航测后期测绘内业工作是整个测绘流程的关键环节。外业飞机拍摄的影像资料需要在内业进行处理。这些处理最终形成数字地图和三维模型。内业工作的质量直接影响测绘成果的准确性。本次毕业论文主要研究航测内业中的几个重要步骤。这些步骤包括空中三角测量、数字高程模型生成、数字正射影像图制作以及三维建模。我们使用计算机和专业软件来完成这些工作。

空中三角测量是第一步。它的目的是恢复航拍影像在空中的位置和姿态。我们首先需要导入影像。影像上必须有重叠区域。相邻照片至少有百分之六十的重叠。左右相邻航线的照片也需要有重叠。软件会自动识别影像中的特征点。这些特征点一般是明显的角落或纹理。软件根据重叠区域内的相同特征点进行匹配。匹配点连接成庞大的点云。这些点云构成了连接所有影像的网络。我们称这个网络为三角网。三角网建立了每张影像的空间关系。这个过程称为空三加密。空三加密完成后，我们获得了每张影像精确的外方位元素。外方位元素就是影像在拍摄瞬间的空间坐标和旋转角度。有了这些数据，所有的影像就被放置在了统一的大地坐标系中。空中三角测量的精度非常重要。它是一切后续产品的基础。如果空三精度不高，后面的模型和地图都会出错。为了提高精度，我们通常需要加入外业测量的控制点。控制点是地面已知坐标的点。它们在影像上也能被清晰识别。我们将控制点的坐标输入软件。软件会利用这些真实坐标来修正和加强整个三角网。这样得到的空三结果就更可靠。

空三完成后，我们开始生成数字高程模型。数字高程模型是描述地面起伏的数据。它是一组规则格网点的三维坐标。生成数字高程模型需要利用空三恢复的立体像对。立体像对是两张有重叠的影像。它们从不同角度拍摄同一块地面。我们在软件中查看立体像对。戴上红蓝眼镜或者偏振眼镜。我们看到的是一个立体的地形。软件可以自动匹配左右影像上的同名点。通过前方交会算法计算出每个点的三维坐标。这个过程是自动进行的。计算机会生成密集的点云。点云包含了地面、房屋、树木的高度信息。这些是地表模型。我们需要的是地面模型。所以要把房屋和树木过滤掉。这个过程叫点云分类。软件有自动分类的算法。它能识别出哪些点是地面点。我们也可以手动编辑。删除错误的点。补上缺失的区域。分类好的地面点云用来生成格网。格网像一张渔网覆盖在整个测区上。每个网格交点的高程由周围的地面点插值得到。最后我们得到了光滑的数字高程模型。这个模型可以用来分析地形。计算坡度坡向。也可以用于工程土方量计算。

有了数字高程模型，我们可以制作数字正射影像图。航拍影像是有变形的。因为相机不是垂直向下拍摄。地形有起伏也会造成像点位移。数字正射影像图就是要消除这些变形。它是一幅像地图一样准确的影像。制作正射影像需要两个数据。一个是原始航拍影像。一个是数字高程模型。处理过程叫做数字微分纠正。软件根据高程模型和影像的外方位元素。逐像素地纠正影像的几何变形。把倾斜影像纠正为垂直视角。同时消除地形起伏引起的位移。纠正后的影像具有了地图的几何特性。每一幅纠正后的影像覆盖一小块地区。我们需要把所有这些小影像拼接成一幅大图。拼接前要调整色彩。不同时间拍摄的影像亮度色彩不一样。直接拼接会有明显的接缝。软件可以自动匀光匀色。让所有影像色调保持一致。然后按照坐标位置进行镶嵌。镶嵌线要尽量沿着道路或河流。避免切割房屋。最终我们得到一整张无缝的数字正射影像图。这张图信息丰富。既有卫星影像的直观。又有地图的精度。它广泛应用于土地调查、城市规划、农业林业等领域。

三维建模是目前航测内业的热点。人们需要真实的三维场景。三维模型比平面地图更直观。我们通过倾斜摄影测量来获取数据。飞机从前后左右五个方向拍摄影像。这些影像包含了地物侧面的信息。空三计算后，我们得到更密集的点云。这个点云不仅有地面点，还有建筑物立面点。软件根据点云自动构建三角网。三角网形成一个粗糙的几何模型。然后软件将影像的色彩纹理粘贴到三角网表面。这个过程叫纹理映射。最后生成一个带真实纹理的三维模型。这个模型像真实的城市一样。我们可以测量建筑物的长宽高。可以模拟日照分析。可以用于数字孪生城市。三维建模的计算量很大。需要性能强大的计算机。模型也需要优化。否则数据量太大无法使用。

在整个内业处理过程中，我们会遇到各种问题。空三匹配失败。影像模糊或者有云影。软件无法找到足够的特征点。我们需要手动添加连接点。控制点布设不合理。导致模型局部扭曲。我们需要检查控制点残差。删除误差大的点。高程模型有空洞。可能是水面或者阴影区域没有匹配点。我们需要手动插值填补。正射影像上有拼接痕迹。我们需要重新调整色彩参数。三维模型纹理错乱。我们需要检查纹理映射的准确性。这些问题都需要耐心解决。内业工作者的经验非常重要。熟悉软件操作。理解原理。能够判断问题所在。找到解决办法。

精度检查是必须的步骤。我们不会完全相信软件的结果。我们会抽取一些检查点。这些点的坐标是外业用更高精度仪器测量的。我们把检查点坐标和模型上的坐标对比。计算中误差。平面中误差和高程中误差都要检查。误差必须小于规范要求。比如一比一千比例尺的地形图。平面中误差不能超过零点二米。高程中误差不能超过零点一米。如果检查不合格。我们需要返回前面的步骤查找原因。可能是空三不够好。可能是控制点有问题。我们必须修正直到精度达标。最后成果需要整理。包括各种数据文件。元数据说明文档。技术报告。提交给客户使用。

航测内业技术发展很快。自动化程度越来越高。人工智能开始用于影像识别和分类。云计算让大规模处理更快捷。但核心原理没有变。内业工作仍然需要严谨和细心。毕业论文是对学习成果的总结。通过研究，我们掌握了从空三到建模的完整流程。我们理解了每个步骤的意义和方法。我们知道如何保证成果质量。这些知识和技能对未来的工作很有帮助。测绘工作为国家建设提供基础数据。我们要认真做好每一个环节。