Inpho 在无人机应急测绘保障中的应用

0 引 言

近年来，地质和自然灾害频发，准确快速地获取区域范围内受灾区的高空间分辨率影像，对防灾减灾和快速应急响应至关重要。随着数码航摄仪在航空摄影测量中的应用日益成熟，无人机、机载 LIDAR 和高分卫星影像的应用也日趋广泛，使得摄影测量可以在 1 000 m 以下进行低空作业，不仅可以机动灵活、高效快速、精细准确地获取测区范围内的地形信息和高空间分辨率影像，而且可以在云下摄影，这对于恶劣天气中的应急救灾和地质灾害调查和评估及其重要。

1 应急测绘保障研究现状

为了降低地震灾害所造成的损失程度，在地震发生后，应迅速准确地获取灾情信息，快速评估出灾害损失，并制定出救灾策略。以往，灾情信息的获取主要依靠人工实地勘测调查来实现，不但工作量非常大，效率低，费用高，且震后往往余震不断，存在着很大的人身安全隐患。

随着遥感技术的发展，遥感影像的获取在一定程度上代替了人工实地勘察成为一种有效的灾情获取手段，如 1966 年邢台震后灾情信息获取开始使用遥感技术[1]。但是由于卫星遥感受运行周期及空间分辨率的影像，并不能满足震后影像获取及时性的要求，在一定程度上限制了其在应急救援方面的应用。

由于传统的载人航空摄影要考虑到飞行人员和设备的安全，且受到气候条件和飞机起飞场地的限制，成本较高，无法保证数据的实时采集，无人机( Unmanned Aerial Vehicle，UAV) 作为卫星遥感和载人航空摄影的补充手段应运而生[2 - 3]。无人机实现了获取影像信息实时性、成本低、影像分辨率高、不存在人身安全隐患的目标，在震害应急救援中具有广阔的应用前景。

无人机的优势使其在应急响应中起到了重要的作用，但是由于无人机重量轻、抗风性能差，影像像幅小、投影畸变差大。受天气影像，传感器飞行姿态不稳定导致航飞影像按照 POS 排列后出现明显的重叠度偏差，由此导致空三加密连接点匹配错误或者无连接点匹配[4 - 5]。另外，由于雾霾、水汽和灰尘影响造成的航飞影像清晰度差的问题对后期的空三加密连接点匹配和地形信息提取也非常不利。因此，如何在后期影像空三加密、DTM 提取、正射校正和镶嵌匀色中解决以上问题，直接影响应急方案的制定。

2 Inpho 应急测绘保障应用

Inpho 是欧洲著名的航空摄影测量与遥感处理软件，由斯图加特大学 Fritz Ackermann 阿克曼教授创建于德国， 1980 ～ 1990 年提供空三和地形建模产品，1990 ～ 2000 年成为数字摄影测量的组件供应商，提供地形自动化提取和自动化三角测量的产品。Inpho 针对全数字航空摄影测量在应急响应中的问题具有一套完整的解决方案。首先，MATCH - AT 空三加密模块通过多级金字塔，特征级和最小二乘匹配方法保证每张像片超过 100 个连接点匹配，从而保证所有像片连接成一个整体。对于平差后的结果，MATCH - T DTM /DSM 提取模块提取出高精度，全像素的 DTM。其次，OrthoMaster 正射校正模块支持分布式处理与多线程运算，从而很好地保证大测区数据处理速度。最后，OrthoVista 镶嵌匀色模块自动生成拼接线，智能绕开建筑物，可以将任意大小、任意来源正射影像进行全局拼接匀色存储到一个 BigTIFF 文件中。