新型基礎測繪體系下高效率數字正射成果制作

趙歡　馬高鋒

［摘要］隨著新型基礎測繪的發展，如何快速高效獲取及制作基礎數據成為研究重點。本文以ContentMapper航攝儀為例，重點介紹ContentMapper航空攝影測量系統，并針對該航攝儀特點改進了DOM生產作業模式，以具體試驗區為例，從航空攝影獲取、數據處理、ＤＯＭ 制作、成果精度等方面出發，重點分析改進了的作業模式如何提高工作效率。

［關鍵詞］航空攝影測量系統；ContentMapper航攝儀；數字正射影像圖 新型基礎測繪及實景三維中國建設受到了廣泛關注，地形級地理場景生產是國家新型基礎測繪體系建設的重要任務之一。作為地形級地理場景的重要組成部分，有人機搭載數碼航攝儀進行DOM影像獲取及制作成為主要手段之一，但數碼航攝儀受幅面大小限制，獲取超大區域范圍內影像時往往需要近萬張數據，獲取影像數量多，導致后期色調不一致、像控點布設、空三加密匹配等耗時耗力。隨著當前數字城市、智慧城市、國家、省級基礎設施和城市基礎地理信息化建設快速發展，尋求如何解決快速高效地獲取高精度地理空間信息數據及產品制作迫在眉睫。

本文通過采用徠卡ContentfMapper航攝儀進行試驗區數據獲取及生產，根據航攝儀特點，改進了DOM 作業模式，通過試驗區生產驗證，分析傳統DOM生產模式與改進后DOM生產模式的效率，并通過對數據產品的精度分析，驗證改進后的DOM成果精度，同時驗證了利用ContentfMapper航空攝影系統完成大比例尺地形圖測制的可行性。

１ContentfMapper航空攝影測量系統介紹

ContentMapper是?？怂箍倒狙兄频尼槍Υ笠幠５乩砜臻g測繪項目獲取的機載航攝儀。采用MFC150光學系統的超大幅面相機以及CMOS技術、量測型專業定制鏡頭（RGB／NIR）和機械式前移補償技術（FMC），在各種工作條件下能高效地進行數據獲取，為新型基礎測繪生產提供必要的二維及三維地理空間數據。

２ DOM制作改進

按照傳統DOM影像制作，以像幅14192×10642像素的面狀影像獲取數據后，進行單幅影像勻色、外業控制測量、空三加密、影像糾正、拼接及分幅輸出，DOM 生產作業模式如圖１ 所示。傳統的面狀數據獲取、DOM制作因影像張數數量多，在影像勻色、像控測量、拼接糾正等過程中出現色調不均勻、外業工作量大、拼接線多致地物變形多等現象。為改進傳統的作業方式，使用ContentMapper 航攝儀的帶狀影像進行DOM制作。根據ContentMapper航攝儀鏡頭分布特點，輸出像幅14192×2000像素的影像，經過空中三角測量、影像糾正后獲取到像幅40000×2000像素的大幅面條帶影像（條帶影像簡稱：slim影像），影像拼接示意見圖２所示。

使用改進后的作業方法主要是減少航向上影像數量，從而減少測區影像獲取數量。從而減少外業像控點、DOM 的扭曲等現象，加快內外業生產效率。改進的DOM作業方式如圖３所示。

３ 試驗區應用

３.１項目概況

試驗區主要選擇淮北市某區域，試驗區面積約200ｋｍ２，地形以平地為主，最高點高度175ｍ，最低點高度２ｍ，平均海拔約36ｍ。試驗區實際飛行地面分辨率優于0.10ｍ，共飛行10條航線，航線間距為750ｍ。

３.２技術設計

項目要求成圖比例尺為１：1000，依據航攝儀性能及攝區實際情況航攝分辨率設計為0.09ｍ，航向覆蓋超出攝區邊界線兩條基線，旁向覆蓋超出攝區邊界線為像幅的５0％。按測區方向敷設航線，飛行參數見表１ 所示，航線布設示意圖如圖４所示。

３．３DOM制作

按照《城市測量規范》區域網劃分要求，整個攝影區航線數為10條，空中三角測量按照一個分區進行。在滿足技術要求的情況下，測區內全部布設為平高控制點，每８～10條基線一個點，航帶間均布設平高點。點位的選擇按照規范要求，選在清晰明顯的地物點、接近正交的線狀地物點、地物拐角點或固定的點狀地物上?？罩腥菧y量完成后分別利用傳統單張影像及改進后的作業模式對slimｍ 單條航帶進行糾正、分幅輸出DOM成果。

在生產過程中，對兩種作業的作業效率在數據預處理階段、DOM 拼接階段、生產效率方面進行對比分析。對比統計如表２所示。測試發：改進后的作業方式預處理數據容量減少，數據量約減少52％；在DOM 拼接糾正上拼接線有了大幅的提升，影像變形也大大減少。整體數據生產效率有了大幅提高，效率提高約36.5％。

此外，利用全區均勻布設的外業檢測點對成果DOM精度進行檢驗，檢測點53個，其中小于一倍中誤差點49個，占比92.45％，大于一倍中誤差小于兩倍中誤差點４個，占比7.55％，中誤差為±0.237ｍ。DOM平面精度均符合要求。

４ 結論

在大比例尺數字正射圖獲取項目中，從航攝儀特點出發，介紹了基于航攝儀特點的改進DOM生產方式，以試驗區項目為例，從航空攝影、空中三角測量、DOM制作到成果精度驗證方面闡述如何高效率地獲取數據及生產。使用ContentMapper航攝系統進行大比例尺數字正射影像圖制作切實可行，與傳統的作業模式相比具有以下特點：

（１）拼接輸出的slimｍ 影像像幅（旁向像素高達40000像素），相較其他航攝系統（如DMCⅢ航攝儀旁向像素26000像素），旁向覆蓋更大，單次飛行可以獲取更大范圍的影像數據，縮短數據獲取周期，顯著提高作業效率；

（２）改進后的DOM作業模式，使得數據容量變得更小，節省數據存儲空間，對于單航線的糾正方式，節省了航帶內部的像控點布設，只需要少量控制點即可滿足項目及規范要求，極大減少外業工作量，縮短工期。