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UCXP 數(shù)字航空攝影測(cè)量系統(tǒng)具有怎樣的精度?

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2019-03-27


數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,觸發(fā)了航空遙感數(shù)據(jù)的獲取進(jìn)入到一個(gè)全數(shù)字時(shí)代。數(shù)字航空攝影測(cè)量系統(tǒng)以其對(duì)天氣標(biāo)準(zhǔn)要求低、產(chǎn)品多樣化、地面分辨率高等優(yōu)勢(shì),正逐步取代傳統(tǒng)的膠片攝影。航空攝影測(cè)量系統(tǒng)機(jī)載 POS 技術(shù)是利用集成的全球定位系統(tǒng)(GPS)和慣性測(cè)量單元(IMU),同步獲取高精度像片中心點(diǎn) 6 個(gè)外方位元素,改變了內(nèi)業(yè)工序同時(shí)減少了外業(yè)工作量,極大地縮短了從外業(yè)獲取航空資料到 4D 產(chǎn)品生成的時(shí)間,提高工作效率。

 

飛燕遙感近年來(lái)通過(guò)大幅面數(shù)碼航攝儀、傾斜航攝儀、激光雷達(dá)數(shù)碼航攝儀執(zhí)行了多項(xiàng)航空攝影項(xiàng)目,比如鹽城市大豐測(cè)區(qū)1:1000地形圖測(cè)繪航空攝影項(xiàng)目,黃河河道航空攝影等等航攝項(xiàng)目。均基于航空攝影測(cè)量技術(shù),高效完成了外業(yè)數(shù)據(jù)獲取的工作,從數(shù)據(jù)獲取,數(shù)據(jù)處理到數(shù)據(jù)加工大大提高了其工作效率。


鹽城市大豐測(cè)區(qū)地形圖.png

 

 

基于 POS 輔助的數(shù)字航空攝影

這里通過(guò) UCXP 數(shù)字航空攝影測(cè)量系統(tǒng)來(lái)談?wù)撘幌隆?/span>

UCXP 數(shù)字航空攝影測(cè)量系統(tǒng),是由美國(guó) Microsoft-Vexcel 公司生產(chǎn)的大幅面數(shù)碼航攝儀。該產(chǎn)品具有超大影像幅面,達(dá)到了 19600 萬(wàn)像素(17310×11310 像素),具有 6μm 的像素尺寸。有效減少了航線數(shù)量、節(jié)省了時(shí)間并降低了成本,不影響其優(yōu)異的輻射性能。可更換的機(jī)載存儲(chǔ)單元為長(zhǎng)距離的飛行創(chuàng)造了條件,最小曝光間隔(1.35 秒)允許使用高性能飛機(jī)并且確保重疊度。一次飛行可同時(shí)獲取真彩色、彩紅外和全色數(shù)字航空影像產(chǎn)品。配備的 GSM3000 三軸穩(wěn)定平臺(tái),可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)航攝儀姿態(tài),使其始終保持正確的工作狀態(tài)。先進(jìn)的POS-Track 飛行管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)飛行軌跡的實(shí)時(shí)監(jiān)控和像片的定點(diǎn)曝光。

 

1、航空遙感飛行

以航攝項(xiàng)目新疆伊犁—河谷為例,測(cè)區(qū)東北邊、東南邊地勢(shì)較高,高程都在 1600~2860m 之間,河谷中央大部分丘陵地范圍內(nèi)高程在 750~950m 之間,高差在 1000m 以上。為保證后期 1:1000 比例尺DEM 與 DOM 的制圖精度,測(cè)區(qū)獲取影像分辨率為0.08m。

根據(jù)航空遙感像機(jī)焦距(f=100mm)、CCD 面陣像元分辨率(6μm),影像分辨率為 0.08m,確定相對(duì)航高 H 相為 1330m。新疆伊犁河谷測(cè)區(qū)平地占 43%,丘陵地占 43%,山地占 13%,高山地 1%,地形總體為平丘地,東北角和東南角為山區(qū),最高差 2860m,河谷最低為 750m,對(duì)場(chǎng)區(qū)南、北部邊緣局部山頭超過(guò)在 1100m 時(shí),需進(jìn)行航向重疊度加密到 65%;對(duì)地形高程超過(guò) 1200m的山頭,航線旁向重疊度加密到 45%。

 

本測(cè)區(qū)采用基于機(jī)載 POS 輔助航空遙感技術(shù)解算航片外方位元素,依據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范和要求,需進(jìn)行檢校場(chǎng)飛行。伊犁河谷場(chǎng)區(qū)航空遙感飛行檢校場(chǎng)選在場(chǎng)區(qū)內(nèi)便于地面測(cè)量的在場(chǎng)區(qū)內(nèi)鞏留縣城。檢校場(chǎng)為連續(xù)對(duì)向飛行的四條航線:N18~N21 航線,每條航線 7 張航片,檢校場(chǎng)飛行高度與場(chǎng)區(qū)飛行高度相同。在檢校場(chǎng)每條航線的 1、4、7 張影像點(diǎn)位上布設(shè)地面控制點(diǎn),另外測(cè)量 2 個(gè)平高點(diǎn)作為檢查點(diǎn),驗(yàn)證檢校場(chǎng)空三作業(yè)精度。

 

2、地面測(cè)量

根據(jù)《IMU/GPS 輔助航空攝影技術(shù)規(guī)范》要求,選擇了開闊、附近無(wú)電波干擾、交通和通訊條件良好、穩(wěn)定以及易于保存的地方架設(shè)基站。參照 GPS 輔助航空攝影技術(shù)規(guī)定,加密分區(qū)大小一般設(shè)計(jì)為 8-10 條航線,平均每條航線上像片數(shù)為航線條數(shù)的 2.5-3 倍。

 

3、數(shù)據(jù)質(zhì)量分析

1)飛行質(zhì)量

伊犁—河谷測(cè)區(qū)航空遙感數(shù)據(jù)獲取,在進(jìn)行飛行設(shè)計(jì)時(shí)即導(dǎo)入了 DEM 作為底圖進(jìn)行質(zhì)量控制,保證了重疊度;在進(jìn)行實(shí)際飛行時(shí),采用 POS Track 飛行管理系統(tǒng)和 GSM3000 穩(wěn)定平臺(tái),使航線彎曲度、影像的重疊度、傾斜角、旋偏角和航高保持均滿足規(guī)范要求。

 

2)影像質(zhì)量

使用航攝系統(tǒng)配套的專業(yè)影像處理軟件進(jìn)行航空數(shù)碼像片的生成,采用逐條航線調(diào)色、逐條航線生成的方式,保證每條航線的色彩。經(jīng)檢查,影像清晰、反差正常、色調(diào)豐富、顏色飽和、彩色平衡良好、植被的綠色特征明顯,相鄰片上相同地物的顏色基調(diào)一致,像面上無(wú)云;能夠清晰辨認(rèn)出與地面分辨率(GSD)相適應(yīng)的細(xì)小地物影像,正確地辨認(rèn)出航空遙感像片上的各種地物,精確地反映出被攝物體的輪廓。能夠建立清晰的立體模型

 

3)機(jī)載 POS 數(shù)據(jù)

利用測(cè)區(qū)檢校場(chǎng)內(nèi)的地面控制點(diǎn),按照常規(guī)方式得到檢校場(chǎng)每張像片的外方位元素,與機(jī)載 POS獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,得到系統(tǒng)改正參數(shù)。將此參數(shù)應(yīng)用到整個(gè)測(cè)區(qū)中,得到檢校后的POS 數(shù)據(jù),以便進(jìn)行下一步的 DEM 和 DOM 生產(chǎn)。

 

4、DEM 和 DOM生成

利用數(shù)字航空攝影資料和外業(yè)像控資料,采用基于 IMU/DGPS 輔助空中三角測(cè)量方法,以加密分區(qū)為單元,將 POS 數(shù)據(jù)作為帶權(quán)觀測(cè)值,引入加密分區(qū)像控點(diǎn),進(jìn)行區(qū)域網(wǎng)聯(lián)合平差,解求每個(gè)模型定向點(diǎn)坐標(biāo)并獲取更高精度的像片外方位元素成果(X、Y、Z, Φ、?、κ);然后使用使用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站,導(dǎo)入空三加密成果建立立體模型; 最后生成 DEM 和 DOM 成果。

 

UCXP 數(shù)字航攝系統(tǒng),能在獲取數(shù)碼影像后,利用檢校后的機(jī)載 POS 數(shù)據(jù)和少量地面控制點(diǎn),進(jìn)行大比例尺 DEM 和 DOM 產(chǎn)品制作。


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