航摄测量在珠江三角洲水资源配置工程中的应用

陈 科

(广东省水利电力勘测设计研究院，广州510380)

航摄测量在珠江三角洲水资源配置工程中的应用

陈 科

(广东省水利电力勘测设计研究院，广州510380)

经过多年的发展，航空摄影测量以其成本低、效率高的特点，被越来越多的测绘单位应用到生产实践中。文章结合工程实践，简述了航空摄影测量技术原理，介绍了这一现代测绘技术在珠江三角洲水资源配置工程中的应用。

航摄测量;珠江三角洲;水资源配置;调绘;地形图作业

1 概述

航空摄影测量(aerial photogrammetry)指的是在飞机上用航摄仪器对地面连续摄取像片，结合地面控制点测量、调绘和立体测绘等步骤，绘制出地形图的作业。

珠江三角洲水资源配置工程是指从珠江三角洲网河区西部的西江水系向东引水至珠江三角洲东部，主要供水目标是广州市南沙区、深圳市和东莞市的缺水地区，解决东部地区城市长远用水问题。工程取水口初选在佛山市顺德区杏坛镇的西江干流河段，输水线路由西向东布置，沿途经过佛山市顺德区、广州市番禺区、南沙区、东莞市虎门镇、长安镇、深圳市宝安区，交水到广州市南沙区万顷沙水厂、东莞市五点梅水库和深圳市罗田水库。测区东西长70 km，南北宽18 km，要求测量1∶1 000带状地形图。

2 主要作业方法

2.1 航空摄影

采用先进的机载激光雷达技术对测区进行数码航空摄影，获得数字影像。

2.2 像片控制测量

像片控制测量及数据采集，用GPS－RTK测量的方法进行具体步骤及要求如下:①转换参数的求定。采用重合点求定转换参数，坐标转换参数的重合点的个数不少于4个，且分布在测区的周边和中部，高程转换可采用拟合高程测量的方法。转换参数取多点组合方式分别计算，再进行优选;②实地检查参数的可靠性。使用前对转换参数的精度、可靠性进行分析和实测检查，并做好记录。检查点均匀分布在测区的中部和边缘。检测结果，平面较差均＜5 cm，高程较差均(D为参考站到检查点的距离，km);③实地测量像控点。像控点测量采用GPS—RTK的测量方法，流动站在像控点上得到固定解(窄带)后测定其坐标，测量的次数为3次，测量的时间为每次10 s，且每次测量后将流动站倒过来，再放在像控点上等到固定解。将每次测得的结果进行比较，测量坐标差均小于图上0.1 mm，然后取其平均值作为成果。若超限，则分析原因，进行重测;④像控点的检查。用RTK技术施测的像控点平面成果进行100%的内业检查和总点数10%左右的外业检测，外业检测采用相应等级的全站仪测量边长和角度等方法进行，其检测点应均匀分布测区［1］。检测结果基本满足表1的要求。

表1 RTK像控点平面检测精度要求

2.3 内业航空影像成图

本工程采用自动空三角测量对测区内的所有影像数据进行处理。为保证网平差精度，还进行了必要的人工干预。如在测区的头尾和中间这3条航线多加入几个GPS控制点进行平差计算。经过自动空中三角测量对影像数据进行必要的处理完成后，将影像数据转换为JPG格式的标准影像。内业绘制地形图:采用南方cass9.1绘图软件，将转换成标准影像格式的数据插入绘图界面，具体操作是“工具”——“光栅图像”——“插入图像”。绘制时遵循“看不清不绘”的原则，对影像上模糊不清的地物、地貌不进行绘制，并做好标识，以便在外业调绘时进行重点巡查，必要时则进行修测。

2.4 外业地形图调绘

地形图调绘前，测绘队制订了调绘计划，熟悉测区，研究测区特征、选择调绘线路，做好人力分配;尽力收集现势性的各种资料。调绘与内业数据编辑，做到有效衔接，保证了地形要素表达的完整性和准确性;调绘做到了，走到、看到、量到、问清、绘准、判读准确、描绘清楚、符号运用恰当，各种注记准确无误。

调绘一般以图幅为调绘范围，摄影后新增的一般地物按规范可不补调，但新增的大型工程设施及变化较大的居民区、开发区等进行了补测;航摄后拆除的地物，也在地形图上进行了修改。对不同属性的地物、地貌、植被、居民地等进行了分层表示。对于测区范围内的电线杆、地下电缆、通讯电缆、光缆、水管等地下管线已实地测定并清楚标示、注记高程。

对于与水利设施有关的涵洞等水利设施已详细测绘。测区范围的水塘、水田、果园、苗圃，草地、荒地、芦苇地，森林、灌木林、竹林，岩石地、碎石地、沙地和砂砾地等主要土质、植被和水生物也作了测绘标注。桥和涵洞等穿堤建筑物均有注记名称、过水面积及底部高程等。过水面积按其形状按如下形式进行了注记:

对于地貌元素，如陡崖、独立石、冲沟、雨裂、土堆、坑穴、路堤、路堑以及梯田坎均有绘出和标注。在地形起伏处除采用等高线表示外，还在山顶、鞍部、台地、突出的土岗和独立的小丘、地面坡度变换处均有高程注记点。

对于居民地、重要公共建筑物、河流、湖泊、山岭以及其他重要地物的名称，在地形图上按不同字体和大小也均作了详细注记。对于道路、河流等的走向，也作了注记。

调绘成果使用的符号、文字参考了相关图式标准的要求，以方便内业处理准确判断为原则，所用符号、文字统一、清楚、易读、实用、整饰清晰。

将外业调绘修补测完成的数字线划地形图按照CASS9.1数据标准，在计算机上编辑成满足要求的1∶1 000比例尺数字地形图。

3 检查验收

3.1 内业检查

内业检查先是作业组对平面控制、高程控制所有原始资料等进行100%的自己检查;然后安排检查员到班组对平面控制、高程控制等所有原始资料进行100%进行核算和验算;检查包括图根点展绘误差、点数是否满足《规范》要求，图面的合理性等等。

3.2 外业检查

为保证工程质量，在整个测区数字化成图完成后，我们还专门组织了包括多名高级工程师在内的技术骨干，在测区采集了3 000多个明显地物的平面坐标和高程点与地形图上绘制点进行比较:平面坐标的平均较差约为0.11 m，最大较差为0.3 m，而有绝大部分的高程点较差＜0.1 m，有少数的高程点较差在0.1～0.3 m，通过实践证明了航空摄影测量是可以满足大比例尺成图的要求的。

4 结语

与传统测量技术相比，航空摄影测量技术优势明显，特别适合用于水利工程测量。由于水利工程一般都在山区，地势险峻，树木茂盛，如果单靠外业人员在野外直接采集坐标点进行绘制地形图，那将耗费大量的人力、物力、财力。而航空摄影测量技术只要内业测图，外业调绘，可减少大量野外工作，提高劳动效率，减少劳动强度。而且对一些不易地面踏勘观测的地形地物从俯瞰的角度给出了清晰的表示。同时航空摄影测量技术可以将大量的外业测量工作移到室内完成，成图速度快且成本低，不受气候和季节的限制。特别是对于大面积水利工程建设地形测量，如山区水库库区、河流及其大型水利枢纽工程等，航空摄影测量技术就能发挥它的绝对优势。

［1］张祖勋，张剑清.数字摄影测量学［M］.武汉:武汉大学出版社，2001:6－10.

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1007－7596(2014)07－0058－02

2013－04－02

陈科(1986－)，男，广东广州人，助理工程师。