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摘要：伴随着科技的发展，航测技术获取的彩色影像以其丰富的色彩、极高的空间分辨率引起越来越多行业人员的关注，被广泛应用各种比例尺的航测成图和影像图制作，因其准确、易判、实时等优点而成为土地调查首选的数据源。本文从数字航空影像的特点、技术及土地调查的技术路线入手，结合数字航空影像进行土地调查的具体作业方法，分析了航测技术在土地调查中的应用。
关键词：航测技术；数字正射影像图；土地调查
Abstract: with the development of science and technology, the aerial technology for color image with its rich color, high spatial resolution cause more and more attention from industry personnel, are widely used all kinds of scale of aerial mapping and image chart production, because of its advantages of accurate, easy sentence, real-time and become the preferred data source land investigation. This article from the characteristics of digital aerial images and the technical route of technology and land investigation, land investigation combined with digital aerial images of specific operation method, analyzes the application of aerial technology in land investigation.
Key words: aerial technology; Numbers are projective like figure; Land survey
中图分类号：TU198+.6文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
一、航测技术的概述
1.航测技术获取影像资料的方式
航测技术是利用数码航摄仪采用不同类型的数字传感器以获得数据，主要有两种方式：一种是基于线阵(Linear Array)的传感器方式，另一种是基于面阵(Plane Array)的传感器方式。航空数码航摄仪能够同时获取立体影像和彩色多光谱影像，它采用线阵列推扫成像原理，能同时提供3个全色与4个多光谱波段数字影像。该全色波段的前视、下视和后视影像可以构成3个立体像对。彩色成像部分由R、G、B和近红外4个波段，经融合处理获得真彩色影像和彩红外、多光谱影像。
2.航测技术的特点
(1)具有较高的数据获取效率
使用全数字航摄相机，获得影像数据，无需冲洗、扫描，航摄飞行当天就能拿到数据产品，通过软件完成飞行质量检查，来决定是否需要及时朴飞。由于数字航摄仪的CCD器件的光敏度高于胶片的光敏度，并采用时间延迟曝光原理进行像移补偿(电子FMC)，因此在低空高速飞行时能获得清晰的图像，这一新的系统能用较长的曝光时问来适应各种不同的照相条件，使照相时间窗口扩大了3倍以上，增加了飞行机会。
(2)大幅度提高数据应用的时效性
数字航摄仪采用机载CPS和IMU技术，随机获取每张相片的外方位元素，经等视差曲线编辑，可自动生成DEM和正射影像，无需地面控制点或只需加少量控制点，因而大大缩短作业周期，节省了外业像控测量的费用。
二、航测系统的数字正射影像图作业过程
1.航空摄影
对于需要制作数字正射影像图的区域，根据成图比例尺及精度要求，选择航摄相机，按航空摄影的技术规定进行航拍，获取影像数据。
2.外业像控
根据摄影测量技术规范，选取摄区内一定数量的明显地物点，利用GPS或全站仪等测量仪器，采集明显地物点的三维坐标作为空三加密的外业像控点。
3.空三加密
采用数字摄影测量系统中空中三角测量软件AATM，对航摄区内的航片分区域进行空三加密，利用少量外业像控点、模型连接、平差解算，获取每张航片的外业方位元素，为每张航片的纠正提供定位基础。
4.模型编辑及DEM生成
（1）引入空三加密成果建立测区，恢复模型。
（2）定义模型的作业区域，生成核线影像，对核线影像进行匹配，形成匹配点与等视差曲线。作业区域的确定应尽量靠近控制点连线，对于高差较大的地区，更应注意，防止像对之间出现裂隙。
（3）检查匹配结果，根据需要进行交互立体编辑处理。重点是：高层建筑区、影像模糊区、阴影区、大面积水域、建筑密集区、森林覆盖区以及山谷、山脊地形变换处等。如果局部匹配存在问题，则应回到相对定向，在出现问题的部分增加相对定向点，或在匹配预处理中增加特征点、特征线。
5.单模型正射影像生成及拼接
（1）数字微分纠正
根据单模型DEM及像片内外方位元素、影像分辨率，采用数字微分纠正方法进行纠正及影像重采样，生成单模型DOM。
（2）色调或色彩调整
影像镶嵌前，应检查相邻各片之间的色调或彩色偏差，根据需要采用图像处理方法进行调整，使之基本趋于一致。
（3）镶嵌拼接
根据图廓坐标取矩形并外扩一定范围来设定镶嵌范围，指定文件存放路径。执行影像镶嵌命令，自动拼成整幅的DOM。影像镶嵌完成后，认真检查所生成的DOM，对接边区域内部分出现影像模糊、影像遗漏的地方，应给予修补，城区内的影像镶嵌应采用人工方法进行，防止出现高层建筑因投影方向不一致而产生的影像扭曲变形。也可以采用其它拼接软件进行人机交互镶嵌。
三、航测技术在土地调查中的应用
土地调查是指以现势性的航空或航天遥感资料制作的正射影像图为工作底图，参考土地详查、变更调查的图件、数据等有关资料，启用最新的国家勘界成果，采用新的土地分类体系，通过实地调查，查清当前土地利用的类型、面积、分布状况和土地权属状况，全面更新土地详查和变更调查成果，在此基础上建设或更新土地利用数据库。
1.在土地调查中的技术应用
（1）更新调查比例尺不变的，应参考土地详查和变更调查基础图件，对数字正射影像图进行解译，将未发生变化的各种界线和属性等调查内容，依据影像直接转绘到更新调查工作底图上，实地逐一核实确认。发生变化的内容在实地依据影像调绘在更新调查工作底圖上。
（2）更新调查比例尺发生变化的，直接采用新的工作底图，参照土地详查和变更调查图件，实地外业调绘。
（3）对于工作底图上不存在的新增地物，根据影像和实地情况，采用判读法、目视内插法、距离交绘法、极坐标法、直角坐标法、截距法、平板仪法、GPS测量等方法将新增地物补测在工作底图上，或参照有关资料将新增地物转绘到工作底图上到实地核实确认。补测精度要求新补测的地物点对四周已知明显地物点距离误差，平地、丘陵不得大于图上±0．4mm，山区不得大于图上±0．8mm。
（4）外业调绘和补测后应及时转绘。要求各种界线、地物位置准确，各种注记正确无误，清晰易读，线划符号符合图式图例要求。
（5）与影像对比，调绘、转绘的各种明显界线移位不得大于图上±0．2mm；不明显界线移位不得大于图上±0．5mm。
2.基于数码彩色正射影像图的土地调查应用
数码彩色数字正射影像图是利用数码彩色航片，通过数字摄影测量的原理及方法，对航片进行外业控制测量、空三加密、影像纠正生成的影像图。数码彩色数字正射影像图具有精度高、信息丰富、直观真实等优点。数码彩色正射影像图与常规黑白正射影像图相比，具有分辨率高，色彩鲜艳等特点，特别适用于室内判读。通过利用已有的土地利用现状资料及历年变更资料，结合影像解译标志，以土地调查地类分类的技术要求为依据，准确判读地类类型，实现土地调查的外业调查。在外业调查中，由于交通通行条件等因素的限制，一些区域无法走到、看到，特别是山地区域，这就更需要通过航拍影像进行准确判读；以彩色影像进行判读，就更容易达到技术要求。土地调查最关注的是耕地地类的判读的准确性，耕地一般都分布在交通相对便利的地方，因此，外业核查的重点也应放在耕地地类的核查方面。数码彩色影像由于色彩丰富、色调层次多，易于划分地类界线，对提高各类界线调绘精度有很大帮助。利用数码彩色影像可以很容易引入机助制图平台，实现计算化的室内判读和图斑描绘，减少外业成果转绘工序，提高地类图斑的几何定位精度。
3.建立土地调查数据库
经过对内业判读解译，外业核查、修改，及最后专家验收过的成果数据，获得可以初步使用的土地利用现状图，然后通过编辑、入库、构建拓扑等数据处理，最后获取土地调查建库数据。在建库数据中既有图形数据又有属性数据，其中图形数据是以坐标集合的矢量形式来描述，属性数据是以文字与数字的表格形式来描述，并且这些图形数据和属性数据之间还存在着关联性。为了更好地保存和应用这些已经完成的调查成果，可以运用GIS软件来建立含有这些图形数据和属性数据的数据库。建设土地调查数据库要选择合适的软、硬件。土地调查成果数据不仅要包含调查成果矢量数据库，也应包含以数字正射影像图为背景的栅格数据库，两库合一，不仅可以检核外业调查成果，也有利于数据管理及年度变更。
结束语
航测技术为土地资源调查及国土资源管理带来了新的数据源，给日常土地变更带来新的技术手段，国土资源管理也从传统的图件管理向计算机化的数据库管理和可视化管理发展。
本文在总结实践研究结果的基础上认为，利用航测技术进行土地调查，可以大大减少外业调绘的工作强度，综合利用航空数码影像的多光谱性及高分辨率的特点，可以方便地获取土地利用的最新数据；也可以借助新的航空数码影像进行实时的土地变更，获得现势性更为准确的土地利用现状调查资料，准确反映各类土地的实际变化情况。
参考文献：
[1]杨冀红等.应用航天遥感技术辅助更新土地利用基础图件方法研究[R].中国土地科學，2001．
[2]宣家斌.航空与航天摄影技术[J].北京：测绘出版社，1991．
[3]金莉等.数码航摄的影像特点及处理要求[J].测绘技术备.2006，8(2)：24-26．
关键词：航测技术；数字正射影像图；土地调查
Abstract: with the development of science and technology, the aerial technology for color image with its rich color, high spatial resolution cause more and more attention from industry personnel, are widely used all kinds of scale of aerial mapping and image chart production, because of its advantages of accurate, easy sentence, real-time and become the preferred data source land investigation. This article from the characteristics of digital aerial images and the technical route of technology and land investigation, land investigation combined with digital aerial images of specific operation method, analyzes the application of aerial technology in land investigation.
Key words: aerial technology; Numbers are projective like figure; Land survey
中图分类号：TU198+.6文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
一、航测技术的概述
1.航测技术获取影像资料的方式
航测技术是利用数码航摄仪采用不同类型的数字传感器以获得数据，主要有两种方式：一种是基于线阵(Linear Array)的传感器方式，另一种是基于面阵(Plane Array)的传感器方式。航空数码航摄仪能够同时获取立体影像和彩色多光谱影像，它采用线阵列推扫成像原理，能同时提供3个全色与4个多光谱波段数字影像。该全色波段的前视、下视和后视影像可以构成3个立体像对。彩色成像部分由R、G、B和近红外4个波段，经融合处理获得真彩色影像和彩红外、多光谱影像。
2.航测技术的特点
(1)具有较高的数据获取效率
使用全数字航摄相机，获得影像数据，无需冲洗、扫描，航摄飞行当天就能拿到数据产品，通过软件完成飞行质量检查，来决定是否需要及时朴飞。由于数字航摄仪的CCD器件的光敏度高于胶片的光敏度，并采用时间延迟曝光原理进行像移补偿(电子FMC)，因此在低空高速飞行时能获得清晰的图像，这一新的系统能用较长的曝光时问来适应各种不同的照相条件，使照相时间窗口扩大了3倍以上，增加了飞行机会。
(2)大幅度提高数据应用的时效性
数字航摄仪采用机载CPS和IMU技术，随机获取每张相片的外方位元素，经等视差曲线编辑，可自动生成DEM和正射影像，无需地面控制点或只需加少量控制点，因而大大缩短作业周期，节省了外业像控测量的费用。
二、航测系统的数字正射影像图作业过程
1.航空摄影
对于需要制作数字正射影像图的区域，根据成图比例尺及精度要求，选择航摄相机，按航空摄影的技术规定进行航拍，获取影像数据。
2.外业像控
根据摄影测量技术规范，选取摄区内一定数量的明显地物点，利用GPS或全站仪等测量仪器，采集明显地物点的三维坐标作为空三加密的外业像控点。
3.空三加密
采用数字摄影测量系统中空中三角测量软件AATM，对航摄区内的航片分区域进行空三加密，利用少量外业像控点、模型连接、平差解算，获取每张航片的外业方位元素，为每张航片的纠正提供定位基础。
4.模型编辑及DEM生成
（1）引入空三加密成果建立测区，恢复模型。
（2）定义模型的作业区域，生成核线影像，对核线影像进行匹配，形成匹配点与等视差曲线。作业区域的确定应尽量靠近控制点连线，对于高差较大的地区，更应注意，防止像对之间出现裂隙。
（3）检查匹配结果，根据需要进行交互立体编辑处理。重点是：高层建筑区、影像模糊区、阴影区、大面积水域、建筑密集区、森林覆盖区以及山谷、山脊地形变换处等。如果局部匹配存在问题，则应回到相对定向，在出现问题的部分增加相对定向点，或在匹配预处理中增加特征点、特征线。
5.单模型正射影像生成及拼接
（1）数字微分纠正
根据单模型DEM及像片内外方位元素、影像分辨率，采用数字微分纠正方法进行纠正及影像重采样，生成单模型DOM。
（2）色调或色彩调整
影像镶嵌前，应检查相邻各片之间的色调或彩色偏差，根据需要采用图像处理方法进行调整，使之基本趋于一致。
（3）镶嵌拼接
根据图廓坐标取矩形并外扩一定范围来设定镶嵌范围，指定文件存放路径。执行影像镶嵌命令，自动拼成整幅的DOM。影像镶嵌完成后，认真检查所生成的DOM，对接边区域内部分出现影像模糊、影像遗漏的地方，应给予修补，城区内的影像镶嵌应采用人工方法进行，防止出现高层建筑因投影方向不一致而产生的影像扭曲变形。也可以采用其它拼接软件进行人机交互镶嵌。
三、航测技术在土地调查中的应用
土地调查是指以现势性的航空或航天遥感资料制作的正射影像图为工作底图，参考土地详查、变更调查的图件、数据等有关资料，启用最新的国家勘界成果，采用新的土地分类体系，通过实地调查，查清当前土地利用的类型、面积、分布状况和土地权属状况，全面更新土地详查和变更调查成果，在此基础上建设或更新土地利用数据库。
1.在土地调查中的技术应用
（1）更新调查比例尺不变的，应参考土地详查和变更调查基础图件，对数字正射影像图进行解译，将未发生变化的各种界线和属性等调查内容，依据影像直接转绘到更新调查工作底图上，实地逐一核实确认。发生变化的内容在实地依据影像调绘在更新调查工作底圖上。
（2）更新调查比例尺发生变化的，直接采用新的工作底图，参照土地详查和变更调查图件，实地外业调绘。
（3）对于工作底图上不存在的新增地物，根据影像和实地情况，采用判读法、目视内插法、距离交绘法、极坐标法、直角坐标法、截距法、平板仪法、GPS测量等方法将新增地物补测在工作底图上，或参照有关资料将新增地物转绘到工作底图上到实地核实确认。补测精度要求新补测的地物点对四周已知明显地物点距离误差，平地、丘陵不得大于图上±0．4mm，山区不得大于图上±0．8mm。
（4）外业调绘和补测后应及时转绘。要求各种界线、地物位置准确，各种注记正确无误，清晰易读，线划符号符合图式图例要求。
（5）与影像对比，调绘、转绘的各种明显界线移位不得大于图上±0．2mm；不明显界线移位不得大于图上±0．5mm。
2.基于数码彩色正射影像图的土地调查应用
数码彩色数字正射影像图是利用数码彩色航片，通过数字摄影测量的原理及方法，对航片进行外业控制测量、空三加密、影像纠正生成的影像图。数码彩色数字正射影像图具有精度高、信息丰富、直观真实等优点。数码彩色正射影像图与常规黑白正射影像图相比，具有分辨率高，色彩鲜艳等特点，特别适用于室内判读。通过利用已有的土地利用现状资料及历年变更资料，结合影像解译标志，以土地调查地类分类的技术要求为依据，准确判读地类类型，实现土地调查的外业调查。在外业调查中，由于交通通行条件等因素的限制，一些区域无法走到、看到，特别是山地区域，这就更需要通过航拍影像进行准确判读；以彩色影像进行判读，就更容易达到技术要求。土地调查最关注的是耕地地类的判读的准确性，耕地一般都分布在交通相对便利的地方，因此，外业核查的重点也应放在耕地地类的核查方面。数码彩色影像由于色彩丰富、色调层次多，易于划分地类界线，对提高各类界线调绘精度有很大帮助。利用数码彩色影像可以很容易引入机助制图平台，实现计算化的室内判读和图斑描绘，减少外业成果转绘工序，提高地类图斑的几何定位精度。
3.建立土地调查数据库
经过对内业判读解译，外业核查、修改，及最后专家验收过的成果数据，获得可以初步使用的土地利用现状图，然后通过编辑、入库、构建拓扑等数据处理，最后获取土地调查建库数据。在建库数据中既有图形数据又有属性数据，其中图形数据是以坐标集合的矢量形式来描述，属性数据是以文字与数字的表格形式来描述，并且这些图形数据和属性数据之间还存在着关联性。为了更好地保存和应用这些已经完成的调查成果，可以运用GIS软件来建立含有这些图形数据和属性数据的数据库。建设土地调查数据库要选择合适的软、硬件。土地调查成果数据不仅要包含调查成果矢量数据库，也应包含以数字正射影像图为背景的栅格数据库，两库合一，不仅可以检核外业调查成果，也有利于数据管理及年度变更。
结束语
航测技术为土地资源调查及国土资源管理带来了新的数据源，给日常土地变更带来新的技术手段，国土资源管理也从传统的图件管理向计算机化的数据库管理和可视化管理发展。
本文在总结实践研究结果的基础上认为，利用航测技术进行土地调查，可以大大减少外业调绘的工作强度，综合利用航空数码影像的多光谱性及高分辨率的特点，可以方便地获取土地利用的最新数据；也可以借助新的航空数码影像进行实时的土地变更，获得现势性更为准确的土地利用现状调查资料，准确反映各类土地的实际变化情况。
参考文献：
[1]杨冀红等.应用航天遥感技术辅助更新土地利用基础图件方法研究[R].中国土地科學，2001．
[2]宣家斌.航空与航天摄影技术[J].北京：测绘出版社，1991．
[3]金莉等.数码航摄的影像特点及处理要求[J].测绘技术备.2006，8(2)：24-26．