張沖沖

摘 要：本文以南昌1∶2000數(shù)字化地形圖成圖及數(shù)據(jù)入庫項目為背景，分析了全數(shù)字化航空攝影測量一體化成圖方法及數(shù)據(jù)入庫的流程，全文是筆者項目實踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：航測 數(shù)字化成圖 數(shù)據(jù)入庫 空三測量

中圖分類號：P23 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（c）-0026-02

1 技術(shù)設(shè)計方案

ADS40相機(jī)采用CCD線陣推掃方式，同時獲取前視、下視、后視三個視角的圖像，由這些圖像構(gòu)成立體模型。此外，ADS40系統(tǒng)集成了GPS/IMU設(shè)備，構(gòu)成了可在航攝的同時記錄了外方位元素的POS單元，數(shù)據(jù)處理較為復(fù)雜。利用ADS40數(shù)碼航攝資料，進(jìn)行航測測圖作業(yè)，與傳統(tǒng)的框幅式航攝有著不盡相同的作業(yè)方法（見表1），作業(yè)流程如圖1。

2 有關(guān)精度及其它要求

（1）采用1 m基本等高距，圖幅高程大于50 m的丘陵山地用2 m等高距，高程注記點密度為圖上每5～20個/100 cm2。

（2）外業(yè)空三檢查點精度。

①外業(yè)空三檢查點的精度要求與1∶2000圖根點相同。②平面精度：外業(yè)空三檢查點相對于鄰近控制點的點位中誤差不應(yīng)大于圖上0.1 mm。③高程精度：外業(yè)空三檢查點相對于鄰近控制點的高程中誤差不應(yīng)大于測圖基本等高距的1/10。

（3）空三加密點精度要求（見表2）。

（4）地形圖的精度。

①平面中誤差：內(nèi)業(yè)加密點和地物點相對于鄰近平面控制點的點位中誤差應(yīng)符合表3的規(guī)定。

②高程中誤差：內(nèi)業(yè)加密點和等高線插求點相對于鄰近高程控制點高程中誤差應(yīng)符合表4的規(guī)定，等高距為1 m的平坦地區(qū)或丘陵地的高程注記點中誤差參照等高線插求點中誤差執(zhí)行。

限差規(guī)定：中誤差的兩倍為限差。

3 空中三角測量及立體模型建立

3.1 空中三角測量

原始影像引入工程后得到的影像為L0級影像，利用Gpro軟件，在其上做自動點匹配（APM），獲得像片連接點。然后用ORIMA軟件，利用航攝時的GPS定位數(shù)據(jù)（GPS定位測量利用南昌市連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位系統(tǒng)（CORS），定位精度較高）、IMU數(shù)據(jù)以及像片連接點，進(jìn)行光束法區(qū)域網(wǎng)平差CAP-A。以殘差、中誤差、標(biāo)準(zhǔn)偏差、誤差橢圓、可靠性等指標(biāo)，剔除含粗差的點及參數(shù)調(diào)整，再重復(fù)進(jìn)行光束法區(qū)域網(wǎng)平差CAP-A，以達(dá)到精度要求，獲取精確的外方位元素。

3.2 L1級影像糾正及立體模型建立

將空三平差所獲得的精確外方位元素，重新引入到GPro中，對L0級影像進(jìn)行糾正，重新獲取L1級影像。此時的L1級影像是進(jìn)行立體觀測和目標(biāo)定位的基礎(chǔ)。一般我們只選擇前、下、后視3個全色波段的L1級影像來構(gòu)成立體模型。

4 坐標(biāo)系統(tǒng)及轉(zhuǎn)換

ADS40航拍數(shù)據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)及L1級影像是基于WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)的，而現(xiàn)有的地形圖及修測后的地形圖成果是南昌市平面、高程坐標(biāo)系，因此，需要進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。

徠卡為了保證其軟件開放性，可以允許用戶在一個ASC碼文件spheroid.tab中添加自己的轉(zhuǎn)換七參數(shù)和水準(zhǔn)面精化成果bin文件。其中，bin文件是一個開放格式的二進(jìn)制文件，內(nèi)有每個格網(wǎng)點的高程改正值，非常容易解析。而我們知道，現(xiàn)在這些參數(shù)和數(shù)據(jù)都是嚴(yán)格保密的，為了保證數(shù)據(jù)安全，我們不得不探索另外一種工作流程。

現(xiàn)在采用的作業(yè)流程如下，通過編制自主研發(fā)的ADS40數(shù)字?jǐn)z影測量數(shù)據(jù)自動化處理系統(tǒng)，實現(xiàn)對4D產(chǎn)品在UTM84、WGS84、南昌市坐標(biāo)系之間任意轉(zhuǎn)換，我們稱之為后處理方法，而對應(yīng)的軟件稱之為ADS40數(shù)字?jǐn)z影測量數(shù)據(jù)自動化處理系統(tǒng)，其過程如圖所示。UTM84與WGS84橢球參數(shù)相同，而坐標(biāo)單位為米，與WGS84坐標(biāo)系相比，更有利于測圖中的一些數(shù)據(jù)操作，并且是目前商業(yè)軟件都能支持的坐標(biāo)系（見圖2）。

5 航內(nèi)修測作業(yè)方法及步驟

航內(nèi)空間數(shù)據(jù)采集及成圖由萊卡的LPS數(shù)字?jǐn)z影測量軟件平臺和PRO600數(shù)字測量模塊完成。PRO600數(shù)字測量模塊的成圖環(huán)境為MicroStation V8，提供dgn格式的圖形文件。PRO600軟件提供了增加點、線符號代碼功能，可以將我們的符號庫的符號增加進(jìn)去，從而獲得與現(xiàn)有地形圖一致的圖形文件。

（1）由于PRO600測圖環(huán)境為3D，而現(xiàn)有地形圖為2D，需要將現(xiàn)有地形圖的所有點、線、面數(shù)據(jù)賦予高程值，將其輸出為3D圖形文件形式。通過Microstation VBA編程取出地形圖的每個點位的平面坐標(biāo)，然后找到此地形圖對應(yīng)圖幅號的DEM數(shù)據(jù)（目前采用2001年的DEM數(shù)據(jù)，在2008年新的數(shù)據(jù)提取出來后，可以采用新的DEM數(shù)據(jù)，這樣在立體測圖環(huán)境下更便于作業(yè)員觀測），在這個DEM上插值得到這個點位的高程，重新賦予高程值，最后輸出三維DGN格式。這部分功能在ADS40數(shù)據(jù)后處理軟件中實現(xiàn)。（2）將圖形文件從南昌市平面、高程坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為UTM84坐標(biāo)系。對于一般的點、線、面，除了平面坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，在高程轉(zhuǎn)換時，需要進(jìn)行正常高到大地高的高程逆改正；對于高程注記，需要特殊處理，在其高程點的實際高程值發(fā)生變化后，其附近對應(yīng)的文本注記（高程注記）也必須改變，轉(zhuǎn)換為UTM84坐標(biāo)系高程值高程點注記。這部分功能在ADS40數(shù)據(jù)后處理軟件中實現(xiàn)。 （3）打開LPS軟件，首次作業(yè)需建立工程文件*.blk，主要是建立參考坐標(biāo)系統(tǒng)、傳感器模型、工作單位等一些參數(shù)。并調(diào)入相應(yīng)航線的L1級影像。（4）在LPS環(huán)境下打開PRO600，同樣首次作業(yè)需建立工程文件*.prj，主要是選擇種子文件、點符號庫、線性庫、成圖比例尺等一些參數(shù)。（5）打開經(jīng)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)后的圖形文件，通過立體模型與地形圖對照，對發(fā)生變化的地物、地貌，選擇相應(yīng)的代碼，便可進(jìn)行航內(nèi)修測作業(yè)。（6）將修測后的UTM84坐標(biāo)系下的地形圖，轉(zhuǎn)換為南昌市坐標(biāo)系，同時進(jìn)行大地高到正常高的高程改正，供后續(xù)作業(yè)用。與第2步相同，同樣要對高程注記進(jìn)行處理。這部分功能在ADS40數(shù)據(jù)后處理軟件中實現(xiàn)。（7）圖根導(dǎo)線布設(shè)方式可以采用GZCORS RTK測量控制點再引測圖根導(dǎo)線方式，也可以查找周邊舊有控制點引測導(dǎo)線的方式。圖根導(dǎo)線邊長大于900米的需要布設(shè)三級GZCORS RTK控制點，需要滿足《GZCORS-RTK城市測量技術(shù)規(guī)程》要求，允許埋設(shè)大鋼釘，不作點之記。（8）RTK點作為起算時，允許引測4 km長的圖根導(dǎo)線，導(dǎo)線精度滿足表5。endprint

6 數(shù)字化疊加成圖

打開航內(nèi)修測的圖形文件，在航內(nèi)修測圖形的基礎(chǔ)上，以外業(yè)調(diào)繪圖形為基本資料，按照技術(shù)要求進(jìn)行數(shù)字化。數(shù)字化內(nèi)容包括對圖形的補(bǔ)測、修測、加注記以及地物屬性的錄入。數(shù)字化完成后，形成1∶2000地形圖入庫數(shù)據(jù)；通過符號配置和圖形整飾，形成標(biāo)準(zhǔn)的1∶2000地形圖成圖數(shù)據(jù)（見圖3）。

7 數(shù)據(jù)入庫流程及方法研究

7.1 作業(yè)方案

航內(nèi)空間數(shù)據(jù)采集采用基于Micro Station V8平臺的PRO600數(shù)字測量模塊完成，采集的數(shù)據(jù)已按照技術(shù)規(guī)程中數(shù)據(jù)入庫的要求進(jìn)行代碼、分層、顏色等的分類。數(shù)據(jù)入庫過程是將Pro600中的代碼屬性轉(zhuǎn)換為MGE代碼，并在MGE環(huán)境中采集錄入道路、水系、房屋、地名、山名等屬性點信息并存儲在后臺數(shù)據(jù)庫中。

本測區(qū)仍按照之前的1∶2000航測數(shù)據(jù)入庫方式進(jìn)行操作。待軟件平臺升級后，可將本次作業(yè)的MGE數(shù)據(jù)通過航測與EPS接口軟件讀入EPS軟件中，并通過EPS軟件平臺轉(zhuǎn)換為MDB格式，并最終導(dǎo)入規(guī)劃局統(tǒng)一辦公平臺的ArcGIS數(shù)據(jù)庫。

7.2 入庫作業(yè)流程及方法

（1）南昌市城市勘測信息系統(tǒng)以Inter graph/Geovec軟件為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)文件格式包括*.DGN、*.ATT、*.PTR、*.PAR和*.XYZ等5種類型。其中DGN文件為南昌市城市勘測信息系統(tǒng)的圖形平臺Micro Station的文件格式，主要保存圖形要素內(nèi)容；Ptr、Att文件則主要保存圖形元素的編碼和屬性內(nèi)容；Par文件保存圖幅設(shè)置信息；XYZ文件保存圖幅坐標(biāo)范圍信息；（2）對提交的航測數(shù)字化入庫數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，確保每一入庫的圖幅其5個格式的文件齊全，以保證入庫過程的順利進(jìn)行；（3）將航測數(shù)字化數(shù)據(jù)錄入臨時數(shù)據(jù)庫中，以確保待入庫數(shù)據(jù)的代碼、屬性信息與圖形元素一致；（4）根據(jù)待入庫數(shù)據(jù)的圖幅范圍，確定并連接相應(yīng)的MGE工程；（5）通過航測數(shù)字化軟件入庫模塊，進(jìn)行圖形、屬性內(nèi)容的正式入庫；（6）檢查入庫后的數(shù)據(jù)，確保所有圖形要素正確入庫；（7）通過MGE的MGNUC模塊，檢查入庫數(shù)據(jù)的代碼和屬性內(nèi)容是否已正確入庫。

通過MGE的BASEMAPPER模塊，將入庫數(shù)據(jù)的文件名（圖幅號）在工程數(shù)據(jù)庫中注冊；并檢查維護(hù)屬性記錄在數(shù)據(jù)庫中的一致性、完整性。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉莉.淺談航測數(shù)字化成圖的圖像處理[J].科技資訊，2008（29）.

[2] 盛慶偉.淺析利用航測技術(shù)測制地形圖的若干問題[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010（6）.endprint

6 數(shù)字化疊加成圖

打開航內(nèi)修測的圖形文件，在航內(nèi)修測圖形的基礎(chǔ)上，以外業(yè)調(diào)繪圖形為基本資料，按照技術(shù)要求進(jìn)行數(shù)字化。數(shù)字化內(nèi)容包括對圖形的補(bǔ)測、修測、加注記以及地物屬性的錄入。數(shù)字化完成后，形成1∶2000地形圖入庫數(shù)據(jù)；通過符號配置和圖形整飾，形成標(biāo)準(zhǔn)的1∶2000地形圖成圖數(shù)據(jù)（見圖3）。

7 數(shù)據(jù)入庫流程及方法研究

7.1 作業(yè)方案

航內(nèi)空間數(shù)據(jù)采集采用基于Micro Station V8平臺的PRO600數(shù)字測量模塊完成，采集的數(shù)據(jù)已按照技術(shù)規(guī)程中數(shù)據(jù)入庫的要求進(jìn)行代碼、分層、顏色等的分類。數(shù)據(jù)入庫過程是將Pro600中的代碼屬性轉(zhuǎn)換為MGE代碼，并在MGE環(huán)境中采集錄入道路、水系、房屋、地名、山名等屬性點信息并存儲在后臺數(shù)據(jù)庫中。

本測區(qū)仍按照之前的1∶2000航測數(shù)據(jù)入庫方式進(jìn)行操作。待軟件平臺升級后，可將本次作業(yè)的MGE數(shù)據(jù)通過航測與EPS接口軟件讀入EPS軟件中，并通過EPS軟件平臺轉(zhuǎn)換為MDB格式，并最終導(dǎo)入規(guī)劃局統(tǒng)一辦公平臺的ArcGIS數(shù)據(jù)庫。

7.2 入庫作業(yè)流程及方法

（1）南昌市城市勘測信息系統(tǒng)以Inter graph/Geovec軟件為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)文件格式包括*.DGN、*.ATT、*.PTR、*.PAR和*.XYZ等5種類型。其中DGN文件為南昌市城市勘測信息系統(tǒng)的圖形平臺Micro Station的文件格式，主要保存圖形要素內(nèi)容；Ptr、Att文件則主要保存圖形元素的編碼和屬性內(nèi)容；Par文件保存圖幅設(shè)置信息；XYZ文件保存圖幅坐標(biāo)范圍信息；（2）對提交的航測數(shù)字化入庫數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，確保每一入庫的圖幅其5個格式的文件齊全，以保證入庫過程的順利進(jìn)行；（3）將航測數(shù)字化數(shù)據(jù)錄入臨時數(shù)據(jù)庫中，以確保待入庫數(shù)據(jù)的代碼、屬性信息與圖形元素一致；（4）根據(jù)待入庫數(shù)據(jù)的圖幅范圍，確定并連接相應(yīng)的MGE工程；（5）通過航測數(shù)字化軟件入庫模塊，進(jìn)行圖形、屬性內(nèi)容的正式入庫；（6）檢查入庫后的數(shù)據(jù)，確保所有圖形要素正確入庫；（7）通過MGE的MGNUC模塊，檢查入庫數(shù)據(jù)的代碼和屬性內(nèi)容是否已正確入庫。

通過MGE的BASEMAPPER模塊，將入庫數(shù)據(jù)的文件名（圖幅號）在工程數(shù)據(jù)庫中注冊；并檢查維護(hù)屬性記錄在數(shù)據(jù)庫中的一致性、完整性。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉莉.淺談航測數(shù)字化成圖的圖像處理[J].科技資訊，2008（29）.

[2] 盛慶偉.淺析利用航測技術(shù)測制地形圖的若干問題[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010（6）.endprint

6 數(shù)字化疊加成圖

打開航內(nèi)修測的圖形文件，在航內(nèi)修測圖形的基礎(chǔ)上，以外業(yè)調(diào)繪圖形為基本資料，按照技術(shù)要求進(jìn)行數(shù)字化。數(shù)字化內(nèi)容包括對圖形的補(bǔ)測、修測、加注記以及地物屬性的錄入。數(shù)字化完成后，形成1∶2000地形圖入庫數(shù)據(jù)；通過符號配置和圖形整飾，形成標(biāo)準(zhǔn)的1∶2000地形圖成圖數(shù)據(jù)（見圖3）。

7 數(shù)據(jù)入庫流程及方法研究

7.1 作業(yè)方案

航內(nèi)空間數(shù)據(jù)采集采用基于Micro Station V8平臺的PRO600數(shù)字測量模塊完成，采集的數(shù)據(jù)已按照技術(shù)規(guī)程中數(shù)據(jù)入庫的要求進(jìn)行代碼、分層、顏色等的分類。數(shù)據(jù)入庫過程是將Pro600中的代碼屬性轉(zhuǎn)換為MGE代碼，并在MGE環(huán)境中采集錄入道路、水系、房屋、地名、山名等屬性點信息并存儲在后臺數(shù)據(jù)庫中。

本測區(qū)仍按照之前的1∶2000航測數(shù)據(jù)入庫方式進(jìn)行操作。待軟件平臺升級后，可將本次作業(yè)的MGE數(shù)據(jù)通過航測與EPS接口軟件讀入EPS軟件中，并通過EPS軟件平臺轉(zhuǎn)換為MDB格式，并最終導(dǎo)入規(guī)劃局統(tǒng)一辦公平臺的ArcGIS數(shù)據(jù)庫。

7.2 入庫作業(yè)流程及方法

（1）南昌市城市勘測信息系統(tǒng)以Inter graph/Geovec軟件為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)文件格式包括*.DGN、*.ATT、*.PTR、*.PAR和*.XYZ等5種類型。其中DGN文件為南昌市城市勘測信息系統(tǒng)的圖形平臺Micro Station的文件格式，主要保存圖形要素內(nèi)容；Ptr、Att文件則主要保存圖形元素的編碼和屬性內(nèi)容；Par文件保存圖幅設(shè)置信息；XYZ文件保存圖幅坐標(biāo)范圍信息；（2）對提交的航測數(shù)字化入庫數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，確保每一入庫的圖幅其5個格式的文件齊全，以保證入庫過程的順利進(jìn)行；（3）將航測數(shù)字化數(shù)據(jù)錄入臨時數(shù)據(jù)庫中，以確保待入庫數(shù)據(jù)的代碼、屬性信息與圖形元素一致；（4）根據(jù)待入庫數(shù)據(jù)的圖幅范圍，確定并連接相應(yīng)的MGE工程；（5）通過航測數(shù)字化軟件入庫模塊，進(jìn)行圖形、屬性內(nèi)容的正式入庫；（6）檢查入庫后的數(shù)據(jù)，確保所有圖形要素正確入庫；（7）通過MGE的MGNUC模塊，檢查入庫數(shù)據(jù)的代碼和屬性內(nèi)容是否已正確入庫。

通過MGE的BASEMAPPER模塊，將入庫數(shù)據(jù)的文件名（圖幅號）在工程數(shù)據(jù)庫中注冊；并檢查維護(hù)屬性記錄在數(shù)據(jù)庫中的一致性、完整性。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉莉.淺談航測數(shù)字化成圖的圖像處理[J].科技資訊，2008（29）.

[2] 盛慶偉.淺析利用航測技術(shù)測制地形圖的若干問題[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010（6）.endprint