般采用外业实测和航测采集,存在人工成本高、效率低等问题。本文通过引入倾斜摄影技术,基于DP-Smart和DP-Modeler软件建立精确的三维模型,结合多视倾斜影像,构建多视角的三维矢量采集环境,形成严格成像关系下的精密测图。以山西太原某实验区为例,进行1∶500大比例尺地形图测图,并对精度进行了验证。结果表明,测图平面X方向中误差为0.031 m,Y方向测图中误差为0.035 m,小于平原地区1∶500大比例尺测图规范要求的0.25 m;高程中误差为0.046 m,小于规范中要求的0.2 m。综上,成果满足1∶500地形图测图要求,该方法能够提高测图作业的效能。     

基于数字影像的大比例尺测图

介绍了数码相机及其系统误差,并在此基础上对相机进行了检校;基于航空摄影测量作业流程进行了航拍试验,分析得出数码航空摄影测量完全能满足大比例尺测图的要求,最后总结了数码相机进行航拍成图的几点结论。     

低空摄影测量在地形图测量中的应用探讨

通过低空摄影测量应用于大比例尺地形图测量项目的实验,总结出低空摄影测量进行大比例尺地形图测量的作业流程,并对影响空中三角测量精度的像片控制点布设方案进行了研究,提出了像片控制点布设原则,可以为低空摄影测量在地形图测量中的应用提供参考。     

摄影测量大比例尺地形图测绘的数学精度研究

随着现代测绘技术的发展,大比例尺地形图测绘广泛采用航测的方法成图。对在生产过程中,影响成果质量的问题:平面中误差超限、平面检测粗差超限、高程中误差超限、高程检测粗差超限、间距中误差超限、间距检测粗差超限等进行了分析和处理;并对其进行了修改,以提高工作效率,保证测绘产品的成果质量。     

无人机倾斜摄影测量在大比例尺地形图中的应用和精度分析

由于传统的测绘方法依靠人工实地测量,目前,成图效率和成图质量不能满足工程的需要.本文应用无人机倾斜摄影测量技术代替传统人工测量对1∶500地形图进行快速制作.通过成果的精度分析表明,倾斜摄影测图方法可以满足1∶500地图的精度要求.     

无人机摄影测量用于大比例尺地形图测绘的实践

低空无人机摄影具有数据获取快捷、地面分辨率高的优势,但其影像能否满足大比例尺地形图测绘的要求还存在疑问。通过对实地采集检查点与空三加密结果的比较,分析和评价无人机摄影测量应用于大比例尺地形图测绘的可行性及适用性,得出一些有益的结论。     

组合宽角低空航测相机关键技术研究

近年来,摄影测量技术发展迅猛,特别是低空航空摄影平台的出现,很好地弥补了传统卫星遥感、常规航空摄影测量在时效性、灵活性方面的不足。借助低空摄影的光学优势能够获取传统航空摄影和卫星遥感无法比拟的高分辨率影像,可以实现航空摄影测量大比例尺成图的目标。符合低空航空摄影的成像系统,发展较为滞后。现有很多低空航摄影测量平台普遍搭载单个普通数码相机进行航空摄影,存在航空摄影数据采集效率低、有效数据量小、数据处理难度高以及成图精度不高等问题;再有,传统的航空摄影测量相机及国内外成熟的组合宽幅航空相机系统又缺乏进行低空航空摄影测量应用的客观基础。研究适合于低空航空摄影的成像系统对于低空航测应用发展非常关键,是解决低空航测现存问题的一个有效途径。低空航测成像系统目前最主要的问题是数据的获取效率和精度,根本原因在于相机像幅以及视场角大小的问题。解决这一问题的根本途径是研究适合于低空航空摄影的宽幅面、宽视场角相机系统。对于数字相机而言,像幅受材料以及制造工艺限制,视场角受光学镜头的光学性能限制,很难有所突破。但是数字相机影像的可拼接性提供了另外一种可能途径,即多传感器组合成像,利用多个小像幅相机构造拼接成一个近似单中心投影的宽幅面航空相机,从而提高影像像幅和视场角,达到宽幅面大视场成像的目的。本文主要研究工作如下:(1)研究了低空航空摄影的光学理论基础。系统分析了低空航空摄影光学条件,结合光度学理论详细论述了低空航空摄影光度学优势,以及单镜头成像系统低空宽视场成像的劣势,阐述了利用组合成像技术来实现低空宽角成像的必要性和可行性。系统总结了当前摄影成像相机系统的发展现状,归纳了现有组合成像系统的特点和优势,分析了利用组合成像技术来提高影像像幅和视场角数学原理。在对比分析现有组合相机几何构造、成像单元数量、拼接模型的基础上,确定了利用五个数码相机采用组合成像技术来构造组合宽角低空航测相机的研究目标。(2)研究了基于地面三维检校场的低空组合宽角相机的静态误差高精度检校方法。理论推导了低空组合宽角相机的几何成像数学模型,定义了相机之间以及虚拟影像空间坐标系统,建立了各个独立光学结构(子相机)之间,及其与虚拟影像之间的严格几何数学模型。理论分析了组合宽角相机几何成像数学模型误差,将其归纳为地面静态误差和飞行动态误差两个部分。并研究了利用地面三维检校场来实现其静态误差的几何标定。静态误差几何标定主要包括单相机几何畸变误差的高精度标定和组合相机联合空间关系标定两个内容,详细论述了其算法原理和实现过程,最后通过实验结果分析了其精度和可靠性。(3)研究了基于影像全部像元参加的低空组合宽角相机飞行动态误差自检校模型求解与全局优化方法。自检校的目的是对相机飞行过程中由于系统和环境变化等因素导致的动态误差进行补偿。首先,理论推导了本文采用的自检校联合平差数学模型,该模型顾及了飞行过程中可能导致的相机系统间的空间位置和姿态的微小变化,将这种微小变化的检测转换为重叠区影像的视差值。其次,论述了利用重叠区匹配同名点求解自检校模型参数的基本原理和方法,并结合本文组合宽角相机特点,设计了一种影像快速匹配策略,进而实现自检校模型求解;在此基础上,通过对影像匹配性能的分析,以及基于特征点匹配来求解自检校联合平差模型存在的局部最优问题,提出了一种影像重叠区全部像元参加的几何匹配方法来实现对自检校模型求解的全局优化算法,对算法思想和原理以及求解过程进行了详细论述。最后通过对比实验分析了自检校模型求解的精度,验证了算法的有效性。(4)研究了宽角相机与稳定平台的集成。分析了稳定成像对于低空航空摄影成像质量和数据处理精度的影响,指出稳定成像对于组合宽角低空航测相机的重要意义。首先,理论分析了低空飞行平台的不稳定对于低空航空影像光学和几何性能的影响,以及飞行平台不稳定导致的影像质量下降、数据处理难度增大、处理精度降低等问题;其次,介绍了一种适用于无人飞艇等飞行器的三轴稳定平台结构及其控制原理,并通过对比试验来分析稳定成像对于低空航测精度的影响,指出了低空稳定成像对于低空组合宽角相机系统数据获取和处理的重要意义。(5)通过具体的航空摄影工程实例阐述了利用低空组合宽角相机进行航空摄影作业的数据处理实际流程,并分析了不同类型地形数据自检校拼接的精度分布,展示了其相关数据产品成果情况,结合影像空三处理结果分析了其精度。实验结果反映了组合宽角低空航测相机的作业能力。     

InSAR地形测绘若干问题研究

目前,我国已经把InSAR技术作为完成西部测图任务的重要技术手段之一,为了解决影响InSAR应用的技术瓶颈问题,促进InSAR技术的实用化,把InSAR技术应用于实际测绘生产之中,本文对InSAR相位解缠、干涉参数定标、解缠相位到高程转换、InSAR测绘作业流程及SAR影像制图等技术进行了研究;为了促进InSAR技术的进一步发展,为下一代InSAR系统的研制和应用奠定基础,本文对SAR图像仿真技术和干涉图仿真技术进行了研究,并在仿真数据的基础上,对多基线/多波段InSAR相位解缠技术进行了研究。本文在InSAR测绘作业流程设计、区域网平差干涉参数定标与高程控制点加密、SAR影像制图综合等方面的研究成果,对于促进我国InSAR技术的实用化和工程化具有积极意义;在SAR图像仿真和干涉图仿真方面的研究,为SAR系统设计和SAR仿真的应用奠定了基础;在多基线、多波段InSAR相位解缠方面所取得的研究成果,将促进我国多基线、多波段InSAR技术的发展。     

基于三维激光扫描技术的矿山地形快速测量的关键技术研究

介绍利用三维激光测量技术进行矿山复杂地形测量的流程与方法,提出基于网格分块的激光点云数据非地面点的快速过滤方法,并详细介绍移动最小二乘法拟合地形表面的DEM方法和采用三次B样条曲线拟合地形等高线方法等关键技术。在此基础上,利用IDL语言编制基于激光点云数据的矿山测量快速出图软件LIDARVIEW。该软件具有激光点云快速处理(包括点云删除、过滤、合并和抽稀等)、地物快速绘制、DEM和等高线生成等功能。最后以实例说明如何利用三维激光扫描仪和LIDARVIEW软件实现矿山地形的快速测量与绘制,以得到矿山数字地形图、DEM数据和等高线等成果。     

大比例尺数字地形图缩编方法的研究

为了更好的满足城市规划和建设的需要,利用现有的大比例尺数字地形图缩编成所需比例尺的数字地形图,这一作业项目势在必行.本文叙述了将1:500和1:1 000数字地形图缩编成1:2 000数字地形图的操作过程及方法.