二次定向在航测内业生产中的应用

邵红霞，刘华娇，厉芳婷

（1.湖北省航测遥感院，武汉 湖北 430074）

二次定向在航测内业生产中的应用

邵红霞1，刘华娇1，厉芳婷1

（1.湖北省航测遥感院，武汉 湖北 430074）

在信息化测绘生产中，提高生产效率、缩短更新周期已成为急需解决的问题。航测内业进行立体测图生产时，需要空三加密成果用于立体测图等后续工作。但由于项目时间紧迫，外业像控测量需要一定的时间。介绍Mapmarix软件的二次定向功能，提供了一种没有外业控制点或基于粗略的空三成果先进行立体测图，待获取正确的空三成果再对矢量文件进行纠正的方法，并在实际生产中证实该方法的可行性。

信息化测绘；立体测图；二次定向；航测内业

地形图作为国家测绘的最基本图件，是开展国土资源调查和国民经济建设等的重要依据。一幅地形图的获得通常需要通过航空摄影、外业控制、空三加密、立体测图、4D产品生产等过程。一个测区开始作业时，外业控制点的布设和成果的取得往往是一个测区地图数据精度的保证[1]，但外业像控目前是自动化程度较低的工序，每个控制点的测量需要外业人员到达实地，需要一定的时间周期。

为了提高生产效率，利用二次定向方法，可以使航测内外业同时进行。内业人员在没有像控成果的条件下，直接利用影像资料、相机文件，先进行空三软件的自由网空三，完成内定向、相对定向，再进入全数字摄影测量系统完成模型核线采集，然后基于模型坐标进行立体测图，得到矢量文件[2]（*.gdb，*.fdb）；或者相对定向后利用已有的控制数据，得到一个粗略的空三结果（不考虑精度问题），然后进行立体测图。待外业像控完成以后，对原空三成果进行正确的绝对定向，获得满足精度要求的测图工程，然后对旧工程中所测的矢量文件进行二次定向，获得正确坐标的矢量文件。

1 二次定向的工作原理及使用流程

二次定向是基于像坐标不变的前提，对第一次定向创建的工程中所生成的立体模型测得的矢量，经过二次定向赋予正确的地理信息，将像平面坐标转换到大地坐标。二次定向用第一次定向所创建的工程（旧工程）计算出矢量数据每个节点的像点坐标，利用满足精度要求的正确成果（新工程）生成工程的绝对定向参数，将像点坐标换算到正确的大地坐标系，然后对错误或粗略的定向成果（矢量），重新定向恢复到新的定向成果对应的物方坐标系中，使得矢量数据成为可以被利用的满足精度要求的成果[3]。具体生产流程如图1所示。

图1 二次定向方法流程图

二次定向方法的主要工作流程包括：

1）首先对空三加密分区进行内定向和相对定向；

2）利用历史资料或者少量控制点对相对定向成果进行第一次绝对定向；

3）绝对定向后的空三加密分区进行立体测图的矢量数据采集；

4）利用外业像控测量成果对原空三加密分区进行绝对定向；

5）新旧两个空三加密成果进行二次定向，并将立体测图的矢量数据进行二次定向；

6）最终获得要求的坐标系统下的矢量数据。

2 二次定向在生产中若干问题的探讨

1）保持原相对定向结果的完整性。旧测图工程（需要二次定向的工程）产生后，无论测图是否完成，首先对旧工程文件备份。在相对定向的基础上测图，依赖于相对定向的结果及核线影像，所以在相对定向基础上测图时应注意在测图过程中或测图完成后不能破坏原来相对定向的结果，保持其完整性。其中可能破坏相对定向结果的操作主要有：工程中存在连续的几张影像时，处理完其中一个像对后，对于相邻另外一个像对，由于共用一张影像可能会破坏上一模型的相对定向结果；或者在本模型中加入了控制点或像点后也可能会对相对定向结果产生影响。

2）不能重新定义核线范围并采集核线。第一次定向完成（可能是相对定向或错误的绝对定向），经过定义核线范围和采集模型核线，然后进行测图。在二次定向前不能重新定义核线范围并重采核线，不能加入或删除任何一个同名点，也不能更改原相对定向中同名点点位。像平面坐标是二次定向时的坐标对照依据，目的是为了保证采集矢量时的核线影像与二次定向时的核线影像一致，即要保证核线影像的像平面坐标一致（像素坐标一致）。像平面坐标是二次定向时的坐标对照依据。

3）采集矢量数据时，于二次定向完成后进行等高线的采集。二次定向的原理是将物方坐标的矢量经过伸缩、平移和旋转，套合到正确的物方坐标系中，会引起矢量数据平面（X，Y）和高程Z值发生变化。对于等高线之外的其他要素的采集没有任何影响，但等高线是等值线，每条等高线上各点的Z值都相等，二次定向会使已经采集的等高线在新的工程中失去其原有的意义。

3 二次定向方法在实际生产中的应用

二次定向方法在实际生产中的应用广泛，具体应用以安陆测区为例。该测区位于安陆城区，测区地形以平地和丘陵为主，要求成图比例尺1∶1 000。分析整个测区，居民地类、水系、道路等要素占整个图幅负载的70%以上，项目生产周期要求较短。本测区先利用已有历史资料选取几个控制点，进行粗略空三。由于大地核线比模型核线立体视觉效果明显，所以实际操作中额外采用一次绝对定向，赋予工程一个无需精度的大地坐标的方法，进入立体测图，内业人员可以先对居民地等非地貌类型地物进行采集。同时，外业测量像控点同步进行。在立体测图地物部分即将完成的同时，外业像控完成。然后利用新的满足规范要求精度的空三成果提供以下工序，此时可进行二次定向操作。操作步骤如下：

1）将二次定向前采集的矢量123．gdb和工程文件anlu1000．xml拷贝出来作为旧工程。

2）利用空三加密提供的满足设计精度要求的空三成果对原始工程进行绝对定向，生成新的工程文件anlu1000m．xml。

3）依照旧工程中矢量文件的数据结构，在新工程中同样添加之前采集的矢量文件123．gdb及其所用相关像对（如图2所示）。从图中可以看出，二次定向的新旧工程结构完全一样。

4）启动Feature One，点击“工具”菜单下的“二次定向”，弹出二次定向功能界面。

在旧工程栏中选定旧的工程文件anlu1000．xml，在新工程栏中指定新的工程文件anlu1000m．xml，然后矢量文件栏会自动显示出新旧2工程下需要作二次定向的矢量文件，转换方式选用默认的“基于像坐标不变”（如图3所示），点击确定，软件将自动进行二次定向。

图2 新旧工程目录结构对比图

图3 二次定向界面

5）二次定向完成后，采用新工程anlu1000m．xml在Feature One中采集大地核线，观察矢量文件是否正常，与新工程的立体是否套合，是否存在变形（查看时请更新矢量边界范围）。如果不存在变形，则说明二次定向成功。

6）如果矢量没有采集完成，则在新工程下继续采集矢量数据，此时可以根据实际需要改变相对定向和加减矢量文件下加载的立体像对。

本次安陆测区中，旧工程anlu1000．xml下采集的矢量文件123．gdb，在新工程anlu1000m．xml下打开，套合基本完整，对照《GB/T 23236-2009数字航空摄影测量 空中三角测量规范》[4]检查，内业加密点和地物点对附近野外控制点的平面中误差为0．2，内业加密点、高程注记点和等高线对附近野外控制点的高程中误差为0．26，满足《GB T 7930-2008地形图航空摄影测量内业规范》[5]要求,二次定向成功。

4 结 语

提高工作效率，缩短更新周期成为信息化测绘的基本要求。实际工作中，常常会出现更新速度跟不上变化的情况。经过实践总结，采用二次定向方法可以将野外像控的时间完全利用起来，提前进入立体测图阶段，特别适用于等高线较少的平地和丘陵及城区等地形地貌的立体测图工作。通过生产实践证实，这一方法在生产中能够较好地解决相关问题，不仅在生产周期上得到满足，也可能控制空三加密和立体测图精度，可以在测绘生产中推广和借鉴。

[1] 杨德麟．大比例尺数字测图的原理方法与应用[M]．北京:清华大学出版社,1998

[2] 张祖勋,张剑清．数字摄影测量学[M]．武汉:武汉大学出版社,1997

[3] 金为铣,杨先宏,邵鸿潮,等．摄影测量学[M]．武汉:武汉大学出版社,1996

[4] GB/T 23236-2009 数字航空摄影测量 空中三角测量规范[S]．[5] GB/T 7930-2008；1∶500 1∶1 000 1∶2 000地形图航空摄影测量内业规范[S]．

[6] 于秀竹．航空摄影测量数据产品生产流程研究[N]．科技创新导报,2011-13-25(13)

[7] 杨航,余洋,张鑫淼．DLG数据生产的效率提升与质量控制[J]．地理空间信息,2015(6):100-101

P231.5

B

1672-4623（2016）06-0086-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.06.028

邵红霞，工程师，主要从事航测内业生产工作。

2016-02-02。