数字摄影测量空三加密的精度控制及应用研究

　　摘要：空三加密是数字摄影测量过程中的一道重要工序。空三加密的精度高低和速度快慢直接影响整个作业的精度和进程，因此在整个过程中要注意每一个环节，保证精度。为了保证作业过程中的精度，就需要制定出一套切实可行的作业方法。针对自动空中三角测量作业流程中存在的一些问题，笔者结合适普软件公司研发的自动空三加密软件Virtuozo-AAT及具体数据进行实际的操作练习，探索出一套切实可行、可靠、快捷的空三加密方法以及作业中的精度保障措施，进一步提高内业加密速度、加密精度。
　　关键词：数字摄影测量；空三加密；精度分析；AATM/PATB系统
　　1 自动空三加密模块介绍
　　VirtuoZo全数字摄影测量系统的影像配准算法具有可靠、快速和精确的优点。其中的自动空三量测（AAT）模块除半自动量测控制点之外，其他所有作业包括内定向、选取加密点、加密点转点、相对定向、模型连接和生成整个测区像点网都可以自动完成。
　　主要功能：
　　1）自动内定向：自动识别影像框标以及计算内定向参数。
　　2）自动生成稳定的、可靠的测区像点网。
　　3）完全支持PATB的各项平差功能，如相机自检校法补偿系统误差和GPS参数联合平差等，可以实现高精度的区域网平差。
　　2 空三加密的原理
　　空中三角测量主要是利用VirtuoZo全数字摄影测量系统来实现，VirtuoZo的影像配准算法具有可靠，快速和精确的优点。其中的自动空三测量模块除半自动测量控制点之外。其他所有作业（包括内定向，选取加密点，加密点转点，相对定向，模型连接和生成整个测区像点网）都可以自动完成。
　　3 空三加密的作业流程
　　空中三角测量是摄影测量生产中的关键步骤。它是将建立的投影光束，单元模型和航带模型以至区域模型的数学模型，根据少量地面控制点，按最小二乘法原理进行平差，解求出各加密点的地面坐标。
　　3.1 数据准备
　　主要完成影像格式转换，创建测区，创建影像列表和内定向三部分工作，为构网平差提供基础。（1）影像格式转换及导入，（2）创建测区，（3）设置测区基本参数，（4）创建影像列表。
　　3.2 确定航带的偏移量
　　在AAT/PATBV3.4界面上单击空三，选择航带间偏移量菜单项。
　　1） 单击移动影像图标或在航带号和影像下拉列表中选择相应影像的文件名，来选择航带间存在旁向重叠的影像。
　　2） 用鼠标左键在上面航带的影像中选取一个明显点，然后在下面航带的影像中量测同名点，并对同名点进行精确量测后保存。由于控制点点号一般为4位数，所以在输入同名点点号时应尽量选择6位数以防覆盖控制点。在确定航带之间关系加点的时候，如果点的位置不好的话，连接就可能失败。
　　3.3 连接点的提取
　　在AAT/PATBV3.4界面上单击空三，选择连接点提取-重新开始提取连接点菜单项-是。系统开始会出现空三连接点自动提取的进度窗口。通过进度窗口中显示的报告，可观察航带的同名点数以及报告中是否有warnings或errors。若报告中有warnings或errors信息时需要进行人工干预。
　　3.4 自动挑点
　　所谓自动挑点就是反复调用 PATB平差程序进行平差，并根据平差结果剔除自动转点中的粗差点，最后根据指定的连接点分布方式挑选精度较高的点保留下来作为加密点。
　　3.5 剔除粗差点
　　点击自动剔除连接点，选择3 5的布局形式，则程序运行PATB软件，选择精度（Accuracy）选项，在控制点平面精度中填入0.10，在高程精度中填入0.10，点击Execute PATB，程序运行结束后，点击EXIT，重复以上步骤，直至程序自动跳出PATB程序，最后备份结果文件为*.tpc。
　　3.6 生成加密点
　　确定所有控制点量测结束后再次进行平差计算，系统调出PATB程序，在Accuracy（精度）一栏设置Set no.1的平面控制点和高程控制点限差均为0.6m，执行PATB程序，之后依次将Set no.1的平面控制点和高程控制点限差改为0.4m，0.2m，保存修改后执行PATB程序，最后保证平面精度为0.2m以内，高程精度一般设定为0.15m以内，加密点生成后退出程序。
　　3.7 加密成果的输出检查与校正
　　打开加密成果文件.pri检查加密精度，通过平差报告可得知所有的控制点精度都合格，控制点2156在影像1157上的位置不准确导致影像重叠度降为2度重叠，连接点1157244、2166223三点分别在影像2164和1156上的位置不准确导致模型点减少到3个。打开交互编辑界面，点击查找点按钮 ，输入点号回车，系统弹出编辑连接点的对话框，用鼠标右键选择图像，用左键点击微调按钮调整点位后点击保存。再次进行平差运算，精度Set no.1的平面控制点和高程控制点限差均设置为0.2m，退出平差运算再次检查评差报告，重复上述步骤直到所有点都合格为止。
　　4 空三精度分析与控制方法
　　4.1 影响平差精度的主要因素
　　1） 直接影响原始观测数据之精度的各项因素原始观测数据包括地面控制点的坐标等其他辅助数据，连同区域网的几何结构，诸如像片的重叠度，连接点和控制点的数量及其分布等因素，共同决定了平差区域的最终精度。其次，在数字化空三过程中，数字化的原始图像质量也非常关键，对精度产生一定的影响。
　　2） 影响区域网之几何强度的各项因素：
　　控制点的数量、分布及精度。
　　摄影覆盖的方式在常规摄影测量作业中，一般都采用具有航向重叠60%和旁向重叠20%的平行航带来构成摄影测量区域。
　　4.2 平差精度的检查
　　一个平差区域做完之后，对作业成果的验收，对作业精度的检查，主要看以下参数是否达标：
　　1） 定向精度：内定向、相对定向、模型连接、绝对定向报告等，查看这些报告中的指标数值是否满足测区精度要求及规范要求。
　　2） 外业点平面高程是否满足限差要求。
　　4.3 空三加密精度的控制方法
　　4.3.1 设置参数时出现的问题
　　1） 如果直接在VirtuoZo-AAT软件中设置参数，会在设置控制点文时出现错误提示致使无法进行以后的工作。所以在VirtuoZo V3.2里的设置测区里进行设置依次设置控制点文件夹、加密点文件夹、摄影比例尺。由于初次接触此软件经常会在Import Images的设置时会出现错误，此项的正确设置应该输入所建立的测区目录里而不是子目录里。
　　2） 在建立相机文件时，应该注意相机文件中的焦距及坐标的输入，其中输入时不能出现空格及其他符号。
　　3） 在输入外业控制点的时候，可以一个个的输入，也可以直接打开控制点文件全部直接导入，在导入的时候有可能出现x，y坐标导入相反，致使后面不能生成模型。
　　4.3.2 编辑连接点时出现的错误
　　1） 在添加连接点的时候，以一张像片为基准，进行加点，之后应该采用手动匹配，如果利用自动匹配，可能会因为预选点在实地不存在而引起误差，导致在其他的影像中并不存在此连接点。
　　2） 未生成加密点文件。在进行手动加点的时候，不应该直接点击交互编辑里的加点。而应该先设置手动加点，否则会在加点完成之后，并不产生加密点文件，或者产生部分加密点文件，在加密点文件里面只有多加点的坐标，却没有自动生成加密点坐标。
　　参考文献
　　[1] VirtuoZo NT全数字摄影测量系统使用手册[M].适普软件有限司.
　　[2] 杨黎康，贾秋菊.VirtuoZo 3.6在自动空三测量及加密中的应用研究[J].科技资讯，2009.
　　[3] 杨爱玲，戴立权.浅析AATM/ PAT-B生产中的应用[J].东北测绘季刊，2001，2 （24）.