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UCXP 数字航空摄影测量系统具有怎样的精度？

2019-03-27

数字技术的发展，触发了航空遥感数据的获取进入到一个全数字时代。数字航空摄影测量系统以其对天气标准要求低、产品多样化、地面分辨率高等优势，正逐步取代传统的胶片摄影。航空摄影测量系统其机载 POS 技术是利用集成的全球定位系统（GPS）和惯性测量单元（IMU），同步获取高精度像片中心点 6 个外方位元素，改变了内业工序同时减少了外业工作量，极大地缩短了从外业获取航空资料到 4D 产品生成的时间，提高工作效率。

飞燕遥感近年来通过大幅面数码航摄仪、倾斜航摄仪、激光雷达数码航摄仪执行了多项航空摄影项目，比如盐城市大丰测区1:1000地形图测绘航空摄影项目，黄河河道航空摄影等等航摄项目。均基于航空摄影测量技术，高效完成了外业数据获取的工作，从数据获取，数据处理到数据加工大大提高了其工作效率。

盐城市大丰测区地形图.png

基于 POS 辅助的数字航空摄影

这里通过 UCXP 数字航空摄影测量系统来谈论一下。

UCXP 数字航空摄影测量系统，是由美国 Microsoft-Vexcel 公司生产的大幅面数码航摄仪。该产品具有超大影像幅面，达到了 19600 万像素(17310×11310 像素)，具有 6μm 的像素尺寸。有效减少了航线数量、节省了时间并降低了成本，不影响其优异的辐射性能。可更换的机载存储单元为长距离的飞行创造了条件，最小曝光间隔（1.35 秒）允许使用高性能飞机并且确保重叠度。一次飞行可同时获取真彩色、彩红外和全色数字航空影像产品。配备的 GSM3000 三轴稳定平台，可实时调节航摄仪姿态，使其始终保持正确的工作状态。先进的POS-Track 飞行管理系统，实现飞行轨迹的实时监控和像片的定点曝光。

1、航空遥感飞行

以航摄项目新疆伊犁—河谷为例，测区东北边、东南边地势较高，高程都在 1600～2860m 之间，河谷中央大部分丘陵地范围内高程在 750～950m 之间，高差在 1000m 以上。为保证后期 1:1000 比例尺DEM 与 DOM 的制图精度，测区获取影像分辨率为0.08m。

根据航空遥感像机焦距（f=100mm）、CCD 面阵像元分辨率（6μm），影像分辨率为 0.08m，确定相对航高 H 相为 1330m。新疆伊犁河谷测区平地占 43%，丘陵地占 43%，山地占 13%，高山地 1%，地形总体为平丘地，东北角和东南角为山区，最高差 2860m，河谷最低为 750m，对场区南、北部边缘局部山头超过在 1100m 时，需进行航向重叠度加密到 65%；对地形高程超过 1200m的山头，航线旁向重叠度加密到 45%。

本测区采用基于机载 POS 辅助航空遥感技术解算航片外方位元素，依据相关技术规范和要求，需进行检校场飞行。伊犁河谷场区航空遥感飞行检校场选在场区内便于地面测量的在场区内巩留县城。检校场为连续对向飞行的四条航线：N18～N21 航线，每条航线 7 张航片，检校场飞行高度与场区飞行高度相同。在检校场每条航线的 1、4、7 张影像点位上布设地面控制点，另外测量 2 个平高点作为检查点，验证检校场空三作业精度。

2、地面测量

根据《IMU/GPS 辅助航空摄影技术规范》要求，选择了开阔、附近无电波干扰、交通和通讯条件良好、稳定以及易于保存的地方架设基站。参照 GPS 辅助航空摄影技术规定，加密分区大小一般设计为 8-10 条航线，平均每条航线上像片数为航线条数的 2.5-3 倍。

3、数据质量分析

1）飞行质量

伊犁—河谷测区航空遥感数据获取，在进行飞行设计时即导入了 DEM 作为底图进行质量控制，保证了重叠度；在进行实际飞行时，采用 POS Track 飞行管理系统和 GSM3000 稳定平台，使航线弯曲度、影像的重叠度、倾斜角、旋偏角和航高保持均满足规范要求。

2）影像质量

使用航摄系统配套的专业影像处理软件进行航空数码像片的生成，采用逐条航线调色、逐条航线生成的方式，保证每条航线的色彩。经检查，影像清晰、反差正常、色调丰富、颜色饱和、彩色平衡良好、植被的绿色特征明显，相邻片上相同地物的颜色基调一致，像面上无云；能够清晰辨认出与地面分辨率（GSD）相适应的细小地物影像，正确地辨认出航空遥感像片上的各种地物，精确地反映出被摄物体的轮廓。能够建立清晰的立体模型。

3）机载 POS 数据

利用测区检校场内的地面控制点，按照常规方式得到检校场每张像片的外方位元素，与机载 POS获取的数据进行对比，得到系统改正参数。将此参数应用到整个测区中，得到检校后的POS 数据，以便进行下一步的 DEM 和 DOM 生产。

4、DEM 和 DOM生成

利用数字航空摄影资料和外业像控资料，采用基于 IMU/DGPS 辅助空中三角测量方法，以加密分区为单元，将 POS 数据作为带权观测值，引入加密分区像控点，进行区域网联合平差，解求每个模型定向点坐标并获取更高精度的像片外方位元素成果（X、Y、Z, Φ、?、κ）；然后使用使用全数字摄影测量工作站，导入空三加密成果建立立体模型；最后生成 DEM 和 DOM 成果。

UCXP 数字航摄系统，能在获取数码影像后，利用检校后的机载 POS 数据和少量地面控制点，进行大比例尺 DEM 和 DOM 产品制作。