数码航空摄影测量是当今测绘的重要内容。当前，可用于大比例尺正射影像图生产的数据源包括可量测航摄相机影像(SWDC、DMC、UCX等)、无人机航摄影像数据及ADS系列数码影像[1-3]。可量测数码相机影像较传统的胶片影像获取效率更高，影像更加清晰，在大比例尺正射影像图产品制作中的应用日益广泛[4-7]。

UCX航空数码影像由于其先进的成像技术和较高的数据精度，集成POS数据可实现大规模自动化数据处理，在国内相关领域中广泛使用[8]。本文从生产实践出发，围绕基于UCX数码影像的正射影像生产及其涉及的主要关键技术问题进行了阐述。

1 概况

1.1 区域概况

本文试验区位于甘肃省定西市岷县，地形以山地为主，高差较大，植被丰富，县城位于试验区西侧中心位置。采用UCX相机进行航摄，范围在东经：103°55′～104°25′，北纬：34°21′～34°33′之间。摄影区面积约为1 020 km2，航线数为11条，航线为东西方向敷设。摄影时搭载了高精度的全球卫星定位系统(GPS)和惯性导航系统(IMU)，影像有全色影像(PAN)、真彩色影像(RGB)、彩红外影像(CIR)等3种类型，相机焦距为100.5 mm，地面分辨率为20 cm，航向重叠度65%～75%，旁向重叠25%～35%，数据资料满足1：2 000影像图生产的需要。

1.2 UCX数码相机概况

UCX大幅面数码航摄相机是Vexcel公司推出的新一代航空摄影测量系统，具有大幅面、几何性能优异、自动化处理高冗余度数据等技术优势[9-10]。其像素大小达到7.2 μm，像素总数达到14 430×9 420像素，相机焦距为100.5 mm，有效像幅为67.8 mm×103.9 mm。

UCX相机由8个光学镜头组成，分别为4个全色镜头和红、绿、蓝、近红外4个多光谱镜头。全色镜头沿飞行方向直线排列，间距为8 cm，多光谱镜头对称排列在两侧。在航摄时，当第一个全色镜头到达目标上空时，中心处的1个面阵CCD曝光成像；第二个镜头到达同一位置时，四角的CCD曝光；第三个镜头到达时，上下2个CCD曝光；第四个镜头到达时，左右2个CCD及4个多光谱镜头成像。由于每个全色相机镜头之间的距离仅为8 cm，相邻镜头间的曝光时间间隔很短，数据可看作是在相同位置、相同姿态下获取，这样便有利于CCD面阵数据的拼接，进而得到一个完整的大幅面影像，如图1所示。

  

图1 UCX相机镜头排列及影像获取示意图

2 基于UCX数码影像的正射影像生产

2.1 技术流程与软件系统

基于UCX数码航摄影像开展大比例尺正射影像图生产的基本流程如图2所示。

航空摄影时采用DGPS和IMU获取了每张影像的空间位置和姿态，即获取了每张影像外方位元素的处置，像控点采用按区域网布设的原则。像控点全部按平高点施测，像控点的基线跨度不大于20条，在满足像控点布点方案要求的条件下，还施测了一些检查点，以检查区域网平差的精度。个别外业施测困难的点位，采用了双点测量的方法，确保空三加密的需要。像控点观测采用GSCORS网络RTK定位方法，高程测量采用GPS拟合高程，通过与测区已有三、四等水准点以及国家C级GPS点联测，解算并检核像控点高程。

  

图2 数据处理基本流程

2.2 像控点测量

本文中基于PixelGrid完成影像的空三加密与DEM匹配，利用Geoway DPS进行DEM的立体编辑修改，最后利用Geoway集群式影像处理系统(CIPS)完成影像正射纠正、匀光匀色及分幅镶嵌输出。

在Geoway DPS软件平台中，利用空三成果和原始影像恢复立体像对，将匹配得到的DEM数据叠加到立体像对中，进行人工编辑与检查。DEM编辑时，应兼顾DEM精度对影像正射纠正的影响。试验区内植被覆盖较好，居民地周围、山坡和山沟里长有茂密的植被以及高大的树木，受树木遮挡的影响，此类地区精度可适当放宽。同时考虑到DEM格网点所处的地形位置等因素对DOM精度的影响，在陡砍、高大建筑物的边缘应精确编辑，避免DOM成果变形、拉花。

大比例尺航摄数据及正射影像数据量大，传统单机作业的方式工作量大，经济成本和时间成本较高，需要一种能够在少量人工干预的情况下，自动完成传统航摄数据的一系列处理，快速输出DEM、DOM及其他过程产品的软硬件一体化集成系统。集群技术将若干台相互独立的计算机通过高速网络连接，作为整体可以同时处理多个任务。集群处理技术引进到航摄数据处理的过程，改变了过去单机模式的低效、繁琐的作业方式。本研究中使用Geoway CIPS进行影像处理，该系统采用一系列先进算法，能够接收处理无人机、三线阵相机及框幅式数码影像等多种中高分辨率航空、航天遥感影像，支持DEM的自动匹配、影像正射纠正、镶嵌线自动规划、大区域影像匀光匀色及批量影像分幅输出等数据处理任务。

  

图3 控制点点位略图

2.3 空三加密

空三加密利用PixelGrid软件平台，模型连接的平面和高程误差按《数字航空摄影测量空中三角测量规范》实施，保证定向点和检查点的精度满足要求。由于摄影时采用POS系统记录了精确的像片外方位元素，空三加密采用IMU/DGPS辅助空三的方法。地面控制点点的权重取10，空间GPS点的平面、高程权分别为1.0和0.2。区域网平差之前，要剔除自由网中的粗差点、地面控制点的粗差点。在云覆盖区域，自动匹配的加密点无法满足航线连接的条件，采用手动方法观测连接点，使自由网的连接满足要求。

2.4 DEM、DOM制作

采用Geoway CIPS集群系统逐片进行数字微分纠正，获取单片数字正射影像，通过匀光匀色处理后，使影像的亮度、对比度和色彩基本保持一致，灰度直方图呈正态分布。因摄影死角、地形骤变形成的影像拉花，用相邻航带的影像进行修改。

In order to reach the purpose of energy conservation and costs reduction, if the collision of the bumper does not contact with the automobile body, the wall-thickness of 1.5 mm meets the requirement of energy-saving more.

石油醚、氢氧化钠、无水乙醚、异丙醇、无水硫酸钠、三氯甲烷、冰乙酸、碘化钾、硫代硫酸钠、可溶性淀粉、无水碳酸钠、盐酸、乙醇、高氯酸、磷酸二氢铵、硝酸钯、甲醛、百里香酚酞、邻苯二甲酸氢钾、重铬酸钾：均为分析纯；65%硝酸、30%过氧化氢：优级纯，均购自成都市科龙化工试剂厂；铅元素标准溶液：批号GSB04-1742-2004，购自国家有色金属及电子材料分析测试中心。

以PixelGrid为主要的软件平台，采用遥感影像集群处理技术，进行多视点、多角度、多基线的区域化影像匹配，获取区域DEM，按分幅的要求裁切图幅DEM。

论“壮族三月三”节庆的保护传承及可持续发展 ……………………………………………………………………… 黎 炼（2/51）

3 关键技术探讨

3.1 空间MASK匀光

对于研究区内影像颜色、亮度、对比度差异较大的问题，可通过匀光、匀色处理解决。但当区域较大，内部包含的地物类型较多时，采用单张影像作为匀光模板，会导致整个摄区的影像信息损失，影响DOM成果的美观。本研究中采取了空间MASK匀光的方法。首先将单片正射影像进行重采样，分辨率由0.2 m采样为3.0 m，将低分辨率的正射影像进行拼接，以整体影像为模版进行匀光匀色。图4为拼接后的研究区整体匀光模版。

  

图4 整体匀光模版

3.2 集群影像处理系统应用

像控点点位分布如图3所示。

采用集群式影像处理系统进行大比例尺正射影像图生产，具有以下优越性：(1)大区域DSM集中匹配，减少作业端DSM匹配工作量。(2)可实现大区域正射影像自动纠正。(3)高效地实现大区域影像自动化匀光、匀色处理。(4)采用拓扑规划技术，实现大区域影像的自动拼接处理。(5)可根据图幅坐标自动进行影像镶嵌成图。(6)影像资料及过程数据在集群服务器中存储，减少作业端压力，适应大数据处理需求。

3.3 GPS/IMU辅助空三加密

UCX航摄仪集成了高精度POS系统，在航摄阶段可直接得到影像对应的外方位元素，具有显著减少像控点数量、改善空三精度、降低成本、缩短成图周期等优点。理想情况下，可仅使用POS系统观测的曝光点空间坐标与姿态数据进行空三平差，不需要任何像控点参与。实际上，受外部环境的影响，GPS观测值往往会出现失锁、周跳等情况，影响空间坐标观测精度。同时，IMU观测误差具有随时间延长误差不断积累的特点，不适合长时间单独工作。因此，尽管POS辅助空三的方式能够大幅减少空三加密对控制点的依赖，但受观测精度的限制，仍需一定数量的地面控制点对GPS的漂移误差进行改正。

可见，3G网络提供了更高效的传输速率、更便捷的移动性能和更即时的电子数据服务。3G手机为基于3G的应用提供了高效而便捷的终端基础。如何将这样崭新的平台服务于高校的教学及教学管理，开发更多的基于高校特点的3G手机应用程序是未来的一个研究方向。

参照文献[7], 它的耗散另行在ξh=π处设置r=10加以限定. 改进B最终的系数为al= {-0.032 803, 0.225 61, -0.885 98, 0.110 61, 0.720 07, -0.159 24, 0.021 742}, 如图1所示, 该改进关于色散获得相当大的改善并在整个波数范围满足r≤10. 通过以上改进, 可在较短的距离内从主波面中消除原始的7点6阶中心格式的伪波, 见图2.

4 精度分析

利用外业实测的243个检查点，通过展点的方式，从DOM成果中获取检查点对应的成果量测坐标值，两者对照进行精度评估。精度统计如表1所示。

检查点平面误差分布直方图见图5。

对平面中误差、最大误差进行统计，结果显示，正射影像图平面中误差为0.5 m，平面最大误差为1.4 m。按照1:2 000 DOM成果规范，平面中误差为1.2 m，限差为中误差的两倍，试验区成果满足1:2 000地形图成图精度要求。本文采用的UCX影像处理方法及生产流程能够满足生产需求。

（五）建立科学的评价机制。情感态度与价值观目标达成的评价是比较难的，要解决这一问题，我们就要目标设计中要注重结果的开放性、多元性。教师只要指明学生需要从事的学习任务是什么，不精确规定每个学生应从这些活动中习得什么，目标是追求每个学生学习结果的个性化表现。

 

表1 精度统计表

  

成果量测值点号东坐标北坐标东坐标北坐标ΔYΔX1***13418.4***0688.35***13418.56***0688.490.130.142***13335.47***0621.56***13335.31***0621.600.160.043***13418.78***0673.72***13418.72***0673.460.060.264***12668.64***1208.06***12668.36***1208.170.270.115***12680.96***1195.09***12680.75***1195.240.220.15…………………243***45890.18***3799.06***45891.01***3799.730.830.67

  

图5 平面误差分布统计图

5 结 语

UCX航摄仪具有幅面大、像素分辨率高等优点，结合试验数据进行分析，其获取的影像质量好，POS数据精度高，立体效果较好，边缘清晰。利用外业施测的控制点，结合航摄数据进行空三加密，制作的正射影像平面中误差达到0.5 m，数字高程模型中误差达到0.8 m，满足相关技术规范的要求。采用空间MASK匀光方法可有效降低整个整个测区影像信息损失，提高影像质量。集群式影像处理及GPS/IMU辅助空三加密技术的使用，能够缩短成图周期，大幅提升数据处理效率。

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