POS辅助航空摄影正射影像图制作与应用
摘要：以制作衡阳市1:2000数字正射影像图为例，总结了1:2000数字正射影像制作的技术要点与基本流程，介绍自动DEM制作正射影像图的制作方法，阐述了衡阳市1:2000正射影像图的实际应用情况，并指出数字正射影像图有着广泛的应用前景。

关键词：航空摄影正射影像图制作POS系统
前言：随着数字航空摄影和航天摄影技术的不断发展，摄影数字测绘产品的不断完善，以及数字产品社会需求日益扩大。

数字正射影像图以其地面信息丰富，地物直观，工作效率高，成图周期短、成本低、精度高的优势已经越来越多地被广泛应用。

1.正射影像图制作技术简介
正射影像图是以数字高程模型为基础，对航空相片（或者航天相片）进行数字微分纠正、数字镶嵌，根据图幅范围裁切生成带有方格网、图廓内外整饰的影像数据的底图，根据用户的需求还可附有等高线和地名。

衡阳市数字正射影像图成图比例尺为1:2000，航空摄影采用带POS辅助空三的摄影系统，摄影地面分辨率为0.2米，像对覆盖地面范围约为1.7平方公里。

由于航空摄影带有POS系统，因此，外业相片控制测量只需要布设少量的控制点，通过DPgrid进行空中三角测量，利用数字摄影测量工作站进行数字高程模型（DEM）的制作、数字正射影像的自动生成和数字正射影像的镶嵌，对镶嵌后的影像进行匀光、匀色处理，使影像色彩（灰度）达到基本一致，使正射影像的整体视觉效果舒适，最后根据内图廓线进行影像的裁切，数字正射影像图制作完成。

2.制作正射影像图的工艺流程
根据衡阳测区影像图生产实践，总结出利用POS航空摄影数据制作正射影像图的基本流程。

具体流程如下：
图1 正射影像图生产流程
1）POS数据解算
IMU/DGPS数据处理采用POSPac MMS后处理软件包。

POSpac MMS软件的GNSS-Inertial Processor数据处理模块结合IAKAR惯性辅助动态模糊度解算采用tightly coupled紧密耦合算法双向解算联合平滑处理得到以200HZ的采样频率输出位置与姿态参数；
CalQC模块通过自动或半自动的量测所得到的像点坐标（tie/pass points），利用POS设备本身所获取的6个外方位元素作为辅助值进行整体平差，将视准轴误差Boresight和坐标平移量解求出来，并通过检校场粗差探测与区域网平差对安装偏心角的安装误差进行最优估计，获得稳定解。

EO模块针对用户需要的投影和坐标系统，经过参数转换，片号对应，纳入偏心角改正后，输出用户需要的每张航片的外方位元素。

2）外业像片控制测量
每一个加密子区四周必须布设4个平高控制点，子区东西两端可间隔一条航线布设一个平高控制点，对应航线上约15条基线布设一个平高控制点。

每个子区均匀选刺10-20个平高碎布点，作为检查点检测空三加密精度。

3）联合空三加密
通过DPgrid海量航空遥感影像的自动空中三角测量自动匹配技术获取影像间的连接点，然后利用外业控制点和GPS/IMU等辅助测量参数，采用机载GPS 辅助空三联合光束法区域网平差计算，精确解算航空遥感影像的外方位元素。

4）自动数字高程模型建立
目前，较多的是利用数字摄影测量工作站进行自动化的DEM数据采集。

此时，可按影像上的规则格网利用数字影像匹配进行数据采集。

若利用高程直接解求的影像匹配方法，也可按模型上的规则格网进行数据采集。

实际作业中对自动生成的DEM数据，由于高出地表建筑物和植被对DEM数据的真实性有影响，因此，必须通过人工干预，消除建筑物、植被等的投影差，确保地表DEM的真实性。

5）生成正射影像图
根据生成的DEM，选择适当的正射影像生成参数，即可生成数字正射影像图。

将生成的数字正射影像无缝镶嵌，然后进行匀光匀色处理，正射影像应清晰、纹理信息丰富，片与片之间影像尽量保持色调均匀、反差适中，一般相邻正射影像影像中相同地影像灰度均值与方差应一致，灰度值之差应小于15。

图面上不得有图像处理所留下的缺陷，然后利用软件图廓整饰模块对片块影像进行裁切分幅。

6）正射影像图接边
正射影像图接边重叠带不允许出现影像模糊或重影，相邻图幅正射影像应进行接边。

3.质量控制
外业像控点测量本项目采用的HNCORS系统进行观测，为了检查其精度地可靠性，利用了部分C级GPS点对像控点进行观测，与CORS观测精度进行对比检查。

正射影像图平面精度检查，先按像对进行检查，镶嵌后再进行整体检查，检查正射影像图平面精度是否符合规范要求，城中区可用与原来大比例尺地形图套合检查的方法进行，城外部分可用采集碎部点的方式进行检查。

相邻像片正射影像图接边精度是否符合限差要求，相邻图幅正射影像图接边精度是否符合限差要求；相邻像片、相邻图幅正射影像图色调一致性，接边处影像清晰度。

4.正射影像图的应用
数字正射影像图越来越广泛的在洪水监测、河流变迁、旱情监测；农业估产；土地覆盖与土地利用土地资源的动态监测；荒漠化监测与森林监测；海岸线保护；生态变化监测等领域得到了应用。

这次衡阳共完成1:2000正射影像图15310平方公里，在目前开展的农村集体土地确权发证工作中得到了应用，大大提高了确权的精度与工效，即将开展的数字城市建设也将使用到这次数据，预计十年内在衡阳的经济建设中将发挥他的重要作用。

5结束语
采用POS航空摄影技术，提高了影像图的制作精度，简化了数字正射影像图制作工艺，整个衡阳市1:2000正射影像图制作，从航摄到最后提交成果只用了9个月的时间，使成果的现势性得到了大大的提高。

参考文献：
1、张祖勋, 张剑清. 数字摄影测量学[M]. 武汉: 武汉大学出版社, 1997 .
2、CJJ8-2010, 城市测量规范[ S] .
3．GB 7931-2008，1：500，1：1000，1：2000地形图航空摄影测量内业规范.。