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摘 要：文章介绍徕卡ADS80数字航空摄影测量系统的组成及特点，对数字影像数据后处理方面的技术内容，包括空中三角测量，数字高程模型的建立，数字正射影像生成等制作流程做了简要阐述。
关键词：ADS80；测量；DEM；DOM
经济社会的快速发展对地理测绘信息产业提出了更高的要求，如何快速高效地获取地理影像资料，以及地理信息数据及时更新是地理测绘信息产业服务社会发展的保证。基于传统单模型测图技术虽然也相当成熟，不过其需要较繁重的航测外业工作。随着ADS80数码航空摄影系统的出现以及数码摄影测量技术的日渐成熟，这些问题得到了根本性的解决，文章将介绍徕卡ADS80数字航空摄影测量系统，以及数字影像数据后处理方面的技术内容。
一、徕卡ADS80系统及特点
ADS80系统机载数字航空摄影测量系统目前最先进的推扫式机载数字航空摄影测量系统。徕卡ADS80系统集成了惯性导航定向系统和全球卫星定位系统，其采用了12000像元的三线阵CCD扫描以及专业的单一大孔径焦阑（远心）镜头，通过一次飞行就可以获取包括前视、底点以及后视的三度重叠、连续无缝的、具有相同影像分辨率，徕卡ADS80系统可以呈现良好光谱特性的全色立体影像以及彩色影像和彩红外影像。徕卡ADS80相机系统的基本参数如下：例如IMU型号Ring-laser gyro相机的频率为200Hz；焦距为62.77mm；CCD像素大小为6.5um，全色波段线阵为2×12000像素（交叉）；RGB和NIR波段线阵的像素为12000像素，FOV视场角为64°，前视方向与底点夹角为27°，底点与后视方向夹角为14°，前视方向与后视方向夹角为41°。
二、数字影像数据后处理
（一）解析空中三角测量
目前ADS80数据处理软件主要是徕卡公司的Xpro，平差模块Orima己内嵌于其中，不需单独调用。使用ADS80线阵影像空三数据处理步骤如下：
1.数据准备：包括测区基本信息、飞行情况、控制点坐标及点之记、像机文件、IMU/GPS数据解算成果及L0影像。在此过程中应特别注意影像和像机文件的存放路径，以避免产生不必要的麻烦。
2.航带建立：利用Xpro的Block Preparation模块建立航带，指定其名称及存放路径，根据后缀名为*.RNV或*.sol的Trajectory File计算整个测区的平均经纬度，然后根据需要添加后缀为*.stp的航线文件，Save Block后即完成航带的建立过程。
3.匹配自动连接点：在Xpro的Triangulation模块下，设置匹配所采用的波段。徕卡ADS80共有12个波段，选择其中3个参与自动点的匹配，通常选择默认的PANBI4A，PANF00A和PAN F27 A全色波段。
4.自由网平差：在Xpro中，一个Scenario相当于一个新的工程，在此基础上进行初步平差，给定初始的Sigma0后反复迭代直至计算值收敛在Sigma0，并实时观察连接点的匹配情况，确定连接点数量是否满足平差要求，在必要时进行添加或修改。
5.量测控制点：导入测区WGS84坐标系和UTM投影下的控制点坐标，并为其设置各个方向上的权值。保存后，在Measurement窗口按照点之记对每个控制点进行量测。
6.区域网平差：在GPS Parametrization的Type下拉菜单中选择Datum进行区域网平差，设定各观测值权值，并不断迭代直至收敛且各观测值的分析指标符合预期要求，然后在*.odf文件中写入成果（write toblock），生成新的外方位元素数据*.odf.Adj。
7.使用空三更新后的odf数据，用Xrpo的Recti-fier模块生成L1级影像，满足制作后续产品的需要。
（二）数字高程模型建立
以Microstation V8及MAS系统、Inpho软件、ArcGIS9.3等进行DEM的制作为例介绍基于ADS80系统的数字高程模型建立。主要作业流程包括：DTM数据采集、DTM接边、DEM制作、DEM编辑、DEM镶嵌与分幅等。
1.DTM数据采集，常用的DTM数据的采集方法有2种：一是由软件自动匹配获取数据，该方法是DTM数据采集的主要方法，但由于影像自动匹配和滤波的局限性，对于地形较为复杂的地方，还需进行人工干预和修改。另一种方法是采用传统的在立体模型下人工采集必要的特征线，即对自动匹配不能反映地貌特征的地方需要补采特征数据。另外，考虑到刚区范围外数据接边的问题，在自动匹配和人工采集DEM基础数据时，范围需外扩大约50m。
2.DTM数据接边，相邻DTM接边不应出现漏洞，接边处的高程应符合地形连续的总体特征。如果出现跳变，应在立体下检查是否符合地貌特征，不能随意进行平差修改。
3.DEM数据编辑，首先在Inpho软件下输出经检查、修改后的只保留真实地面高程信息的DTM数据：软件自动匹配点（经人工干预后）数据输出为LAS格式，人工采集的特征线输出为dxf格式。其次根据作业要求将整理好的dwg数据制作为一定间距的ArcGrid数据，该操作在ArcGIS软件下进行，最后由软件直接输出为mig格式的DEM数据。
4.DEM制作过程，首先，对三维采集数据进行初步整理，检查飞点飞线，确认没问题后转成CAD的dwg格式。另外，因Inpho软件匹配输出的是LAS数据，且数据量较大，前期数据检查、处理和合并均在Global Mapper下进行。然后，在ArcGIS环境下生成Raster，并套合刚区范围线进行自由边裁切。最后，利用DEM图幅裁切程序，进行批量分幅并自动转化输出为img格式。
（三）数字正射影像生成
徕卡ADS80数据处理及正射影像图制作的工艺流程主要有两大部分：第一部分是徕卡ADS80影像及IMU/GPS数据处理，第二部分是制作正射影像图（DOM）。徕卡ADS80数据处理及正射影像图制作工艺流程。 正射影像图制作包括空三加密、生成L1级影像、生成DSM与DEM、生成DOM等几个步骤。
1.空三加密。需要的数据包括L0级影像、解算后的外方位元素、外业控制点及检查点成果。主要步骤包括自动连接点匹配及编辑连接点、导人并判刺外业控制点及检查点、平差计算输出成果。
2.生成L1级影像。应用空三加密后生成的外方位元素成果对L0级影像进行纠正，得到L1级影像。L1级影像基本消除了变形，可用于立体观测。
3.生成DSM与DEM。在Xpro中使用“DSM Extraction”模块可以从ADS80数据中提取高密度点云。根据DSM的不同用途需要设置相应的DSM提取模式，其中“Full Resolution”，用于正射纠正，”Full Resolution（Urban）”模式用于城市三维建模。在自动生成DSM时一般建议选用3个全色波段参与自动匹配，这三个波段分别是：PANBI4A，PANF00A，PANF27A。在匹配生成DSM时应根据不同的地形地貌选择较为合适的匹配策略，比如遇到山地时应选择较为平缓的过滤，避免将山体过滤掉。
将生成的DSM导人第三方软件生成数字高程模型（DEM）。在编辑DEM时，对不同特点的正射影像图应采取不同的精度标准。考虑到DEM的编辑误差对最终DOM精度的影响以及地物所处像片的位置因素，应仔细编辑处于条带边缘位置的DEM，这样有利于满足DOM成图精度要求。
4.生成DOM。利用DEM将L1级影像纠正成正射影像图，可生成全色、彩色、彩红外三种DOM成果。在DOM制作环节，因其是条带状影像，只需将条带间影像人工完成镶嵌，即可得到整块区域；然后按图幅分幅裁切生成DOM。生产DOM时应检查生成的正射影像成果，对拉花、变形的地物进行重新编辑DEM，得到正确的正射影像成果。
三、结语
测绘技术的不断进步，同时伴随着全球定位系统、大地水准面精化等高科技技术的不断与之融合互补，目前的徕卡ADS80数字航空摄影测量系统具有良好的性能，基于徕卡ADS80数字航空摄影测量系统的空中三角测量，数字高程模型的建立，数字正射影像生成等技术在未来应用前景或更加广泛，为我国新时期的测绘事业的健康快速发展提供了可靠工具。
参考文献
[1] 高立.ADS80航空摄影测量系统的特点与应用[J].测绘与空间地理信息，2011，34（06）：212-214.
[2] 李力.ADS80航摄仪空中三角测量数据处理方法的研究[J].测绘标准化，2013，29（04）：35-37.
[3] 郑凤娇，王祥，谭雪梅.基于ADS80制作武汉市1：10000数字高程模型[J].地理空间信息，2015，13（03）：81-84.
[4] 王晓艳，杨超，王安.基于ADS80的数据处理及正射影像图制作技术[J].北京测绘，2015（06）：99-102.
作者简介：曹曦（1980- ），男，山西太原人，本科，东方通用航空摄影有限公司，工程师，研究方向：数字航空摄影测量以及影像数据后处理。
关键词：ADS80；测量；DEM；DOM
经济社会的快速发展对地理测绘信息产业提出了更高的要求，如何快速高效地获取地理影像资料，以及地理信息数据及时更新是地理测绘信息产业服务社会发展的保证。基于传统单模型测图技术虽然也相当成熟，不过其需要较繁重的航测外业工作。随着ADS80数码航空摄影系统的出现以及数码摄影测量技术的日渐成熟，这些问题得到了根本性的解决，文章将介绍徕卡ADS80数字航空摄影测量系统，以及数字影像数据后处理方面的技术内容。
一、徕卡ADS80系统及特点
ADS80系统机载数字航空摄影测量系统目前最先进的推扫式机载数字航空摄影测量系统。徕卡ADS80系统集成了惯性导航定向系统和全球卫星定位系统，其采用了12000像元的三线阵CCD扫描以及专业的单一大孔径焦阑（远心）镜头，通过一次飞行就可以获取包括前视、底点以及后视的三度重叠、连续无缝的、具有相同影像分辨率，徕卡ADS80系统可以呈现良好光谱特性的全色立体影像以及彩色影像和彩红外影像。徕卡ADS80相机系统的基本参数如下：例如IMU型号Ring-laser gyro相机的频率为200Hz；焦距为62.77mm；CCD像素大小为6.5um，全色波段线阵为2×12000像素（交叉）；RGB和NIR波段线阵的像素为12000像素，FOV视场角为64°，前视方向与底点夹角为27°，底点与后视方向夹角为14°，前视方向与后视方向夹角为41°。
二、数字影像数据后处理
（一）解析空中三角测量
目前ADS80数据处理软件主要是徕卡公司的Xpro，平差模块Orima己内嵌于其中，不需单独调用。使用ADS80线阵影像空三数据处理步骤如下：
1.数据准备：包括测区基本信息、飞行情况、控制点坐标及点之记、像机文件、IMU/GPS数据解算成果及L0影像。在此过程中应特别注意影像和像机文件的存放路径，以避免产生不必要的麻烦。
2.航带建立：利用Xpro的Block Preparation模块建立航带，指定其名称及存放路径，根据后缀名为*.RNV或*.sol的Trajectory File计算整个测区的平均经纬度，然后根据需要添加后缀为*.stp的航线文件，Save Block后即完成航带的建立过程。
3.匹配自动连接点：在Xpro的Triangulation模块下，设置匹配所采用的波段。徕卡ADS80共有12个波段，选择其中3个参与自动点的匹配，通常选择默认的PANBI4A，PANF00A和PAN F27 A全色波段。
4.自由网平差：在Xpro中，一个Scenario相当于一个新的工程，在此基础上进行初步平差，给定初始的Sigma0后反复迭代直至计算值收敛在Sigma0，并实时观察连接点的匹配情况，确定连接点数量是否满足平差要求，在必要时进行添加或修改。
5.量测控制点：导入测区WGS84坐标系和UTM投影下的控制点坐标，并为其设置各个方向上的权值。保存后，在Measurement窗口按照点之记对每个控制点进行量测。
6.区域网平差：在GPS Parametrization的Type下拉菜单中选择Datum进行区域网平差，设定各观测值权值，并不断迭代直至收敛且各观测值的分析指标符合预期要求，然后在*.odf文件中写入成果（write toblock），生成新的外方位元素数据*.odf.Adj。
7.使用空三更新后的odf数据，用Xrpo的Recti-fier模块生成L1级影像，满足制作后续产品的需要。
（二）数字高程模型建立
以Microstation V8及MAS系统、Inpho软件、ArcGIS9.3等进行DEM的制作为例介绍基于ADS80系统的数字高程模型建立。主要作业流程包括：DTM数据采集、DTM接边、DEM制作、DEM编辑、DEM镶嵌与分幅等。
1.DTM数据采集，常用的DTM数据的采集方法有2种：一是由软件自动匹配获取数据，该方法是DTM数据采集的主要方法，但由于影像自动匹配和滤波的局限性，对于地形较为复杂的地方，还需进行人工干预和修改。另一种方法是采用传统的在立体模型下人工采集必要的特征线，即对自动匹配不能反映地貌特征的地方需要补采特征数据。另外，考虑到刚区范围外数据接边的问题，在自动匹配和人工采集DEM基础数据时，范围需外扩大约50m。
2.DTM数据接边，相邻DTM接边不应出现漏洞，接边处的高程应符合地形连续的总体特征。如果出现跳变，应在立体下检查是否符合地貌特征，不能随意进行平差修改。
3.DEM数据编辑，首先在Inpho软件下输出经检查、修改后的只保留真实地面高程信息的DTM数据：软件自动匹配点（经人工干预后）数据输出为LAS格式，人工采集的特征线输出为dxf格式。其次根据作业要求将整理好的dwg数据制作为一定间距的ArcGrid数据，该操作在ArcGIS软件下进行，最后由软件直接输出为mig格式的DEM数据。
4.DEM制作过程，首先，对三维采集数据进行初步整理，检查飞点飞线，确认没问题后转成CAD的dwg格式。另外，因Inpho软件匹配输出的是LAS数据，且数据量较大，前期数据检查、处理和合并均在Global Mapper下进行。然后，在ArcGIS环境下生成Raster，并套合刚区范围线进行自由边裁切。最后，利用DEM图幅裁切程序，进行批量分幅并自动转化输出为img格式。
（三）数字正射影像生成
徕卡ADS80数据处理及正射影像图制作的工艺流程主要有两大部分：第一部分是徕卡ADS80影像及IMU/GPS数据处理，第二部分是制作正射影像图（DOM）。徕卡ADS80数据处理及正射影像图制作工艺流程。 正射影像图制作包括空三加密、生成L1级影像、生成DSM与DEM、生成DOM等几个步骤。
1.空三加密。需要的数据包括L0级影像、解算后的外方位元素、外业控制点及检查点成果。主要步骤包括自动连接点匹配及编辑连接点、导人并判刺外业控制点及检查点、平差计算输出成果。
2.生成L1级影像。应用空三加密后生成的外方位元素成果对L0级影像进行纠正，得到L1级影像。L1级影像基本消除了变形，可用于立体观测。
3.生成DSM与DEM。在Xpro中使用“DSM Extraction”模块可以从ADS80数据中提取高密度点云。根据DSM的不同用途需要设置相应的DSM提取模式，其中“Full Resolution”，用于正射纠正，”Full Resolution（Urban）”模式用于城市三维建模。在自动生成DSM时一般建议选用3个全色波段参与自动匹配，这三个波段分别是：PANBI4A，PANF00A，PANF27A。在匹配生成DSM时应根据不同的地形地貌选择较为合适的匹配策略，比如遇到山地时应选择较为平缓的过滤，避免将山体过滤掉。
将生成的DSM导人第三方软件生成数字高程模型（DEM）。在编辑DEM时，对不同特点的正射影像图应采取不同的精度标准。考虑到DEM的编辑误差对最终DOM精度的影响以及地物所处像片的位置因素，应仔细编辑处于条带边缘位置的DEM，这样有利于满足DOM成图精度要求。
4.生成DOM。利用DEM将L1级影像纠正成正射影像图，可生成全色、彩色、彩红外三种DOM成果。在DOM制作环节，因其是条带状影像，只需将条带间影像人工完成镶嵌，即可得到整块区域；然后按图幅分幅裁切生成DOM。生产DOM时应检查生成的正射影像成果，对拉花、变形的地物进行重新编辑DEM，得到正确的正射影像成果。
三、结语
测绘技术的不断进步，同时伴随着全球定位系统、大地水准面精化等高科技技术的不断与之融合互补，目前的徕卡ADS80数字航空摄影测量系统具有良好的性能，基于徕卡ADS80数字航空摄影测量系统的空中三角测量，数字高程模型的建立，数字正射影像生成等技术在未来应用前景或更加广泛，为我国新时期的测绘事业的健康快速发展提供了可靠工具。
参考文献
[1] 高立.ADS80航空摄影测量系统的特点与应用[J].测绘与空间地理信息，2011，34（06）：212-214.
[2] 李力.ADS80航摄仪空中三角测量数据处理方法的研究[J].测绘标准化，2013，29（04）：35-37.
[3] 郑凤娇，王祥，谭雪梅.基于ADS80制作武汉市1：10000数字高程模型[J].地理空间信息，2015，13（03）：81-84.
[4] 王晓艳，杨超，王安.基于ADS80的数据处理及正射影像图制作技术[J].北京测绘，2015（06）：99-102.
作者简介：曹曦（1980- ），男，山西太原人，本科，东方通用航空摄影有限公司，工程师，研究方向：数字航空摄影测量以及影像数据后处理。