基于DEM的航空摄影技术设计方法研究

■安素敏

（辽宁省地理信息院 辽宁 沈阳110034）

基于DEM的航空摄影技术设计方法研究

■安素敏

（辽宁省地理信息院 辽宁 沈阳110034）

在分析基础地理信息的过程中，航空摄影技术是影响航测成图质量的重要因素，同时也是影响地理信息分析效度和信度的核心，因此，不断完善航空摄影技术是十分必要的。本文分为三部分，分别论述和分析了我国航空摄影技术设计现状，基于DEM的航空摄影技术设计方法以及基于DEM的航空摄影技术应用优势。

DEM航空摄影技术设计方法研究

0 引言

航空摄影是地形图和影像图的基础信息源，是地理信息系统的主要资料源，在更新和优化信息的过程中扮演着重要的角色。在信息时代迅速发展的今天，地理信息测绘部门及相关信息分析单位对航空摄影技术的要求也越来越高，因此，航空摄影技术的创新设计是社会发展的必然选择。DEM是用来描述众多特性空间分布的有序数值阵列，是可以表示地形起伏的三维有限数字阵列，适合于各种定量分析和三维建模，将DEM应用于航空摄影技术设计中可以进一步扩展航空摄影技术的应用范围，提高该技术的可靠性。

1 航空摄影技术设计现状

1.1 航空摄影技术设计

航空摄影技术设计水平是影响航空摄影质量的关键，同时也是航空摄影的基础环节。为了保证航空摄影工作的顺利完成，提高航空摄影技术设计的合理性和应用性是十分必要的。航空摄影技术设计系统主要由航摄设计用图、航摄比例尺、航摄分区划分和相关参数计算等多项内容，在设计过程中要按照一定的要求和标准，严格把关和控制各项设计内容，提高设计的整体水平[1]。

1.2 航空摄影技术设计现状

航摄分区划分、相关参数计算和航线敷设是航空摄影技术设计中难度最大的部分，其工作量相当繁重，复杂程度相对较高。现阶段，随着时代的发展，新型航空摄影技术设计已经得到了一定的发展，但是由于传统设计在航空摄影中产生了根深蒂固的影响，因此一些部门仍然守旧，维持传统设计的继续应用。新型航空摄影技术设计以现代先进技术为支撑，借鉴现代技术在飞行导航中的应用经验，取得了较大的复发展，例如美国的ASCOT和德国的CCNS4等，这两项技术在我国航空摄影工作中得到了一定的发展和应用[2]。

1.3 航空摄影技术设计存在的问题

航空摄影技术设计存在的问题主要包括以下三个方面：（1）相关研究部门对航空摄影技术设计的研究较少，研究重点主要落实在导航方面；（2）设计所需大部分信息均来源于纸图，人工劳动量较大；（3）在航空摄影技术设计过程中忽视了地形特征的影响，从而使设计方案的可靠性降低。

2 基于DEM的航空摄影技术设计方法

基于DEM的航空摄影技术设计方法在结合DEM和GIS的基础上，充分考虑了地形特征对航空摄影设计的影响，在GIS技术的支持下，将DEM作为数据基础，借助一些数学模型和运算方法，解决目前存在于航空摄影技术设计中的问题。下面对基于DEM的航空摄影技术设计中航摄分区划分、相关参数计算和航线敷设三部分进行详细的分析[3]。

2.1 划分摄影分区

划分摄影分区是航空摄影设计的基础，同时也是指导后续设计工作的重要内容。基于DEM的航空摄影设计，划分摄影分区方法总结为以下步骤：（1）在地形参数数据库的作用下，将其检测到的摄区范围所在的图幅单元作为摄影分区划分的基元；（2）通过四向邻域的方法，以基元为中心向外扩散，在扩散过程中要保证区域的连续性，当基元与相邻图幅单元满足一定的划分高差条件时，新的图幅单元会与基元合并在一起，形成一个临时分区。当基元与相邻图幅单元不满足一定的高差条件时，新的图幅单元就会以新的基元形式存在，并继续与相邻图幅单元进行高差值的比较，直到相邻的图幅单元不再满足自动换分分区的高差条件为；3.将摄区自动划分为多个符合标准的摄影分区。

2.2 相关参数的计算

地形参数数据库的建立是保证航空摄影设计水平的重要设计内容，其中包含的计算参数有单元高程信息和单元各点的坡度等，针对不同的地形，要满足不同的地面坡度范围和地面高差，具体内容如表1所示[4]。

地形类别 地面坡度（°） 地面高差(m)山地 6-25 300-600丘陵地 2-6 80-300高山地 >25 >600平地 <2 <80

高程参数计算公式：

2.3 航线敷设

航线敷设设计是航线和像主点位置设计的总称，在设计过程中要满足一定的重叠度要求，即相邻像片的重叠部分与整个图幅长的比值要满足一定的要求。在计算重叠度的过程中还要注意地形起伏特征对计算结果的影响，从而保证航线设计的准确性。在设计像主点位置时，要在数据基础DEM中获取与主点位置相关的数据信息，并按照一定的重叠度要求通过计算机算出像主点位置和航线位置，通过这种计算方式得到的航线敷设设计具有较高的准确性。

3 基于DEM的航空摄影技术设计优势

首先，基于DEM的航空摄影技术是信息时代的产物，其具备一定的先进性和时代性，其对于实现航空摄影的全面信息化建设具有重要的意义。其次，基于DEM的航空摄影技术设计在GIS技术和DEM技术的共同作用下，优化了航空摄影各个方面的信息源，提高了地理信息测绘和分析的准确性。

4 结论

综上所述，基于DEM的航空摄影技术设计方法具备较强的应用性和发展潜能，其对于提高航空摄影质量具有重要的价值与意义。

[1]严荣华,朱武.基于DEM的航空摄影技术设计系统的建立与应用 [J].测绘通报, 2003,02:4-7.

[2]朱武,严荣华.基于DEM的航空摄影技术设计方法 [J].测绘科学,2002,04:42-44+1-0.

[3]段福洲,宫辉力,朱琳.变基线数字航空摄影航线设计与飞行控制——基于DEM的设计方法 [J].自然灾害学报,2008,06:17-20.

[4]谭成国,范业稳,司顺奇.基于DEM的地理坐标系下航空摄影技术设计 [J].测绘科学, 2008,02:84-87.

P217[文献码]B

1000-405X（2016）-12-187-1