空三加密是数字摄影测量产品生产的关键工序,影响着航测产品的生产效率与质量。其核心内容是依据相片上的像点坐标,用摄影测量的方法解求测区中所有影像的外方位元素,并基于摄影过程的几何反转,重建可量测的几何立体模型,然后解求出地面点的空间坐标。
传统的空三加密,对控制点的数量和分布要求严格,需要大量的人工操作,生产效率低。随着GPS技术的发展,利用GPS/IMU辅助空三加密能在满足加密精度要求的基础上,最大程度地减少或不使用地面控制点,大大提高了空三加密效率。目前,国内学者对不同软件采用GPS/IMU辅助空三加密进行了实验,实验结果表明,在数据预处理、空三匹配、人工干涉消除点位相关粗差以及精度检查等生产环节上仍需较长时间。
INPHO是欧洲著名的数字摄影测量系统,由德国Ackermann教授研发,用于空三加密处理的模块为MATCH-AT,具有较强的自动点匹配能力和高精度的点位预测能力。
一、INPHO软件下快速空三加密流程
就INPHO而言,属于数字摄影测量系统,其MATCH-AT被用来处理快速空三加密,具有不可忽视的关键性作用。MATCH-AT是专业的空三加密软件,自动匹配有效连接点的功能强大,在地位位置较弱的地区也可以很好地进行匹配,比如沙漠、深林,从而减少人工参与度。提升工作效率。
1、工程设置。主要包含:相机文件设置;影像引入;GPS/IMU数据引入;像控点引入;单位设置等。需要注意的事项:第一,相机参数必须严格按照相机检验报告填写,尤其注重相机像素大小、相机焦距、主点偏移、纠正参数的正确性;第二,引进GPS/IMU数据以及控制点数时注意GPS数据和IMU数据坐标系统要相同,数据ID和影像ID一致,并且设置标准差。
2、自动生成航向。可以根据实际飞行手动设置航线,也可以根据程序根据GPS/IMU数据自动计算航线。
3、生成金字塔影像。影像必须做金字塔影像处理,便于后期显示和连接点匹配,一般建议建立内部金字塔。
4、内定向。框幅式影像需进行内定向,数码影像可以不做内定向。
5、检查航线拼接。主要是检查影像是否拼接正确,平均高程是否设置合理等。需要注意的事项:像方坐标的正确设置是保证正确拼接的关键,平均高程的准确性在航线拼接质量以及后续自动连接点的查找过程中起到了关键作用。存在的问题和解决措施:第一,航线内有断点,检查工程设置过程中自动或者手工生成航线时是否有漏片。第二,影像不显示。检查是否做金字塔影像工具中PREFERENCE-DISPLAY是否明确勾选。第三,航线内影像排列反向,检查相机文件坐标系XY方向设置。第四,影像拼接质量差,检查平均地面高程设置。
6、连接点自动生成。在此期间,采用DTM初始化可以提升运算速度和效率。前期阶段,要设置匹配策略,DTM数据源和标准差等。容易出现的错误和解决方案:第一,检查航线影像排列是否正确,或者重新选择匹配方法。第二,个别影像GPS/IMU数据差距大,检查该影像上是否有连接点或者连接点是否正确,没有点要人工加点,有错误的点首先要删除误点,再人工加点后重新平差计算。
7、检查连接点。在PHOTOMEASUREMENROOL工具中检查连接点质量。遵循先整体后局部的理念,在整个区域网内检查连接点是否分布均匀,航线是否变形,是否有区域没有点或者点很少的现象,如果存在,要明确原因,查看统计表格,对于误差较大的点给予删除。
8、控制点测量先在PHOTOMEASUREMENROOL工具中量测,然后在stereo-comparator measurement立体观测下精准量测,以此获取项目控制点。
9、检查连接点、平差。平差,查看STSTISTICS,修改或者删除误差较大的连接点。在实际生产期间,使用传统加密软件和match-at同时开展加密工作,在满足精度要求的基础上进行。
二、INPHO空三加密作业效率提高方法探讨
1、控制点量测
INPHO软件空三加密有两种控制点量测方案:方案一是在模型连接点自动匹配前,人工量测所有控制点,然后进行测区模型连接点的自动匹配;方案二是在模型连接点自动匹配前,在测区边缘及中部均匀地加入少量控制点,待测区模型连接点自动匹配完成后作一次区域网平差,再根据软件自动预测点位的方式添加剩余控制点。
2、分区二次匹配
利用INPHO软件进行空三加密时,进行合理化的空三加密,分区做好二次匹配工作。相关人员要科学划出其中的空洞区域,使其成为加密区中的一个子区,有效展开二次匹配工作,科学叠加二次匹配结果,使其出现在整区空三匹配结果中。在此基础上,相关人员还要根据空洞区域具体情况,科学划出的基础上,将其作为对应的独立加密区,科学展开二次匹配工作。随后,相关人员要全方位仔细观察测区间匹配空洞区域情况,看其空洞区域中POS是否具有较高的精准度,如果不具有,需要根据区域中影像标准点位,添加合理化的同名像点,再进行合理化的二次匹配,对比、分析的基础上,看区域中是否还存在匹配空洞,点位分布是否均匀。随后,根据具体情况,便可以科学叠加分区匹配结果,对整个测量区域进行合理化的空三精准度检查,促使其中的模型控制点以及连接点具有较高的精准度,最大化减少运算量、人工作业量的基础上,有效提高NIPHO软件下快速空三加密作业整体质量。
3、检查空三精准度
自动匹配处理完成后,可通过空三平差结果文件查看模型连接点和控制点的精度。但空三平差结果会受到平差参数设置的影响,因此还需在立体环境下检查空三精度。
在此过程中,MapMarix、Geolord-AT等空三软件具有多样化功能,但不具有较好的查看功能,需要科学转移空三结果,优化利用其他软件,全方位仔细检查空三精准度。对于这方面来说,相关人员可以借助INPHO软件下的DTMaster模块,查看空三精准度,不需要转换空三加密格式等,所输出的格式还呈现出多样化的特点,利于全面、客观分析后期一系列测量信息数据。在INPHO软件作用下,可以全方位仔细检查模型连接点各方面情况,立体模型是否出现视差现象,客观检查密分区外围,尤其是那些模型连接点分布特别少的地区,比如,水域分布区。INPHO软件可以检查出模型控制点所处点位是否合理,借助DTMaster模块,构建全新的矢量图层,做好标记,和原始信息数据进行合理化对比、分析。此外,INPHO软件下快速空三加密法可以准确把握测区周围空三接边的具体精准度,看其是否在规定范围内,将区域模型连接点巧妙融入到附近的测区中,促使不同测区各模型连接点处于统一的网络结构体系中,客观分析量测的基础上,准确把握对应的接边差值,根据存在的问题及时进行合理化处理,提高INPHO软件下空三精度检查整体质量,最大化缩短检查时间的基础上,有效提高快速空三加密整体效率以及质量。
三、结束语
利用INPHO软件进行POS辅助下的空三加密工作可有效减少外业控制点数量,甚至在地形平坦地区可做到无像控点的空三加密,软件稳定性与其他系统进行比较来说是较高的,可减少外业工作量,缩短工程周期,提高生产效率。
参考文献:
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