摘要：本文對ADS40航空攝影系統進行簡單的介紹和與傳統的航測法生產數字線劃圖相比較采用ADS40航攝的優勢，介紹采用ADS40航飛生產大比例尺地形圖流程以及對某些工序做進一步的闡述，并對同一地區采用不同航攝儀生產同種比例尺地形圖在數學精度方面進行比較和分析。

　　關鍵詞：ADS40,優勢,流程,工序,精度

　　1 ADS40概述

　　1.1 ADS40 航空攝影測量系統簡介

　　ADS40是徠卡公司率先推出一種集成POS的高分辨率機載三線陣推掃型數碼航空攝影測量系統。該系統由以上幾部分組成，如圖1。該系統CU40中集成了GPS接收機和用于定位與定向POS系統，POS系統通過對IMU數據和GPS數據的實時處理，保證了飛機的平穩平飛行，同時為后來影像的外方位元素的提供了高精度的初始值。IMU集成在 SH40鏡頭上，PAV30可以實時接受POS系統的修正。為控制、協調、監視各個獨立部件的運行，ADS40還提供了圖形化的飛行控制管理系統FCMS，大大減輕了用戶正確操作傳感器的壓力。

　　圖 1

　　ADS40航空攝影測量系統能夠同角度同時獲取5個波段(R，G，B，IR，PAN)專業的影像來滿足航測成圖與遙感應用需求，其中RGB為真彩色波段、IR為近紅外波段，PAN為全色波段。該系統還能夠同時獲取前視、中視、后視100%重疊的連續無縫的地面影像，以及具有相同分辨率三個全色波段與四個多光譜波段數字影像。

　　1.2 與傳統的航測法成圖相比較采用ADS40成圖的主要優勢

　　1.2.1影像質量更高

　　由于在飛行過程中，利用GPS/IMU聯合制導，使得航高、航線彎曲度等得到很好的控制，保證了飛行質量，基座的補償裝置也有效抑制了旋偏角及俯仰角;同時6.5 mm × 6.5 mm的CCD像元保證了數字影像的高清晰質量。

　　1.2.2 更大的航向重疊和可視區域

　　ADS40三線陣推掃式攝影測量系統同時獲取前視角度28°、下視0°以及后視角度14°的三個視角的影像，而且是連續成像，因此在航向形成200%的重疊，在下視通道近似正射的成像方式，有效避免了地物的相互遮擋，因此在數據立體采集時有更多的選擇構成立體相對，以便于相互補充。

　　1.2.3 影響成果精度環節減少

　　ADS40直接獲取的數字影像，較傳統模擬航飛避免了相片掃描環節的誤差，更重要的是引進了GPS/IMU輔助航空攝影，減少了外業控制測量的數量，提高影像數據源的精度。同時在影像后處理上引入了該地區大地水準面精化模型，因此在高程精度上與傳統航測法成圖有一個較大的提高。

　　1.2.4 更高的工作效率

　　ADS40航飛是獲取是以整條航帶為單位的數字影像，經過空三加密后，經過一定數量的像控點檢查后，即可進行立體采集，節省了大量的常規攝影測量需要進行大量像控點測量的時間。同時，由于影像是以行帶為單位，因此在后續立體測圖中避免了頻繁更換像對的工作，大大提高了立體測圖效率。

　　2 采用ADS40影像生產大比例尺地形圖流程及部分工序介紹

　　2.1生產的一般流程

　　利用ADS40生產大比例尺地形圖涉及到影像數據的獲取、處理以及利用空三影像模型生產矢量線劃數據，利用矢量線劃數據制作成調繪底圖進行外業調繪，最后依據調繪底圖再進行編輯形成最終成果­­——數字線劃圖，具體流程如圖2。

圖2

　　2.2生產流程中部分工序介紹

　　2.2.1像控點及檢查點測量工序

　　ADS40像控點作用主要用于空三加密完成后，由WGS84坐標系向國家(或地方)坐標系的轉化;檢查點主要作用空三加密后的整個航線數據進行質量評定。

　　像控點的布設要求在每個加密區四周和中心各布設一個像控點即可。對于區域網內航線間有凸凹變化的，需要在變換處再布設一個像控點。在空三加密中由于ADS40像控點加點是在單片平面環境下進行的，為了避免由于平面位置變化而使高程出現較大的變化，選點時盡量避開高程變化銳利而影像變化相對平緩的區域。

　　檢查點的布設根據航線的長度布設1～2個檢查點，相鄰航線之間以品字形排列。檢查點的點位選擇要求影像清晰的地物折角頂點處，要求該點位于平坦區域，如球場線、道路斑馬線、平房角等。

　　在利用ADS40航攝影像進行加密時，對像控點和檢查點的布設不同于傳統的像控點和檢查點布設要求嚴格，保證點位精度即可。

　　2.2.2空三加密工序

　　Orima(空中三角測量加密系統)是Leica公司針對ADS40航空影像推出空三加密軟件，通過對自動連接點的逐級剔出，達到規定要求，加入外業控制點和引入大地水準面精化成果，平差計算，輸出改正后的ODF文件。Orima數據管理是基于工程項目的數據管理結構，數據存儲在工程目錄中，目錄與工程文件具有相同位置。空三加密計算對各項指標的限差要求如下表1：

　　空三加密各項指標評定表 表1

　　2.2.3內業立體矢量采集工序

　　ADS40的立體采集與傳統的不一樣，不再需要做像片內定向、相對定向及絕對定向，直接引用坐標系文件和大地水準面精化成果，讀取影像數據立體測圖。Leica Photogrammetry Suite(簡稱LPS)是徠卡推出的新一代航空數字攝影測量軟件，它可以對ADS40數據、Quick Bird數據、傳統框幅式相機的數據進行處理，也可以對傳統框幅式航片進行空三加密。在ADS40方面主要應用在工程的創建和DEM提取，通過LPS進入立體測圖。目前，國內能夠對ADS40數據進行立體測圖的軟件有：MapMatrix 2006、VirtuoZo for ADS40等。

　　2.2.4外業檢測矢量數據數學精度工序

　　由于采用ADS40航攝方法進行大面積生產大比例尺地形圖，到目前為止，在國內只有某個副省級城市從2008年開始，利用ADS40在市域內生產1：500比例尺地形圖約1200Km2，生產1：2000比例尺地形圖約2500Km2。為了保證空三加密成果的數學精度，需要在大量開展內業立體矢量采集工序作業之前，需要對每個加密區內的每條行帶的首尾以及中間部分進行外業實地精度檢測。通過對同名地物點外業實地采集坐標和空三立體模型下采集的坐標進行平面和高程方面的比對，以外業采集點坐標為真值，按照高于相應比例尺地物點精度要求的標準評價空三加密成果。

　　3 與傳統航攝法成圖精度比較

　　以某市統一地區采用常規航測法和ADS40航攝分別生產的1：500比例尺地形圖為例，從平面位置絕對精度、高程精度和平面位置間距精度三個方面對該地區1：500比例尺地形圖進行精度檢測。

　　3.1 實例說明

　　該地區分別于2005年采用RC30和2008年采用ADS40進行數碼航空攝影，具體情況如下表2。

　　攝影料情況表             表2

　　3.2檢查情況及結果分析

　　3.2.1檢查方法

　　平面位置絕對精度采用全站儀極坐標法外業采集地物點坐標，高程精度采用全站儀三角高程或直接水準或GPS-RTK的方法采集地面高程，間距精度采用外業隨機量取鄰近地物點間距的方法，與用RC30和 ADS40兩種航攝影像生產的數字線化圖上同名點坐標、高程和間距相比較，以評定用不同航攝儀影像生產的地形圖的精度指標。

　　3.2.2檢查情況與分析

　　檢測樣本所在區域為該市的主城區，按照1：500比例尺此類地區成圖精度要求：圖上地物點相對于鄰近平面控制點的點位中誤差不大于圖上±0.5mm，相鄰地物點的間距中誤差不大于圖上±0.4mm;建筑區和平坦地區的高程注記點相對于鄰近圖根點的高程中誤差不大于±0.15m。

　　在該區域內共檢測了40個平面位置點，其中房角點31個，電桿9點;高程點檢測了50個，這些點都分布在道路和有硬鋪裝的地面上;間距量測了40條邊。具體情況如下表3。

　　各項精度統計表                表3

　　從表3中，可以看出在利用RC30和ADS40攝影儀進行航攝生產大比例地形圖在精度方面并沒有明顯的區別，尤其是高程精度方面在大比例尺地形圖生產中并沒有體現出明顯的優勢。經分析，影響大比例尺數字線劃圖最終成果精度的因素很多，如：RC30的外業像控點精度、ADS40所使用的IMU精度以及穩定性和可靠性、內業立體采集誤差、外業調繪中量測各種數據的精度都將影響到成果的總體精度。

　　4 結 語

　　ADS40數字航攝儀在提高生產效率方面較傳統航空攝影有著明顯優勢，同時，隨著我國大地水準面精化工作進一步深入，國產化軟件的開發和完善，ADS40必將在大比例尺成圖方面有著更加廣泛的應用。

　　在ADS40高程精度方面的優勢，筆者還要進一步在中小比例尺方面做進一步的試驗和總結。

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