杨雯
(辽宁省地理信息院辽宁沈阳110034)
927工程测绘关键技术与应用
杨雯
(辽宁省地理信息院辽宁沈阳110034)
927工程是一项技术复杂、任务艰巨的地理信息工程,涉及多种测绘新技术的综合应用,也是应用领域最广、使用频率最高的空间信息平台。927工程成果是划分海域疆界的重要依据,具有重要的军事战略意义,事关国家领土安全。该项目技术手段先进,成果科技含量高,起到了试点和范例的作用,具有很高的经济效益和社会效益。本文针对927工程中的测绘关键技术加以阐述与分析,并对其应用情况加以分析。
927工程测绘技术应用
大连测区海岛礁立体测图项目是利用覆盖全市域的CORS参考站网络进行像控测量,通过空三加密进行立体测图,综合外业现场调绘,生产出DLG、DEM、DOM、DGM四类基础地理信息数据成果。并且在生产过程中,充分利用新技术,改进生产工艺,使之进一步缩短了成图周期,减少了劳动强度,提高数据库精度,保障了质量。
1.1像片控制测量
本测区多为无人岛屿和悬崖峭壁,根据测区影像资料分析该测区定为困难区域。作业以大连CORS站为基础,采用网络RTK方法进行像控点测量。对该区域内的像控点大地高进行高程异常改正,是采用927项目办提供的大地水准面插值软件进行解算。图1为测绘人员进行像控点测量的具体示意图。
图1
1.2外业调绘
外业调绘包括调绘工作底图、大潮痕迹线测量、典型样片和多媒体视频采集、外业检测等工作。
(1)调绘工作底图是采用“先内后外”的制作方式。即内业预判采集完成后,叠加正射影像图和图廓,采用三色(黑、红、绿)喷绘,用PP相纸输出回放图,作为调绘工作底图。用红、黑、绿三色笔进行清绘调绘及补测内容。外业调绘以坚持走到、看到、问清、查实、绘准为原则。
(2)大潮痕迹线测量:是采集常年被海浪侵蚀、冲刷留下的较高位置痕迹线,结合内业采集的瞬时水涯线,推算出各个岛屿平均海岸线高程值。能登海岛的大潮痕迹线要求实测,并注记在调绘片上。当岛屿周长大于5公里时,测量3—5点,岛屿周长小于5公里时,测量1—2点。如图2。
图2 大潮痕迹线测量图示
(3)典型样片和多媒体视频采集:是按不同的地物地貌分类,进行多方位、多角度的拍摄典型样片和视频,这为927海岛礁工程上交成果留下宝贵的资料(图3)。
图3
1.3空三加密
数据源采用IMU/GPS辅助数字航摄系统航摄数据,测区涉及大连市周边海域十多个岛礁,每个岛礁为一个独立加密区。由于岛礁小且礁石上没有地物信息,加密时匹配连接非常困难,我们采用PixelGrid软件选取模型连接点,经过程序转换,把匹配点转换到VirtuoZo+AAT的光束法平差软件PAT-B中平差解算,达到了设计规范要求,满足了下工序使用精度。即缩短了成图工期,又提高了精度。
1.4 DLG数据采集
利用全数字摄影测量工作站VirtuoZo进行数据采集,作业时完全按照技术设计书的要求,采用“先内后外”法,进行地物采集。先在立体模型上判读、采集地物、地貌要素,再根据外业核查、补充调绘内容对前期数据进行补充修测。在数据确定无误后即可进行数据输入及处理。
图4 特征点线
2.1 DEM制作
根据该测区地貌的特点,利用DLG成果进行采集、补测特征点和特征线,构建TIN制作DEM。
(1)处理异常格网点:由于该测区多为岛屿,涉及大面积海域。而本项目要求海域部分高程赋值与常规作业不同,常规海域部分按真实高程即瞬时水涯线高程(零米左右),而本项目要求瞬时水涯线作为陆地特征线,以瞬时水涯线向海域部分偏离0.1米为海域边界,海域部分高程值统一设置为-8888。人为设置高程相差8888米的两条特征线构TIN生成的DEM格网点(如“-3041.052”)属于软件生成正确,这些异常格网点(0至-8888之间),无法编辑,只能一个一个改高程,给DEM制作带来很大的困难。我们利用Arcgis软件下info模块编写程序,自动过滤处理掉瞬时水涯线与海域边线之间内插出来的异常格网点,提高了工作效率。
图5 DEM
图6 异常格网点
图7 处理后格网点
(2)处理平三角现象:为了提高DEM精度,我们首次利用Arcgis软件进行二次开发编写程序,批处理将GRID格式DEM格网点,按等高距进行不同谱色,与DLG成果中等高线进行套合,精确定位矛盾点和平三角区域,使作业员有针对性地补测特征点和特征线,提高了DEM质量和作业效率,缩短了成图时间。
2.2DOM制作
利用DEM成果,进行正射纠正,生产单模型DOM,经过匀光匀色、镶嵌、修补等过程生产DOM成果。由于DMC影像像幅较小,而海面浪花瞬息万变,要保证近海区域的一些海岛、暗礁、暗沙、暗滩等纹理信息,影像拼接修补难度非常大。我们利用了MapMatrix、EPT、Photoshop、Global_Mapper等多种软件,保证了DOM影像的真实性。
图8 矛盾点
图9 平三角
2.3 DGM制作
本项目要求DGM制作在Geoway软件下完成。在Geoway软件编辑作业不熟练的情况下,我院借助多种软件间的转换和相关特性二次开发,将空间数据与属性数据有效结合制作DGM产品。即在Autodesk Map 2004下先将GB6位码与Geoway下制图方案的6位以及扩充的8位代码进行对照转换,使转换后的数据属性与Geoway完全一致,再将数据导入Geoway软件,按作业方案进行针对性编辑,制作出mdb格式的制图数据,最后导入到Adobe illustrator软件中进行出图前编辑,输出eps格式的最终制图数据。
(1)该项目利用两种空三软件组合,即采用PixelGrid软件全自动匹配选取大量模型连接点,经过程序转换后,把加密点转换到与VirtuoZoAAT集成的光束法平差软件PAT-B软件中平差解算。既保留了PixelGrid利用IMU∕DGPS获取的三个线元素和三个角元素选取连接点多的优势,减少后期的人工干预,又保证了PAT-B高精度的特点。即缩短了成图工期,又提高了加密精度。
(2)而本项目海域部分要求赋予-8888,造成瞬时水涯线与海域边界线之间产生大量异常格网点(0至-8888之间如“-3041.052”),常规作业只能一个一个人工手动改高程,给DEM制作带来很大的困难。我们利用Arcgis软件进行二次开发编写程序,处理瞬时水涯线与海域边线之间内插出来的异常格网点,提高了工作效率,这一技术上重大的突破,为我省在制作海域DEM提供了试点和范例的作用。
(3)本项目通过在Arcgis软件下进行二次开发编写程序,对DEM格网点按等高距谱成不同颜色,套合DLG成果中的等高线检查矛盾点,平三角现象,使作业员有针对性地补测特征点和特征线,提高了DEM质量和作业效率,为我省在检查DEM成果上填补了新技术,也为我国测绘行业技术进步起到重大作用。
927工程是我省首次对海岛(礁)高精度的基准测绘,产品制作过程中借助多种软件进行二次开发程序,实现属性数据批量填写、矢量数据批量格式转换,使空间数据与属性数据有效结合,DEM与DLG套合精确构TIN,最终实现图库一体化,获取了高质量、高标准的DEM、DOM、DLG、DGM四类产品成果。
[1]施建辉,高晖,翟群英等.基于ArcMap的地图工具集系统的实现[J].测绘技术装备, 2012,(4):57-58.
[2]郭金运,常晓涛,黄金维等.基于卫星测高交叉点的海洋表面地转流速度[J].地球物理学报,2010,(11):2582-2589.
[3]方书山,章传银,秘金钟等.NMEA-0183格式数据流解析的一种实用方法[J].测绘通报,2013,(11):114-116.
P2[文献码]B
1000-405X(2015)-7-180-3