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上的理論升華，相信對從事相關工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。

關鍵詞：航測 數(shù)字化成圖 數(shù)據(jù)入庫 空三測量

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

1 技術設計方案

ADS40相機采用CCD線陣推掃方式，同時獲取前視、下視、后視三個視角的圖像，由這些圖像構成立體模型。此外，ADS40系統(tǒng)集成了GPS/IMU設備，構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)處理較為復雜。利用ADS40數(shù)碼航攝資料，進行航測測圖作業(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符合表3的規(guī)定。

②高程中誤差：內業(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，進行光束法區(qū)域網(wǎng)平差CAP-A。以殘差、中誤差、標準偏差、誤差橢圓、可靠性等指標，剔除含粗差的點及參數(shù)調整，再重復進行光束法區(qū)域網(wǎng)平差CAP-A，以達到精度要求，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級影像進行糾正，重新獲取L1級影像。此時的L1級影像是進行立體觀測和目標定位的基礎。一般我們只選擇前、下、后視3個全色波段的L1級影像來構成立體模型。

4 坐標系統(tǒng)及轉換

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、高程坐標系，因此，需要進行坐標系統(tǒng)的轉換。

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中添加自己的轉換七參數(shù)和水準面精化成果bin文件。其中，bin文件是一個開放格式的二進制文件，內有每個格網(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)字攝影測量數(shù)據(jù)自動化處理系統(tǒng)，實現(xiàn)對4D產(chǎn)品在UTM84、WGS84、南昌市坐標系之間任意轉換，我們稱之為后處理方法，而對應的軟件稱之為ADS40數(shù)字攝影測量數(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，而坐標單位為米，與WGS84坐標系相比，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系（見圖2）。

5 航內修測作業(yè)方法及步驟

航內空間數(shù)據(jù)采集及成圖由萊卡的LPS數(shù)字攝影測量軟件平臺和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，然后找到此地形圖對應圖幅號的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、高程坐標系轉換為UTM84坐標系。對于一般的點、線、面，除了平面坐標的轉換，在高程轉換時，需要進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，其附近對應的文本注記（高程注記）也必須改變，轉換為UTM84坐標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系統(tǒng)、傳感器模型、工作單位等一些參數(shù)。并調入相應航線的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)轉換坐標后的圖形文件，通過立體模型與地形圖對照，對發(fā)生變化的地物、地貌，選擇相應的代碼，便可進行航內修測作業(yè)。（6）將修測后的UTM84坐標系下的地形圖，轉換為南昌市坐標系，同時進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）圖根導線布設方式可以采用GZCORS RTK測量控制點再引測圖根導線方式，也可以查找周邊舊有控制點引測導線的方式。圖根導線邊長大于900米的需要布設三級GZCORS RTK控制點，需要滿足《GZCORS-RTK城市測量技術規(guī)程》要求，允許埋設大鋼釘，不作點之記。（8）RTK點作為起算時，允許引測4 km長的圖根導線，導線精度滿足表5。endprint

6 數(shù)字化疊加成圖

打開航內修測的圖形文件，在航內修測圖形的基礎上，以外業(yè)調繪圖形為基本資料，按照技術要求進行數(shù)字化。數(shù)字化內容包括對圖形的補測、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，形成標準的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)已按照技術規(guī)程中數(shù)據(jù)入庫的要求進行代碼、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軟件平臺轉換為MDB格式，并最終導入規(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，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容；Ptr、Att文件則主要保存圖形元素的編碼和屬性內容；Par文件保存圖幅設置信息；XYZ文件保存圖幅坐標范圍信息；（2）對提交的航測數(shù)字化入庫數(shù)據(jù)進行檢查，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，確定并連接相應的MGE工程；（5）通過航測數(shù)字化軟件入庫模塊，進行圖形、屬性內容的正式入庫；（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；并檢查維護屬性記錄在數(shù)據(jù)庫中的一致性、完整性。

參考文獻

[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.淺析利用航測技術測制地形圖的若干問題[J].科技創(chuàng)新導報，2010（6）.endprint

6 數(shù)字化疊加成圖

打開航內修測的圖形文件，在航內修測圖形的基礎上，以外業(yè)調繪圖形為基本資料，按照技術要求進行數(shù)字化。數(shù)字化內容包括對圖形的補測、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，形成標準的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)已按照技術規(guī)程中數(shù)據(jù)入庫的要求進行代碼、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軟件平臺轉換為MDB格式，并最終導入規(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，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容；Ptr、Att文件則主要保存圖形元素的編碼和屬性內容；Par文件保存圖幅設置信息；XYZ文件保存圖幅坐標范圍信息；（2）對提交的航測數(shù)字化入庫數(shù)據(jù)進行檢查，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，確定并連接相應的MGE工程；（5）通過航測數(shù)字化軟件入庫模塊，進行圖形、屬性內容的正式入庫；（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；并檢查維護屬性記錄在數(shù)據(jù)庫中的一致性、完整性。

參考文獻

[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.淺析利用航測技術測制地形圖的若干問題[J].科技創(chuàng)新導報，2010（6）.endprint

6 數(shù)字化疊加成圖

打開航內修測的圖形文件，在航內修測圖形的基礎上，以外業(yè)調繪圖形為基本資料，按照技術要求進行數(shù)字化。數(shù)字化內容包括對圖形的補測、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，形成標準的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)已按照技術規(guī)程中數(shù)據(jù)入庫的要求進行代碼、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軟件平臺轉換為MDB格式，并最終導入規(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，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容；Ptr、Att文件則主要保存圖形元素的編碼和屬性內容；Par文件保存圖幅設置信息；XYZ文件保存圖幅坐標范圍信息；（2）對提交的航測數(shù)字化入庫數(shù)據(jù)進行檢查，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，確定并連接相應的MGE工程；（5）通過航測數(shù)字化軟件入庫模塊，進行圖形、屬性內容的正式入庫；（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；并檢查維護屬性記錄在數(shù)據(jù)庫中的一致性、完整性。

參考文獻

[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.淺析利用航測技術測制地形圖的若干問題[J].科技創(chuàng)新導報，2010（6）.endprint