地形测量数据生产及入库流程方法研究

马静

摘 要：本文以西宁1∶2000数字化地形图成图及数据入库项目为背景，分析了全数字化航空摄影测量一体化成图方法及数据入库的流程，全文是笔者项目实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：航测 数字化成图 数据入库 空三测量

中图分类号：P23 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（a）-0051-02

1 技术设计方案

ADS40相机采用CCD线阵推扫方式，同时获取前视、下视、后视三个视角的图像，由这些图像构成立体模型。此外，ADS40系统集成了GPS/IMU设备，构成了可在航摄的同时记录了外方位元素的POS单元，数据处理较为复杂。利用ADS40数码航摄资料，进行航测测图作业，与传统的框幅式航摄有着不尽相同的作业方法。

2 有关精度及其它要求

（1）采用1米基本等高距，图幅高程大于50 m的丘陵山地用2 m等高距，高程注记点密度为图上每5～20个/100 cm2。（2）外业空三检查点精度：①外业空三检查点的精度要求与1∶2000图根点相同。②平面精度：外业空三检查点相对于邻近控制点的点位中误差不应大于图上0.1 mm。③高程精度：外业空三检查点相对于邻近控制点的高程中误差不应大于测图基本等高距的1/10。（3）高程中误差：内业加密点和等高线插求点相对于邻近高程控制点高程中误差应符合表4的规定，等高距为1 m的平坦地区或丘陵地的高程注记点中误差参照等高线插求点中误差执行。

3 空中三角测量及立体模型建立

3.1 空中三角测量

原始影像引入工程后得到的影像为L0级影像，利用Gpro软件，在其上做自动点匹配（APM），获得像片连接点。然后用ORIMA软件，利用航摄时的GPS定位数据（GPS定位测量利用西宁市连续运行卫星定位系统（CORS），定位精度较高）、IMU数据以及像片连接点，进行光束法区域网平差CAP-A。以残差、中误差、标准偏差、误差椭圆、可靠性等指标，剔除含粗差的点及参数调整，再重复进行光束法区域网平差CAP-A，以达到精度要求，获取精确的外方位元素。

3.2 L1级影像纠正及立体模型建立

将空三平差所获得的精确外方位元素，重新引入到GPro中，对L0级影像进行纠正，重新获取L1级影像。此时的L1级影像是进行立体观测和目标定位的基础。一般我们只选择前、下、后视3个全色波段的L1级影像来构成立体模型。

4 坐标系统及转换

ADS40航拍数据所获得的数据及L1级影像是基于WGS84坐标系统的，而现有的地形图及修测后的地形图成果是西宁市平面、高程坐标系，因此需要进行坐标系统的转换。

徕卡为了保证其软件开放性，可以允许用户在一个ASC码文件spheroid.tab中添加自己的转换七參数和水准面精化成果bin文件。其中，bin文件是一个开放格式的二进制文件，内有每个格网点的高程改正值，非常容易解析。而我们知道，现在这些参数和数据都是严格保密的，为了保证数据安全，我们不得不探索另外一种工作流程。

5 航内修测作业方法及步骤

航内空间数据采集及成图由莱卡的LPS数字摄影测量软件平台和PRO600数字测量模块完成。PRO600数字测量模块的成图环境为MicroStation V8，提供dgn格式的图形文件。PRO600软件提供了增加点、线符号代码功能，可以将我们的符号库的符号增加进去，从而获得与现有地形图一致的图形文件。

（1）由于PRO600测图环境为3D，而现有地形图为2D，需要将现有地形图的所有点、线、面数据赋予高程值，将其输出为3D图形文件形式。（2）将图形文件从西宁市平面、高程坐标系转换为UTM84坐标系。对于一般的点、线、面，除了平面坐标的转换，在高程转换时，需要进行正常高到大地高的高程逆改正；对于高程注记，需要特殊处理，在其高程点的实际高程值发生变化后，其附近对应的文本注记（高程注记）也必须改变，转换为UTM84坐标系高程值高程点注记。这部分功能在ADS40数据后处理软件中实现。（3）打开LPS软件，首次作业需建立工程文件*.blk，主要是建立参考坐标系统、传感器模型、工作单位等一些参数。并调入相应航线的L1级影像。（4）在LPS环境下打开PRO600，同样首次作业需建立工程文件*.prj，主要是选择种子文件、点符号库、线性库、成图比例尺等一些参数。（5）打开经转换坐标后的图形文件，通过立体模型与地形图对照，对发生变化的地物、地貌，选择相应的代码，便可进行航内修测作业。（6）将修测后的UTM84坐标系下的地形图，转换为西宁市坐标系，同时进行大地高到正常高的高程改正，供后续作业用。与第2步相同，同样要对高程注记进行处理。这部分功能在ADS40数据后处理软件中实现。（7）图根导线布设方式可以采用GZCORS RTK测量控制点再引测图根导线方式，也可以查找周边旧有控制点引测导线的方式。（8）RTK点作为起算时，允许引测4 Km长的图根导线。

6 数字化叠加成图

打开航内修测的图形文件，在航内修测图形的基础上，以外业调绘图形为基本资料，按照技术要求进行数字化。数字化内容包括对图形的补测、修测、加注记以及地物属性的录入。数字化完成后，形成1∶2000地形图入库数据；通过符号配置和图形整饰，形成标准的1∶2000地形图成图数据。

7 数据入库流程及方法研究

7.1 作业方案

航内空间数据采集采用基于MicroStation V8平台的PRO600数字测量模块完成，采集的数据已按照技术规程中数据入库的要求进行代码、分层、颜色等的分类。数据入库过程是将Pro600中的代码属性转换为MGE代码，并在MGE环境中采集录入道路、水系、房屋、地名、山名等属性点信息并存储在后台数据库中。

本测区仍按照之前的1∶2000航测数据入库方式进行操作。待软件平台升级后，可将本次作业的MGE数据通过航测与EPS接口软件读入EPS软件中，并通过EPS软件平台转换为MDB格式，并最终导入规划局统一办公平台的ArcGIS数据库。

7.2 入库作业流程及方法

（1）西宁市城市勘测信息系统以Intergraph /Geovec软件为基础，数据文件格式包括*.DGN、*.ATT、*.PTR、*.PAR和*.XYZ等5种类型。其中DGN文件为西宁市城市勘测信息系统的图形平台MicroStation的文件格式，主要保存图形要素内容；Ptr、Att文件则主要保存图形元素的编码和属性内容；Par文件保存图幅设置信息；XYZ文件保存图幅坐标范围信息。（2）对提交的航测数字化入库数据进行检查，确保每一入库的图幅其5个格式的文件齐全，以保证入库过程的顺利进行。（3）将航测数字化数据录入临时数据库中，以确保待入库数据的代码、属性信息与图形元素一致。（4）根据待入库数据的图幅范围，确定并连接相应的MGE工程。（5）通过航测数字化软件入库模块，进行图形、属性内容的正式入库。（6）检查入库后的数据，确保所有图形要素正确入库。（7）通过MGE的MGNUC模块，检查入库数据的代码和属性内容是否已正确入库。

通过MGE的BASEMAPPER模块，将入库数据的文件名（图幅号）在工程数据库中注册；并检查维护属性记录在数据库中的一致性、完整性。

参考文献

[1] 刘莉.浅谈航测数字化成图的图像处理[J].科技资讯，2008（29）.

[2] 盛庆伟.浅析利用航测技术测制地形图的若干问题[J].科技创新导报，2010（6）.