国产大视场面阵航摄相机大比例尺航测成图几何精度验证

袁修孝; 袁巍; 袁修柳

doi:10.13203/j.whugis20260021

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国产大视场面阵航摄相机大比例尺航测成图几何精度验证

摄影测量与遥感 | 更新时间：2026-11-05

- 国产大视场面阵航摄相机大比例尺航测成图几何精度验证
- Geometric Accuracy Verification of Domestic Large-Format Area Array Aerial Camera for Large-Scale Digital Aerial Photogrammetric Mapping
- 武汉大学学报（信息科学版） 2026年51卷第8期页码：1646-1656
- 作者机构：
  
  1.武汉大学遥感信息工程学院,湖北武汉，430079
  2.东北大学国际灾害科学研究所,日本仙台，9808572
- 作者简介：
  
  袁修孝，博士，教授，主要从事航空航天摄影测量高精度对地目标定位理论与方法的研究和教学工作。yuanxx@whu.edu.cn
  袁巍，博士，副教授。wei.yuan@tohoku.ac.jp
- 基金信息：
  
  国家高层次人才特殊支持计划专项(610400090);国家高分专项（民用部分）(50-H31D01-0508-13/15);日本学术振兴会基金项目(23K13419);日本文部科学省青年研究人员战略性职业发展计划-东北地区跨学科融合全球研究人才培养计划（TI-FRIS）(J260000343)
- DOI：10.13203/j.whugis20260021
  中图分类号： P237
- 收稿：2026-01-15，
  
  纸质出版：2026-08-05
- 稿件说明：
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袁修孝,袁巍,袁修柳.国产大视场面阵航摄相机大比例尺航测成图几何精度验证[J].武汉大学学报（信息科学版）,2026,51(8):1646-1656.

YUAN Xiuxiao,YUAN Wei,YUAN Xiuliu.Geometric Accuracy Verification of Domestic Large-Format Area Array Aerial Camera for Large-Scale Digital Aerial Photogrammetric Mapping[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2026,51(8):1646-1656.
袁修孝,袁巍,袁修柳.国产大视场面阵航摄相机大比例尺航测成图几何精度验证[J].武汉大学学报（信息科学版）,2026,51(8):1646-1656. DOI：10.13203/j.whugis20260021

YUAN Xiuxiao,YUAN Wei,YUAN Xiuliu.Geometric Accuracy Verification of Domestic Large-Format Area Array Aerial Camera for Large-Scale Digital Aerial Photogrammetric Mapping[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2026,51(8):1646-1656. DOI：10.13203/j.whugis20260021

摘要

以中国AFC-900超大面阵航测相机为研究对象，利用自行研发的全自动数字摄影测量系统Imagination为平台，定量检验了其在各类地形、各种大比例尺航测成图中的几何精度。首先将AFC-900安装在中国运-12飞机上，对某北方平原典型城市地区获取了0.04 m地面采样距离（ground sampling distance

GSD）的航摄影像，然后对相机自带POS AV610系统观测到的GPS数据采用精密单点定位技术求取WGS84系下的GPS摄站坐标，并实施GNSS辅助空中三角测量（aerial triangulation

AT），接着采用基于光流场的航摄影像密集匹配方法全自动生成数字表面模型（digital surface model，DSM），并直接由密集匹配三维点云全自动生成数字正射影像图（digital orthophoto map，DOM），在无人工干预下依据检查点客观评价AT、DSM和DOM的几何精度，最后利用AT结果在商用数字摄影测量工作站上人工测绘数字线划图（digital line graphic，DLG），交由专业测绘产品质检机构对DSM、DOM和DLG野外实地检测，全方位评定了AFC-900相机大比例尺航测成图的几何精度。经室内外精度检测表明，利用AFC-900相机获取航摄影像的摄影测量加密达到实地上平面和高程中误差分别为±0.088 m和±0.096 m的高精度水平，均优于2.5 GSD；成图平面和高程精度分别达到±0.214 m和±0.187 m。实验揭示了AFC-900大视场面阵航摄相机可以满足中国现行平地区域1∶500地形图数字航空摄影测量测图规范的精度要求，在高效率、高精度大比例尺航测成图方面极具潜力。这将为其在测绘、国土、城市规划、实景三维中国建设等领域的规模化应用提供技术依据。

Abstract

Objectives

With the rapid development of domestically manufactured aerial cameras in China

systematic verification of their geometric accuracy in digital aerial photogrammetric mapping has become essential for promoting their widespread applications. This study focuses on the domestic AFC-900 ultra-large-format aerial camera

systematically verifying its geometric accuracy in large-scale digital aerial photogrammetric mapping across various terrains by using the self-developed fully automatic digital photogrammetric system Imagination.

Methods

Aerial images with a 0.04 m ground sample distance (GSD) were acquired over a typical urban flat terrain in northern China using a Yun-12 aircraft. The GPS data observed by the onboard POS AV610 system were processed via precise point positioning (PPP) to determine exposure station coordinates in the WGS84 reference frame

followed by GPS-supported aerial triangulation (AT). A digital surface model (DSM) was then automatically generated using an optical-flow-field-based dense image matching method

and a digital orthophoto map (DOM) was directly produced from the derived dense 3D point clouds without manual intervention. The geometric accuracies of the AT

DSM and DOM were objectively assessed using ground check points under fully automatic conditions. In addition

a digital line graphic (DLG) was manually compiled from the AT results on a commercial digital photogrammetric workstation

and the accuracies of the DSM

DOM and DLG products were further evaluated through field inspection by a professional surveying and mapping quality inspection agency.

Results

The results show that the GPS-supported bundle block adjustment based on AFC-900 images achieved root mean square errors of ±0.088 m in planimetry and ±0.096 m in elevation

both better than 2.5 GSD. The final mapping products reached planimetric and vertical accuracies of ±0.214 m and ±0.187 m

respectively.

Conclusions

These results demonstrate that AFC-900 satisfies the accuracy requirements of China's current specifications for 1∶500 topographic mapping in flat terrain areas and has strong potential for efficient and high-precision large-scale digital photogrammetry. The study provides an important technical basis for its broader application in surveying and mapping

land management

urban planning

and real-scene 3D city modeling in China.

关键词

Keywords

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