空中三角测量常见问题和解决方法论文

浅谈空中三角测量常见问题探讨和解决方法【摘要】本文概要介绍了自动空中三角测量软件virtuozo aat 作业原理。

并根据作者多年实践经验比较详细地介绍了自动空中三角测量中区域网平差解算时遇到的问题及解决方法。

【关键词】空中三角测量；区域网平差；作业原理
随着计算机技术及摄影测量理论的发展，摄影测量已从传统的模拟、解析摄影测量迈入全数字摄影测量时代。

全数字摄影测量系统中空中三角测量成为自动化程度最高的一道工序。

自动空三在理想状态下可以自动内定向、自动相对定向、自动模型连接、半自动区域网平差解算，最后输出加密点坐标。

本文将结合virtuozo aat 阐述在空三加密作业过程中区域网平差解算时经常出现的问题及解决办法。

1 自动空中三角测量
所谓自动空中三角测量（俗称空三加密）就是利用模式识别技术和多影像匹配等方法代替人工在影像上自动选点与转点，同时自动获取像点坐标，提供给区域网平差程序解算，以确定加密点在选定的坐标系中的空间位置和影像的定向参数。

自动空中三角测量的特点是：①、自动化程度高，作业速度快，作业效率高。

②、高效可靠的剔除粗差。

③、加密精度高。

④、可以自动处理包含交叉航线和分断航线的复杂测区。

2 自动空中三角测量作业原理
2.1 建立区域网
首先需将整个测区的光学影像（航摄影像）逐一扫描成数字影像 (数码影像除外)，然后输入航摄仪检定数据，建立测区文件、摄影机信息文件、地面控制点坐标文件和影像列表文件。

2.2 自动内定向
自动内定向是通过对影像中框标点的自动识别与定位来建立数字影像中的各像元行、列数与其像平面坐标之间的对应关系。

通过这一步基本上消除了像片因扫描、压平等因素导致的变形。

2.3 自动相对定向
自动相对定向是用特征点提取算子从相邻两幅影像的重叠范围内选取均匀分布的明显特征点，并对每一特征点进行局部多点松弛法影像匹配，得到其在另一幅影像中的同名点。

2.4 自动模型连接
模型连接是对每幅影像中所选取的明显特征点，在所有与其重叠的影像中，利用核线（共面）条件约束的局部多点松弛法影像匹配算法进行自动转点，并对每一对点进行反向匹配，以检查并排除其匹配出的同名点中可能存在的粗差。

2.5 区域网平差
由作业员直接在计算机屏幕上对地面控制点影像进行判识并精确手工定位，然后通过多影像匹配进行自动转点，得到其在相邻影像上同名点的坐标。

经过这种人工读取外业控制点后，进行区域网平差，完成绝对定向。

绝对定向结束后，就可以输出加密点的坐标，结束空三加密工作。

由于各个测区情况不同，在区域网平差解算时，会出现不同的问题。

下面阐述一下出现最常见问题的原因和解决办法。

3 像控点误差超限
3.1 影像质量差
航飞质量和扫描质量有问题，例如底片片基本身有一定的系统变形，或在航摄、摄影处理、扫描过程中都可能会受到某种应变力的作用而造成动态的几何变形，会使加密时内定向和相对定向超限，使模型连接点少，甚至模型连接失败，即使经过人工处理模型连接成功，在自由网平差时，程序自动删除误差较大的模型连接点，造成个别像片上模型连结点少，导致模型连结强度差，加密区域网变形。

导致像控点误差超限。

解决方法：自由网平差后，在交互编辑中加模型连结点，必须保证每张影像在标准位置上最少有3个3片重叠连结点，与上下航线最少各有一个6片重叠点。

3.2 像控点目标改变
内业作业员遇到以下几种情况还按像控点刺点说明观测，会导致像控点高程或平面超限。

3.2.1 外业布设像控点时，布设目标与航摄时发生变化（如航摄时墙高1米，布像控点时墙已加高成1.5米）。

3.2.2 因为像片影像很小，外业人员在实地刺点时刺错或刺偏点位。

3.2.3 外业人员有时方向辨别错误，说明把东南角说成西南角等等。

解决的方法：及时与外业参与作像控人员沟通，认真分析，观测正确位置。

3.3 对像控点辨认误差超限
区域网空三加密时，即使外业布设的平高控制点密集，系统误差补偿理想，但内业作业员判读像控点时辨认误差是一个不可忽视的问题。

不同的测区地物地貌不同，扫描影像灰度和清晰度也不同，都会影响内业作业员对像控点的判读。

3.3.1 像片的标准位置没有明显地物目标，控制点选在小树中心、土坎拐角等位置。

3.3.2 像控点点位实地较好，而像片影像被树木、植被、楼房等阴影遮盖（如楼下的围墙）。

3.3.3 由于航飞或扫描影响，控制点点位局部影像发虚。

3.3.4 其他原因，如个别控制点高程测至地面，外业没标建筑物高（由于上下航线投影不一致，有一条航线影像看不见地面），或外业个别点点位略图画错等等。

这些像控点位置空三加密作业员观测判读时很难找到准确位置，造成内业观测位置与外业布点位置误差较大。

或者即使外业像控点目标明显，内业作业员观测不认真，也可造成观测错误，导致控制点误差偏大。

解决办法：内业认真判断、理解外业说明，外业控制点点位目标不明显可反复预测判读。

4 区域网变形
由于各个测区情况不同，每个加密区的大小形状也不同，区域网形状不规则，致使部分像控点误差按一定规律超限。

这种问题解决时可以把按一定规律将超限的部分控制点放在一组，使这一组缩小限差放大权值后平差计算即可。

5 平差解算时出现程序不运行或自动退出平差解算界面。

5.1 像控点坐标是大地坐标。

区域网平差解算时，像控点坐标应转成数学坐标系坐标。

5.2 像控点或加密点坐标文件中有重点号，在一个加密区域网内不允许有相同点号。

5.3 像控点文件中平面坐标和高程坐标没有分组号。

5.4 个别像控点有大错。

由于种种原因，个别外业提供的像控点坐标出现大的错误。

5.5 个别模型或个别航线没有连接成功。

区域网内个别模型虽然自动模型连接成功，但在自由网平差时，程序自动删除误差较大的模型连接点，造成航向或旁向连接失败。

6 结束语
在加密过程中，原始资料一定要使用正确。

内定向是空三加密的基础，相对定向和模型连接关系到整个加密区域网的稳固程度和加密出多少个点，直接关系到下工序精度，读取外业像控点进行区域网平差解算更是加密中重中之重。

加密这道工序，读错一个像控点，不仅会影响一个加密区精度，甚至可以影响到一个工程建设。

所以要认真判读像控点点位，分析误差情况，提高自动空三加密精
度。

参考文献：
[1]李德仁，周月琴，金为铣，摄影测量与遥感概论，北京：测绘出版社，2001
[2]张剑清、潘励、王树根摄影测量学 . 武汉测绘科技大学,2003.6
[3]适普软件有限公司，自动空中三角测量软件virtuozo aat 使用手册，2002
[4]王国明，吕德风，吴淑清，基于virtuozo数字摄影测量系统的正射影像制作，测绘工程，2000，4，p49—51
[5]航空摄影测量（内业）编写组. 航空摄影测量[m],北京:国家测绘局教育处,1990.。