第1章绪论
1.1 选题依据和研究意义
遥感技术（Remote Sensing）是上世纪60 年代兴起的一门技术。广义上遥感即遥远感知，指一切无接触的远距离探测，包括电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。作为上世纪新兴起的3S（GPS、GIS、RS）之一，在国民建设、国防保障和抗震救灾中发挥了巨大的作用。随着摄影测量学的发展和小型飞行器技术的不断发展，机载航空遥感在众多遥感技术中脱颖而出[1]。
机载航空遥感是指利用飞机、飞艇、气球等作为传感器运载工具在空中进行的遥感技术，是由航空摄影侦查发展而来的一种多功能综合性探测技术。依飞行器的工作高度和应用目的，分为高空航空遥感（10000m~20000m）、中空航空遥感（5000m~10000m）和低空航空遥感（<5000m）三种类型的遥感作业。具有机动、灵活的特点。飞机作为航空遥感的主要平台，具有分辨率高、调查周期短、不受地面限制和资料回收方便优点；高空气球或飞艇作为传感器搭载平台具有飞行高度高、覆盖面大、空中停留时间长、飞行成本低和飞行管制简单等优点[2]。
相比传统的航空摄影测量方法，无人机航空遥感具有以下优点：①无需考虑人的因素，使用者只需将飞行信息输入计算机，由地面人员对飞行器进行控制，尤其在低空飞行或危险区域飞行时，可有效降低安全风险；②飞行成本降低，由于减少了人的重量，飞行器设计时无需安装飞行人员驾驶设备、语音通讯设备以及安全设备等，有效减轻飞行器重量，减少了飞行器生产费用以及人员费用；③精度高，飞行灵活，利用无人机进行大比例测图可以达到很高的精度，同时飞行器一般体型较小，方便运输，消耗少，因此可以根据需要连续飞行，在短时间内完成多架次飞行任务[3]。
1.2 国内外研究现状
国际上很早就对航空遥感投入了大量投资进行研究，在航线规划设计方面，最具有代表性的是Carl Zeiss 与Intergraphy 公司共同开发了Z/I Imaging 数字航摄像机系统中的任务规划(ImageStation Mission Planning, 简称ISMP)软件,他称之为“航测过程中的一个创新性的解决方案”(an innovative solution for aerialsurvey procedures)。此外，诸如此类的国外软件还有ASCOT、CCNS4 等。国外的这些软件多为成型的商业软件，售价昂贵，有些软件与传感器绑定销售，为推广和应用带来不便。
第2章系统功能分析以及开发方案设计
机载航空遥感辅助系统的主要是为了满足航线设计自动化和航片质量检查快速化而提出的，本系统主要设计两个模块：航线规划设计模块和航片质量检查模块。航线规划设计模块主要完成根据航区和航线以任意方位角进行航线设计；航片质量检查模块要求在短时间内完成对航向重叠度、旁向重叠度以及旋偏角的检查。
2.1 系统功能分析
航线规划设计模块要求满足以下几方面要求：
1. 采用全国的SRTM 作为规划的DEM，同时能够导入矢量(shp)、DRG、影像作为底图导入。
2. 能够按照传感器参数进行南北、东西和任意方向的航线设计。
3. 能够进行关于道路选线、河流等线状地区的规划。
4. 设计好的文件能够进行修改编辑，同时具备导成shp 的能力。航片质量检查模块要求满足以下几个方面：
1. 根据任务规划书，能够检查影像的航向重叠度、旁向重叠度和旋偏角。
2. 形成缩略图。将原始影像进行缩略处理，能够查看指定影像，浏览所有影像以及影像按照相对位置排列的重叠图，并能进行基本的视图操作。
3. 形成评价报告。具体报告包括航向重叠度及其超限报告，旁向重叠度及其超限报告，旋偏角及其超限报告，云曝光度报告和综合报告等。
第3 章数据结构设计................................... 17
3.1 航线规划设计模块数据结构设计...................... 17
3.2 航线规划设计模块数据结构之间的关系................ 23
3.3 航片质量检查模块数据结构设计...................... 24
3.4 文件结构设计略述.................................. 26
第4 章系统解决的关键问题............................. 27
4.1 读取SRTM 的DEM 数据并生成纹理显示算法............. 27
4.2 航区DEM 高程点统计加速算法........................ 29
4.3 依据航区任意方位航线设计算法...................... 31
4.4 依据线状地物航线设计算法.......................... 33
第5 章机载航空遥感预处理系统的实现................... 45
5.1 航线规划设计模块功能及应用........................ 45
结合国内外研究现状，以四川安县飞行数据为基础，研制了机载航空遥感辅助系统。系统的主要解决了航线规划和航片质量检查的关键问题，取得的具体成果有：
1. 研究了不同地理信息数据可视化表达方法：对不同地理信息数据结构解析，转化为自定义数据格式并进行可视化，地形数据以纹理方式显示。
2. 研究了地形数据在航线规划设计中的应用：探讨了地形数据的存储方式和显示方式，并优化了航区内高程点统计算法。
3. 研究了航区航线等实体抽象化表达方法：通过构造点、线、面等基本几何模型，添加属性数据来表达航区、航线、断面线等实体，并分析了各数据模型之间的关系。