大比例尺数字化

大比例尺数字化（通用11篇）

大比例尺数字化 篇1

随着科技不断发展, 测绘技术不断更新, 测绘大比例尺地形图的方法多年来由传统的平板白纸测图、经纬仪测图等发展到现在的全站仪配合绘草图、全站仪配合测图精灵或笔记本电脑进行野外数字化成图的方法, 在技术和精度上都有很大的提高。同时, GPS实时动态定位 (RTK) 技术被广泛应用于测量上, 测绘大比例尺地形图的精度和效率越来越高。近几年, 测量数字化技术的飞速发展, 测量领域的高精尖仪器越来越多, 三维激光扫描仪就是其中的一种, 它的发展更推动了地形测绘向高科技立体图形的发展。

平板白纸测图是将测得的观测值用图解的方法转化为图形。这一转化过程几乎都是在野外实现的, 即使是原图的室内整饰一般也要在测区驻地完成, 劳动强度较大, 而且转化过程使测得的数据达到的精度大幅降低。特别是在信息剧增, 建设日新月异的今天, 一纸之图已难载诸多图形信息, 修改也极不方便, 实在难以适应当前经济建设的需要。

1 全站仪的测图

1.1 全站仪测图的工作过程

全站仪测图的工作过程主要有:数据采集、数据处理、图形编辑和图形输出。数据采集是获取数字化成图所必需的数据信息, 包括描述地图实体的空间位置和属性信息。外业采集有两种工作方式:1) 在野外用全站仪采集数据, 将数据存入与仪器相连的掌上电脑或全站仪内存中, 然后再将测量数据传入计算机供进一步处理。2) 在野外直接将全站仪与计算机 (便携机) 连接在一起, 测量数据实时传入计算机, 现场加入地理属性和连接关系后直接成图。

1.2 全站仪测图方法

1) 平面控制坐标系的建立。

在测量之前, 首先确立平面坐标系。通常都是选择大地坐标系, 以方便使用测区范围内的国家三角点或各等级的GPS点。在测图范围内若没有可利用的已知控制点时, 则可建立测区独立的平面直角坐标系, 起始方位角可考虑以地球正磁北为零度。

2) 数据采集。

首先在测绘地形图的范围内选择一个仪器设站点, 该站点要求视线开阔, 能看到测图范围内的大多数测点, 设站点确定后需标记。然后在设站点上架设全站仪连接掌上电脑, 运用测图精灵程序采集数据。在采集地物、地貌时所需的测点数是不一样的, 有的是独点地物、有的是带状地物、有的是多点地物, 所以在采集点时要分别对待, 如测房屋时至少需要采3个点, 测量独点地物时只需采集1个点, 设置不同地物用不同的测尺, 在遮蔽处运用微导功能, 山林中多采单点高程。总之, 我们在测量特殊地物时, 采点一定要根据地物实际的变化情况, 尽可能的控制其形状变化, 争取将误差控制在最小的范围内。

此外, 还应注意以下几个方面:a.为了方便测量, 如果用多个棱镜同时测量时, 各棱镜的高度最好保持一致, 当某一测点需变换棱镜高时, 一定要重新输入该点的棱镜高。万一出错, 可在测图精灵数据浏览中修改。b.工程测量时要配备对讲机, 仪器操作人员要及时与草图记录或采点人员沟通, 校对仪器记录的点号是否与草图上记录的点号一致或了解地物属性。c.每建一仪器站时一定要弄清该站的点号、后视的点号, 一旦出错所有在该站测量的点将全部报废。

3) 地形图绘制 (内业数据处理) 方法。

根据测点坐标结合地图图示按照测图要求绘制地形图, 全站仪测图通过专门的测图软件实施, 如南方测绘仪器公司开发的CASS软件, 目前常用的为CASS 2008版本, CASS成图软件是基于AutoCAD平台技术的数字化测绘数据采集系统, 广泛应用于地形成图、地籍成图、工程测量应用三大领域, 通过CASS成图软件的“电子平板”作业方式, 实现与各种全站仪的数据接口, 实现野外数据采集的自动输入记录, 并可在野外将地形图绘制出来, 或通过掌上电脑下载测图精灵数据在CASS上进行内业绘图。

根据采集数据时绘制的草图绘制地形图, 用符号连接相应的点或绘制独立符号, 地物绘制完成后再根据实际地形情况绘制等高线进行适当的修补。由于卫星图像与地形图二者的投影不同, 纸张变形不同等原因, 将卫片在地形图上, 二者不能完全叠合, 对照比较, 通过在局部范围内重合的方法绘制相应地物。对已收集到的航片和地图等资料进行野外调查, 建立判读标志, 如房屋层次、结构和地名等相应文字符号, 从而完成地貌的绘制。

2 GPS-RTK用于地形测图

2.1 RTK工作原理

RTK测量由基准站和流动站组成。基准站对所有可见的GPS卫星进行连续观测, 并将观测所得信息通过无线电实时传送出去, 基准站应尽量架设在比较高的位置。流动站至基准站的距离不宜过长, 一般在5 km～8 km较好, 流动站除了接收卫星信号外, 同时还接收基准站发来的数据信息, 并通过内置软件实时解算出三维坐标信息。

2.2 测前准备

在进行测量前要校核部分控制点的静态平面成果及水准高程成果, 在误差范围内即可进行图根控制点加密及外业的碎部测量。

2.3 数据采集

主站架设在已知控制点, 设置好基准站, 可几台流动站同时作业, 流动站的操作只需1人, 绘图人员可很直观地了解整个测区的地形地貌, 避免以往全站仪测量离测站较远时镜站人员形容不当可能造成的绘制错误。 所有数据全部存储在与流动站连接的测量手簿中, 避免了以往报、听、记过程中可能发生的差错, 保证了数据采集的正确性。同时在有条件的时候到已知点上进行校核, 确保RTK测量成果的准确性。在开阔的区域进行数据采集, 可以充分发挥RTK快速高精度定位的优势;在有部分树林植被遮蔽, 但四周仍可以看到很大面积的天空时, RTK还可以进行碎部点测量;在高大建筑物或植被稠密地区, GPS出现盲区, 初始化时间长或失锁, 可采用RTK增补图根导线点, 配合全站仪测量碎部点的方法, 从而快速地完成野外作业, 也可以大大提高外业测图的工作效率, 进而达到缩短工期, 节约成本的目的。

3三维激光扫描技术

三维激光扫描技术是一种新的测量地形方法, 它的运用将带来新的感观。其原理就是三维激光扫描仪通过向物体发射激光束的方式, 快速获得高密度的三维点位, 用于精确描述地物特征。其性能可靠, 投入产出比高, 正逐步成为一种成熟的测量技术。所得数据能快速生成TIN模型和等高线模型。开放的数据源能与专业的测量软件实现无缝链接。其大的优势在于可快速扫描地形及被测物体, 不需反射棱镜即可直接获得高密度的扫描点云数据, 可以高效地对真实世界进行三维模拟和虚拟重现。但是, 在作业过程中, 扫描仪对角度和距离都有限制, 所以要选择好架设仪器的位置。因为扫描光束是绿色的, 光斑在晴天不易发现, 需在控制点棱镜前用白纸挡住, 当确定反光点照准棱镜中心后, 再进行扫描棱镜。野外扫描时, 不可避免会扫描在灌木或水面上, 首先要将代表灌木点、水面点等颜色的点删去, 然后在CAD中利用格式刷或特性匹配工具, 将点云数据生成高程注记。因为点的密度过大, 数据量大, 也不易勾绘等高线, 需将高程注记过滤, 直到将错误点剔除完, 最终生成等高线, 形成成果图。

4结语

平板白纸测图现今已难以适应时代;全站仪连接掌上电脑运用测图精灵程序能较好地采集绘制出有不同属性的线形、地物并生成大致图形, 直观性好, 灵活方便;GPS-RTK在控制点比较少, 通视性较差, 尤其在有高杆农作物的情况下, 常规测量仪器完成难度较大的山地区域进行野外作业时更能发挥其优势, 同时节省了人力、物力;三维激光扫描仪在国内应用还处于起步阶段, 这主要因为:1) 作为新仪器, 其与传统测绘的结合应用还需逐步摸索;2) 作为新技术, 该套设备价格现在还处于比较高的阶段, 虽然其具有替代一些传统测绘作业的功能, 但在传统测绘领域的普及应用还需要一段时间。总体而言, 全站仪测图精灵与GPS-RTK技术配合测图是目前比较好的方法, 能更好地提高工作效率, 产生良好的经济效益, 达到优势互补。

摘要：对大比例尺数字化地形图测绘方法进行了介绍, 分别具体阐述了全站仪测图、GPS-RTK技术、三维激光扫描技术三种数字化地形图测绘方法, 并对各种方法的特点和适用范围及作业原理进行了总结, 以指导实践。

关键词：数字化技术,全站仪,GPS-RTK技术,三维激光扫描

参考文献

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大比例尺数字化 篇2

从大比例尺数字化地形图测绘的技术实践出发,就控制数字地图质量的基本方法和检查内容,建立以工程监理和生产单位的过程控制相结合的质量控制体系,进行探讨.

作 者：杨丽坤 刘智琳 Yang Likun Liu Zhilin 作者单位：杨丽坤,Yang Likun(郑州工业贸易学校,郑州,450007)

刘智琳,Liu Zhilin(河南有色地勘总院,郑州,450007)

大比例尺数字化 篇3

关键词：大比例尺 船舶航行速度 旋回初径

随着我国经济快速发展，现代航运业对长江航道有了更高要求。2014年国务院印发39号文，提出打造“黄金水道”，建设长江经济带的战略思路，长江航道迎来了新一轮建设大发展。整治建筑物的增多使各单位大比例尺工程测量较以前大幅增加而大比例尺测量要求高、难度大，外业数据采集对整个任务完成起决定性作用。本文将从实际工作出发，探索分析如何提高大比例水深断面测量效率。

长江航道测量概论

长江航道测量与其他陆域地籍施工测量不同，其施测任务范围一般是半淹或全部淹在水下，所以长江航道水深测量一般由陆上地形测量和水下水深测量两部分组成。水深测量基本工作原理是在测量船上利用高精度载波相位差分GPS定位保证平面、高程位置的准确，配合一台测深仪，通过计算机上的导航软件“Haida海洋测量”，处理GPS及测深仪数据信息，统一时钟误差，自动同步定位、采集水深。测量船按照软件实时显示的船位及航迹线，沿提前布置好的断面线，从下游第一条断面线开始逐条断面测量，重点讨论研究大比例尺水深测量。

影响测量效率的分析

1、过往船舶的干扰

在实际的施工测量中我们发现，如果施测区域在航道内或者附近，过往船舶较多，会对测量工作有较大的干扰。船舶施测必须严格按照提前布设的断面线施测，若有行轮在测区穿行，按照《内规》相关规定，为确保安全，测量船一般都需在船舶交汇处（假设为A点）做避让动作，在风流压的作用下，即使停车或者慢速航行船舶都会慢慢的游离断面线。完成全部避碰动作之后，由于水流、风压、尾浪及船舶的惯性作用，测量船重新找到A点接着进行测量难度较大，需要很精准的船舶操作技巧，需要花费很多时间。

2、船舶航行速度影响

船舶速度是影响测量效率的重要原因，速度快，相应的跑完全部断面线的时间耗时最短，效率最高。现阶段我们使用的都是回声测深仪，回声测深仪工作原理是利用换能器在水中发出声波，当声波遇到障碍物而反射回换能器时，根据声波往返的时间和所测水域中声波传播的速度，就可以求得障碍物与换能器之间的距离。因此，船舶速度太快，会使换能器无法接受到其发出的声波信号，形成测量盲区，导致测深仪无法获得水深数据。船速过慢，又会拖慢测量效率。

3、船舶掉头影响

测量船一般都是完成一根断面的测量后，转弯调头，再进入下一根断面进行测量，由于断面之间的距离达不到船舶调头的最小水域要求，因此在进入下一条断面时，船舶都是采用提前减速，留出足够的回旋空间，再调头上断面，下图是一张测绘轨迹选。从图1可以明显看出，在转弯调头时，船舶绕行，增加了很多不必要的航程。

提高效率的对策探讨

1、航标调整

根据现场实际情况，如条件允许，可采用调标等手段将测区与航道隔开，临时划为施工占用水域，调整后及时利用高频电台进行播报，向过往行轮告知调标情况，并与海事局加强沟通联系，及时通报施工情况，尽量获得海事局的行政手段支持。引导行轮在测区以外航行，减少过往行轮在测区穿行的情况。

2、选择合理航行速度

船速大小与测深值的关系分析。若要效率高，船速越快越好，为此我们进行在保证换能器能正常接受回波信号的情况下，船速极限的分析。测深仪换能器发出的声波不是单束，而是存在一个波束角α，声波信号呈椎面向四周发射。假设船舶发出的声波信号圆锥底面直径为S，沿船舶纵轴线取圆锥底面直径边缘两点B1、B2两点，那么相应的声波信号返回范围为A1、A2，即船舶在A1发射信号后，船舶若要接受到信号，则船舶移动位置不能超过A2点。

设船速为V，声速为C，声波一次发生并接受时间为T， A1B2=H1，A2B2=H2。那么测量艇位移A1A2=L=B1B2=VT，即有：

■，

■

且■

即可推导出船舶最大速度Vmax=C×sin（α/2）。以长江航道广泛使用的无锡海鹰1600型测深仪为例，查阅相关技术文件参数，确定其波束角为8°，船舶声速取1500m/s，可得船舶最大速度104.63m/s。即测量艇在376.7 km/h的速度内行驶，可确保测深仪收到回声信号，若超出此速度，其接收将受影响。

3、交叉测量

查阅《水运工程测量规范》对断面线之间的间距有如下规定：

在实际工作中，长江航道整治建筑物观测任务的比例尺一般为1：500或者1：1000。根据《水运工程测量规范》即可确定断面线间距。

船舶的旋回圈的大小与船型、舵面积、所操舵角、操舵时间、载态、水深、船速、船舶的纵倾和横倾、螺旋桨转速等密切相关。另外，受风、流的影响，旋回圈的大小也有很大变化。在计算时，我们确定一个理想状态，船舶在满车满舵调头，那么船舶最小回旋圈即为定常旋回直径D——指船舶作定常旋回时重心轨迹圆的直径。

D=2R=2V/r=2V/（Kδ）

K：船舶的旋回性指数；δ：船舶尾部转角度；r：船舶旋转角速度。

为进一步简化计算，常旋回直径D可做估算，大约为DT（旋回初径 ）的0.9～1.2 倍。

DT（旋回初径 ）：船舶原来航线至船首转向180°时，船纵中剖面所在位置之间的距离，一般约为3～6L（船舶型长）。以测量艇为例，船舶最小回旋圈为14m，在1：500的测图中按照《水运工程测量规范》断面线间距为5m-7.5m，断面间距不满足最小回旋圈的距离因此船舶不能直接调头。在船舶状态，测图比例、断面线间距固定的情况下，如果隔一条断面测一条，船舶是可以在满车满舵的情况下调头进入断面，保证船舶在不做停车减速或下驶转圈的情况下顺利完成测量，将待断面线从下自上依次编号，第一次先完成奇数号的断面测量，再回来进行第二个偶数号的断面测量，最后将两次测量的数据分别导出，在内业处理软件合起来，即能达到测图要求。例：汛期，对嘉鱼顺坝开展1：500的观测。测区500m×1000m，布设断面线84条。首先分析航道测图，保证航道尺度，在测区旁设黄浮一个，并通过高频引导行轮通行。然后将测量分为两次，首先是第一轮1、3、5……条奇数测线测量，然后再回来进行第二轮2、4、6……偶数条侧线的测量。

由于断面之间水域足够大，且不需要避让行轮，船舶不用停车减速、倒车、转圈，速度快，耗时3.3t。而以往最少要用5t-6t才能完成，采用新手段后，效率提升明显。

注意事项

在实际测量中，受风、浪、流的作用，根据各个船艇的实际情况，船舶的实际回旋半径可能有所变化，驾驶员应根据实际情况，在调头前，可采取使船舶有一定向下的舵角后再调头，提高船舶上断面线的效率。

测量员要控制好两次的间隔时间，确保合理分布。测区范围较大时，尽量不要出现第一天完成全部奇数断面测量，所有偶数断面在第二天完成的情况，如果出现此情况也应严格控制好水位。

调标要注意航道情况，在保证航道水深、航宽的情况下才能进行，加强瞭望，以防船舶不按标行船，误入施工区。

大比例尺数字化 篇4

一、大比例尺数字化地形图测绘现状及分析

大比例尺数字化地形图测绘的主要方法有全野外数字化测图、航空摄影测量的纸测图内业数字化等。

1.全野外数字化测图。

在野外利用全站仪实地测量, 用数字化方式记录采集到的地形数据并绘制出地形草图, 在室内将数字化的地形数据自动传输给计算机, 利用相关的软件进行包括图幅的管理、等高线的生成、图形的编辑、图廊整饰与接边处理、数据格式转换等的地形数据处理工作, 最后输出并存储最终的数字地形成果。全野外数字化测图方式在大比例尺测图中正逐渐被广泛使用。

2. 航空摄影测量。

由于摄影取得的影像信息能够真实和详尽地记录摄影瞬间的地物形态, 具有良好的量测精度和判读性能, 航空摄影测量是目前大中城市获得大比例尺地形图的主要途径。利用飞机从空中获取测区的航摄相片, 在野外进行实地相片联测和调绘以获得测像控制点的坐标及高程和相关地物的情况, 然后利用专业航测仪器或航测数字化软件从航拍影像中得到地形信息并形成相关的数字地形成果。

3. 白纸测图内业数字化。

主要通过常规方式生产白纸地形图或利用原有的地形图资料, 然后通过数字化仪或扫描仪配上数字化软件将地形图矢量化并生成电子地图, 它是常规白纸测图向数字化测图转换时期自然形成的一种过渡性的生产方式。白纸测图内业数字化的优点在于对作业员素质要求不高, 生产成本及设备投入成本低, 能最大限度地利用原有的地形图资料。这种方法的缺陷在于其精度较低。

二、数字化航测成图技术

1. 概述。

随着计算机特别是笔记本电脑的普及和计算机存储容量的加大及处理速度的加快, 全数字化成图必将全面地替代传统和过渡性的测图方法。航空相片具有信息量大、反映物体细致客观、测图速度快、精度均匀、效率高等特点。全数字型的摄影测量系统是指从影像数据的完全数字化到数据的存储、处理、管理、成果输出全部集成在一个计算机系统中, 可将大量的野外测绘工作移到室内, 大大地减轻了测绘人员的劳动强度。

2. 影像纠正。

因摄影材料的变形、摄影物镜畸变、大气折光、地球曲率、飞行摇摆引起的相片倾斜、飞行时间差、坐标系统转换、比例尺畸变等因素, 航摄影像中像点存在畸变, 要选择合适的方法改正这些畸变, 然后才能从影像中直接获得准确的地形信息。畸变改正的方法又根据不同的误差因素分为分别改正、多项式改正、基于时间序列分析的改正。原始影像经过畸变改正后即可作为中心投影的水平影像来使用。

3. 影像匹配。

摄影测量中双像 (立体像对) 的量测是提取物体三维信息的基础。数字摄影测量中用影像的自动匹配代替传统的人工观测来确定同名像点。影像的匹配按其利用图像信息的不同可划分为两类:一类是直接基于图像灰度信息的匹配定位方法;另一类是基于图像特征信息的匹配定位方法。

4. 地形信息获取。

地形信息获取是指根据两张中心投影水平影像中的同名像点坐标及水平相片比例尺获得地物的三维坐标。解算地物三维坐标的流程:先解算出单张相片的外方位元素, 根据两张相片的摄影基线解算出地物点的高程, 根据地物点的高程解算出投影差, 用投影差修正地物坐标得到地物点的物方三维坐标。

三、系统实现与实验结果

本文采用了VC++.NET语言编程完成了一个利用航测影像计算地形信息的原型系统。利用此原型系统, 可以从航拍影像中计算出人们感兴趣的地物点的地形信息。

1. 影像纠正。

本文的原型系统中采用了基于时间序列分析的纠正方法。利用原型系统对一平坦地区的1∶8000数字化航拍相片进行了实验, 用五个控制点完成对影像的变形纠正, 纠正后的成图比例为1∶1000。纠正后选择了10段道路进行计算精度检查, 纠正后图像上的最大误差为0.3mm。时间序列分析纠正法具有如下特点:控制点个数少, 控制点可以非规则布点, 平坦地区和起伏地区都可以使用。对于平坦地区, 可将纠正后的影像直接作为正射影像使用;对于起伏地区, 影像需要先消除地形的投影差, 才可以作为正射影像使用。

2. 地形信息计算。

利用本文的原型系统对影像纠正后所得的中心投影的水平相片, 采用单像后方交会法求出相片的外方位元素, 并利用人工定位确定相关双像上的待求点, 最后采用本文前述的高程计算方法求解待求点的高程值。利用本文的原型系统对1∶500的成图计算地物点的三维坐标。实验中控制点的最大剩余残差小于0.028m, 对非控制点最大的平面中误差为0.114m。实验对象中的最大平面中误差和最大高程中误差均能满足国标对数字正射影像图DOM的成图精度要求。

四、结束语

大比例尺地形图测绘实习报告 篇5

1.巩固和深化课堂所学的理论知识，在实践中训练和分析问题、解决问题的能力，培养综合应用测量知识的能力，把课堂所学知识与解决实际问题能力有机结合起来。2.进一步熟练掌握常规仪器的使用方法，提高外业测量、内业计算、地形绘图 的技能，具备从事测绘工作的初步素质。

3.掌握大比例尺绘制的全过程，如1:500的地形图从图根控制到绘制地形图的全过程

4.培养一丝不苟的测绘技术工作态度，培养吃苦耐劳、团结友爱的、集体协作的精神，为今后解决实际工作的有关测量工作的问题打下坚实的知识基础和能力贮存。二.实习任务

1.绘制图幅为50×40cm2，比例尺为1:500的地形图一张。2.完成400—600闭合水准路线的测量工作，掌握其全过程。3.了解水准仪、全站仪的构造和使用方法。三.实习流程

1.探勘测区,选好控制点,领取水准仪和其他配套工具，并对仪器进行检核。2.了解四等水准测量的实习步骤及水准仪的正确使用方法。3.做好出测前的仪器和人员的安排。

4.水准控制测量，测出各控制点的上、中、下丝读数，并记录。5.闭合水准路线计算，计算出各点高程，核算超出误差重测。

6.使用全站仪进行平面控制测量—导线外业，测出各控制点的角度和距离。7.导线内业计算，计算出各点的坐标。

8.大比例尺地形图碎步测量。使用全站仪和小平板对碎步点进行绘制。9.实习报告的编写。

10.报告考评及工作总结。四.实习安排

1.人员的安排：每个班分为四个小组，每个小组选出一名组长负责本组的测量安排工作。组长对组员安排有致，做到充分利用。

2.时间安排：在老师规定的时间内完成测量任务。3.测量任务的安排：按照流程进行。五.测量中要具体做到：

1.熟悉各种测量仪器的结构原理和用途，熟练使用水准仪、经纬仪的各种使用方法，掌握仪器的检验和校正方法。

2.明白各种测量误差的来源是主要有三个方面：（1）仪器误差：这是仪器本身在制造的过程过程中它的精度所决定的，属于客观误差来源。（2）观测误差：由于测量者的技术及水平的限制，造成的观测误差属于主观误差来源。（3）外界影响误差：测量是处于外界环境之下的工作因此或多或少会受到外界条件的影响如温度、大气折射、地球曲率、地面沉降等多种因素的影响而这些因素又时时处于变动中，很难控制，属于可变动误差来源。

3.避免测量结果错误，最大限度的减少测量误差，要求作到：（1）在仪器选择上要选择精度较高的合适仪器。（2）提高测量者自身的测量水平，降低误差水平。（3）通过各种数据处理方法减少误差。4.熟悉了仪器的使用和明白了误差的来源和减少措施，还应掌握一套科学的测量方法，在测量中要遵循一定的测量原则，如：“从整体到局部”、“先控制后碎部“、”由高级到低级“的工作原则，并做到步步有检核。这样不仅可以防止误差的积累，及时发现错误，还能提高测量的效率。六.实习内容 1.测量顺序

首先，进行仪器检校及踏勘选点，将控制点选在空旷、土质坚硬并且相邻点可以通视处点位选定之后，应立即画—个“十”字作为标志，并编写点号与组别，同时绘制“点之记”。其次，进行高程控制测量，采用四等水准测量获得图根控制点的高程。

再次，利用全站仪进行平面控制的测量（平坦地区量距方便的情况下一般布设闭合导线）。（1）以两个测回对水平角进行观测；

（2）边长测量，是利用全站仪来观测的，一般每两个控制点间的平距进行往返观测；（3）平面坐标计算首先校核外业观测数据，在观测成果合格的情况下进行闭合差分配，然后由起算数据推算各控制点的平而坐标。最后，完成大比例尺地形图的绘制。

（1）抄录控制点的平面和高程成果，展绘到图上；(2)进行地形图的拼接、检查与整饰。2.测量方法

（1）了解测区的基本地形条件，根据测区的范围及大比例尺(1：500)测图要求，确定控制网的布设方案进行选点。控制点应选在“土质坚实、地势平坦，便于保存标志和安置仪器”的地方，相邻导线点之间应该通视良好，便于测角和量距。点位选定之后，应画—个“十”字作为标志，并编写点号与组别。2.等外水准测量，用水准仪沿路线设站，单程施测，采用双面尺法进行观测，视线长度小于100m，同测站两次高差的差数不大于6mm，路线容许高差闭合差为mm(或mm)，式中L为路线长度的公里数，n为测站数。在每个控制点上用全站仪观测 2测回：要求上、下半测回角值之差不得大于42″，两测回互差不大于38″。用全站仪对个导线边长进行往返观测，要求其相对误差小于1/3000。3.利用小平板仪与全站仪进行碎部点的观测与地形图的绘制。4.进行地形图的拼接、检查与整饰。3.精度要求

（1）采用双面尺法进行观测，视线长度小于100m，同测站两次高差的差数不大于6mm，路线容许高差闭合差为mm(或mm)，式中L为路线长度的公里数，n为测站数。同一边往、返测高差之差不得超过4D厘米（式中D为以百米为单位的边长）；路线高差闭合差的限差为厘米(n为边数)。

（2）全站仪观测 2测回：要求上、下半测回角值之差不得大于42″，两测回互差不大于38″。用全站仪对个导线边长进行往返观测，要求其相对误差小于1/3000。

大比例尺数字化 篇6

【关键词】航测调绘；必要性；方法

1.航测大比例尺地形图调绘的必要性

七十年代后期， 我国航测事业有了飞快发展， 国内各工程测量部门采用这一先进的测绘技术， 为工程勘测设计提供各种大比例尺地形图。实践表明， 航测图所反映的地形详尽逼真，具有较高的数学精度， 并减少了大量的野外工作， 有利于工程勘测设计的进行， 深受各专业技术人员欢迎。航空摄影测量需要经过航空摄影， 外业控制测量和调绘， 室内作业等三个基本过程。由于航空摄影受到气候条件， 航摄飞行申请与审批， 航空摄影单位计划安排等等影响。通过多年的研究和实践， 针对工程项目的具体要求和既有航测资料的状况， 制订出有效的技术措施， 直接利用既有航测资料测绘铁路大比例尺地形图是解决急需，缩减勘测经费， 节省人力的有效途径。把航测数字化手段运用到大比例尺成图的过程中，将发挥它的显著优越性。相片调绘是运用航测数字化手段测制出高质量的大比例尺地形图十分关键的一环。

2.对航外调绘资料的要求

2.1航空摄影像片

航空摄影像片是我们像片调绘的基础资料或工作底图，它包括航调片及立体观察片，所以航片资料情况的好坏无疑要对我们调绘的作业进度及成果质量产生重大影响。尤其对大比例尺成图而言，这种影响会显得更为突出。因为大比例尺地形图与其他中小比例尺地形图相比，具有成图精度要求较高、各种地形要素表达细腻、信息负载量大等特点，这自然就要对航片资料的各项质量情况提出更高的要求。

2.2航摄像片的质量

航测外业调绘质量受野外判读，室内清绘、表示，符号统一运用，航片质量等影响，只有在满足要求的航片上，准确判读，运用合理、清晰、简易、统一的地图语言表示，才能保证最终成果的数学精度和地理精度。首先，如果航片影像质量不佳，即影像的纹理层次不清，没能很好地把一些微小的地形信息单元充分地显现出来，影像密度及反差也没能达到一种较为理想的适中状态，那么这种劣质的航片资料对我们大比例尺地形图的调绘生产作业显然是不利的。在大比例尺地形图上绝大多数的地形要素一般都要以高度的精确性详尽地表达出来，一些微小而又独立的定位要素占有很大比重（如电杆之类的地物要素），大的地物要素其细部又要保持几何形状上的高度精确（如楼形），若资料影像模糊不清，就要给调绘的室内判读立体观察及野外实地判调等一系列作业程序带来很大的障碍，甚至无法进行；影像密度反差偏高也同样会造成上述的影响，特别是对像片清绘整饰造成很大的困难，因为影像密度反差，过黑或过白都要影响甚至完全遮盖某些要素或其细部的正常显现，如过黑的密度影像，其调绘内容往往就要同阴影部分混为一体令人难以区分，这样一来对外调的各类要素笔迹着墨整饰，调绘者就要花费极大地精力来加以判识，从而影响工效及调绘成果的质量。

2.3外业调绘底图比例尺的确定和选择

大比例尺的地形图调绘，航片资料的放大倍数，即航调片比例尺的确定和选择。根据多年来的生产实践经验表明：大比例尺成图，航调放大片的比例尺原则上不应小于成图比例尺的2.5倍，地物稀少地区对比例尺的要求可适当放宽。由于大比例尺地形图所要表示的内容繁多，信息表达细腻，单就这个意义来讲，在不影响清晰度的前提下，自然是航调片的放大比例越大越好，比例倍数的增大无疑会给我们实际作业在技术上带来一定的便利，也就是说在判读及清绘整饰等作业环节上是有利的，但在野外携带使用的机动性上却是很不方便的，反而降低了它的使用效果；再者航调片幅面无目的地放大，要增加感光材料的投入，在经济上是一种浪费，在成本效益上也是不可取的。所以航调放大片比例尺的选择，是大是小，在遵循一般原则确保晒图质量的前提下，要结合实际情况而定，即根据测区地形要素的繁杂程度，在使用的技术性和机动性两者之间加以合理的权衡，城镇密集地区的大比例尺地形图调绘，航调片一分为二，要尽可能以大为佳，反之放大比例尺可选取小一些乃至放宽。

3.室内判绘作业的具体方法

（1）首先在室内直接对影像进行解译。结合作业图幅的具体内容，详细分析提供的各种资料和判读样本，熟悉和掌握作业图幅内各地形元素和影像特征。

（2）室内判绘要依据成像规律，充分利用影像特征（影像的形状、大小、色调、阴影、纹理、图案、相关位置）和有关资料。通过立体观察，认真识别，综合分析正确判绘各种地形元素。如果影像不够清晰或地物密集时可先依据影像对地物进行调整标绘，通过室内解译从影像中判绘地物、地貌，并标绘在底图上，如果影像不够清晰或影像太小时可局部放大影像结合周围地物进行判断，然后到实地补充调查确定。

（3）室内判绘过程中，对于有把握确认的地形元素，按有关技术规定进行综合取舍，直接清绘到调绘图幅上，对于难以辨认或疑问的影像作为判读疑点做出相应标记，以便野外调绘时认真核对。

4.野外调绘作业中的方法步骤

（1）测区作业开始前，首先学习图式规范，技术设计，踏勘报告，对测区的调绘作业做到心中有数，一般先易后难。

（2）熟悉了解像片的野外实际地理位置，出发前，对照旧图，查明本片行走的最佳路线及显著地地理名称，以便准确地到达目的地。

（3）野外调绘作业中，首先做到三到，即看到，对于地面上的所有地物、地貌都要看到；走到，对调绘片的每一处都要走到；问到，对于不明的地物、地貌等要素，要询问清楚，记录明白。

5.作业中的几点经验及方法

（1）对测区有了一定的了解后，可因地制宜地确定作业顺序，一般情况下按像片从上到下，从左到右顺序进行，以免漏掉。开始工作选择最佳的行走路线，以便事半功倍。

（2）如测区砖瓦结构的房屋较多时，在作业中可对土房做特殊记号，反之对砖瓦房做特殊记号；如果篱笆墙较多时，对砖、土墙做特殊记号，反之对篱笆墙做特殊记号。

（3）对高层建筑的房檐，一般情况下直接测量不到，可根据房檐的雨滴线来测量。

（4）对于烟筒水塔的测量。

①利用皮尺直接测烟筒、水塔的周长，然后利用几何原理求得（D=C/3.14，C=周长，3.14=圆周率）。

②采用切线延长法量取烟筒、水塔直径。

③在烟筒、水塔有投影的情况下，直接量取烟筒、水塔根部的投影直径。

④对于阴影掩盖或影像不清的地物，一般最好用皮尺采用交会法、截距法、或用平板仪实地测量。但在缺少丈量工具时，可采用目估、步量和相关位置的判调，结合像片比例尺共同确定准确位置。

6.外调结束后

要及时内业清绘外业调绘结束后，要逐段、逐片、逐项仔细认真地清绘，不要虎头蛇尾，眉毛胡子一把抓，以免产生丢漏现象，清绘结束后要认真自查自校。总之，大比例尺航外调绘是一项内容多，工序复杂的工作，所以每个调绘工作者都应本着对工作高度负责的态度，仔细、认真、一丝不苟地完成每一道工序，从而确保调绘工作的质量。

7.结束语

随着测绘科学技术的不断发展，测绘技术的不断更新，地形图、成图质量的要求显得更为重要。航外调绘是航测成图的关键环节，有待同行更进一步的探讨。

【参考文献】

[1]王青祥.航空摄影测量学[M].郑州：黄河水利出版社，2011.

大比例尺数字化 篇7

1 低空无人机数字摄影系统

我们就以Gatewing X-100的无人机为分析探讨对象, 这类无人机在低于高度600米, 续航时间40分, 飞行速度为每秒90千米, 像素为0.00207毫米, 摄像焦距6.4毫米, 称重重量为2公斤, 像幅大小定义为5.7*7.5mm, 它的突出特色在于其具有独特的轻量化机身设计, 翼展位是100厘米, 起飞主要是通过弹射架, 硬着陆, 对于起降场地的要求和选择并没有太复杂。这一套无人机主要是讲测绘高新技术与传统的摄影测量技术相结合针对一些人无法到达的地方和危险地带进行测量作业, 特别适用于一些小面积区域的测绘。

假设地面的分辨率是GSD, M代表飞行面积、H代表具体飞行高度, M与GSD之间的关系和与地形图完全吻合的比例尺, 彼此之间的关系可见下表1。

2 无人机摄影测量系统在大比例尺数字化地形图中的操作流程

自大比例尺数字化地形图中的无人机摄影技术操作主要体现在内业空三加密、野外像空点测设、数字测图和获取测区影像这些步骤当中。这其中内业空三加密主要就是对相应的文件信息数据的输出后进过空三加密处理之后形成的影像体现在SSK中进行数字测图, 这些文件主要有进过匹配之后定向的坐标文件、相机文件、DEM数据、记录影像大地坐标、加密后影像、照片外方位元素、空三平差的定向点影响坐标文件等。

对于无人机数字航空摄影相片的影像处理软件一般使用的是Cloud-ATVe r1.0, 即全数字化摄影测量系统, 广泛适用于低空轻型机航摄、无人飞艇航摄取的竖直摄影影像、普通飞机航摄以及无人机航摄, 对于现阶段广泛使用的数码相机、组合宽角相机和航摄像机的影像都会进行相应的处理, 此外对于倾斜影影像、交向摄影影像等等航拍也能够进行处理。以多视影响匹配自动构建为技术支持, 建立起空中三角色两网, 通过低空要干的高分辨率影像的配合, 最终达到高精度航测定位的效果。

测图系统主要是在Microstation J平台中开发起来的通过对SSK数据采集, 再配合相关鼠标以及立体眼镜, 使之利用效率大大提升, 人力物力大大缩减, 并且能够达到测绘效果。这个系统还将地类数据库容纳其中并且运行自如, 并在需要的时候变换格式为CAD图形, 方便日常工作需要。

3 实例分析

将这台Gatewing X-100无人机定义在一定的区域内进行数字摄影测量分析, 0.1米的地面分辨率, 飞行面积是1.7平方千米, 300米的飞行高度, 并设定野外测设检查点76个和像控点为33个。

我们利用Cloud-ATVer1.0软件进行空三加密, 主要针对的是航飞影像来进行的, 针对于相对和绝对的定向精度。

加密后的数据可以通过SSK软件进行立体测图, 完成测图后在选取的检查点中随机选取10个左右的点进行对比 (表2) , 获取检查点测量得出的精度。由下表就可以看出高程的精度要求低, 平均数值小于0.5米, 但是绝对满足测绘要求的1:2000的地形图测绘要求。

在对抽样点进行测量之后输出文档对象模型, 空三加密之后在运用Cloud-ATVer1.0软件输出相应地文档对象模型数据。批量输出那些运用文档对对象模型数据的那些摄影影像图, 导入正射影像是通过ERDAS软件, 这样一来就可以实现文档对象模型的拼接最终实现正射影像图的获取 (图1) 。

接下来主要是通过Cloud-ATVer1.0对包括相机文件和影像外方位元素等文件进行数据文件输出, 将这些文件数据整理完之后导入到SSK软件当中去, 进行数字线划图的数字采集, 然后再将整个测区线画图, 得到最终想要的数字线划图, 这也就是俗称上的生成数字规划图即DLG生成。

基于以上操作在数字线划图的基础之上生成三维立体图。建立起有机结合测绘区的数字线划图数据。

此外还有一些精密技术下的低空无人机数字航空摄影在航射中的应用。PPP即精密单点定位技术, 主要运用的是单台GPS双频双码的接收机进行数据观测, 通过全球定位系统对相应检查点进行定位解算, 静态定位后进行航摄, 这样的技术是不需要在地面上架设地面基站, 这对于航摄的人力物力财力的节省意义重大。徕卡公司推出对ADS80航测系统, 其装有全球卫星导航定位系统和惯性测量装置可以精确定位出摄影空间坐标, 对于那些外方位元素也可以获取其相应的线阵影像。通常情况下获取更高精度的外方位元素主要是通过基站差分技术来使结算方式增强, 还有就是精密单点定位技术, 这其中主要运用地面基站来观测GPS数据的是基站差分技术。

精密单点定位技术的主要工作原理是运用一台GPS接收机对相位中心对的ITRF框架的绝对位置进行独立确定并定位, 运用GPS精密星历和种差数据休整之后建立其相应的物理模型, 观测资料主要是以无电离层影响的载波相位和伪距组合值为依据, 估计接收机种差、对流层天顶延迟和对侧站的位置。经过相关实验得出, 这样的精密单点定位技术运用在大比例尺数的航摄技术中是可行的, 其为无人机低空航摄提供了一定的生产依据, 但是在1:500的比例地图上该技术尚且还不够适用, 随着技术的发展, GPS的定位系统精度会越来越高, 必然会创造出航摄系统的高能效时代, 降低航摄成本最终真正意义上的摆脱地面基站的束缚。

4 小结

针对上文描述的无人机低空摄影在大比例尺数字画地图上的应用可行性, 通过航摄获取到低空的高精度影像, 对与测绘结果的时效性能够很好的把握, 并将摄影结果广泛运用在城镇建设、城市规划和国土资源等工程大项目中去, 大大的促进了我国测量行业的发展, 对于国民建设意义重大。

参考文献

[1]刘欣阳, 孟祥熙, 杨明辉.无人机低空摄影测量系统在大比例尺地形图中的应用[J].基础科学, 2014.

[2]王继承.基于精密单点定位的ADS80数字航空摄影在大比例尺航摄成图中的应用[J].测绘与空间地理信息[J], 2013.

大比例尺数字化 篇8

随着科学和技术的迅猛发展, 传统的测图作业方式模拟法或称图解法已经无法满足现在数字化信息时代的要求, 尤其是在当今计算机技术的成熟与发展, 信息化数字绘图仪器———全站型数字测量仪的普遍使用, 大比例尺测图技术也随着日臻成熟与完善, 正在朝着数字化、自动化和信息化迈进。大比例尺数字测图指的是以外联输入输出设备, 包括软件和硬件为支持, 以计算机技术为核心, 对空间地形数据进行收集、键入、初步成图、绘制图形、管理测图系统。因其自动化特点即实行野外自动化记录、自动的解算和处理、自动成图, 并且能向看图者和使用者提供能执行处理的数字地图相关软件, 为更新、储存、传输数据提供了方便。然而这些仪器, 难免会产生各种误差, 降低测图的精度, 那么我们该采取什么样的措施来最大限度的降低误差, 保证数字测图精确度的呢?首先我们必须要弄清楚产生误差的原因。

2 影响大比例尺数字测图精度的因素

2.1 控制点引起的误差

目前, 大比例数字测图的方法有三种:原图数字化、野外数字采集和摄像测量。无论采取哪种方法, 误差都是在所难免的。控制点引起的误差通常出现在野外数字收集, 不论是运用GPS, 还是全站仪来进行碎部测量, 都需要在控制点上设站, 然后, 对碎部测量要素进行观测, 最后, 依据控制点坐标来解算这些碎部点坐标。所以不难看出, 碎部点坐标是由控制点的坐标来决定高低的。而在原图数字测图中, 主要影响因素是定向控制点和格网点, 格网点是用来扫描和纠正数据的, 它们直接影响数字测图的精度。

2.2 图纸的变形引起的误差

将一个大的范围按照一定的比例缩放在一张图纸上, 本身就存在着一个固定的误差值。这是我们无法控制的。因为无论是扫描数字化还是矢量数字化, 它们都会因图纸的伸缩产生一定的误差, 这有可能是比例误差, 图纸变形了, 采集的数据必然有误差。这种误差, 可以通过线性转化或者将图纸进行改正来解决。

2.3 人为因素和观测条件引起的误差

人在社会活动中既是主体又是客体。在测量过程中, 人的主观因素引起的误差也是必然的。主体的价值观, 世界观, 学识, 技术等都会给数字测量的精确度带来挑战。这就要求必须是专门技术人员才能从事这项工作, 以此来把误差降低到最小值。而针对客观的观测条件来说, 温度、光线、湿度、透明度等等都会对测量造成影响, 尤其是在野外数据采集中, 这种影响表现得更为突出, 例如, 大气的折光对高程和平面位置带来的影响, 变幻莫测的天气对GPS或全站仪信号的影响, 都是能对测量结果产生最直接的影响。在自然面前我们是弱者, 因此, 我们要挑选好合适的天气条件来降低误差, 或者开发更加精确和稳定的仪器设备来减小天气对测量造成的误差影响。

2.4 仪器设备方面的原因引起的误差

仪器设备的误差通常是指一个不灵敏的仪器, 我们称之为傻瓜仪器造成的误差。在这里, 仪器的误差有来自数字化仪器的误差、软件的功能和效能的缺陷、扫描仪分辨率和全站仪的误差, 仪器设备带来的误差是可以改进的, 这需要科研人才不断地深入实际, 根据实际使用的精确度来研发更加灵敏、分辨力更高的仪器。

3 改正影响大比例尺测图精度的误差

这些来自仪器、人为因素、天气状况的误差, 看起来是难以控制的, 唯有控制点误差是技术上的误差。如何提高大比例数字测图的精度, 成为了一个重要的研究课题, 我们可以从以下几个方面来加以探讨。

3.1 量化分析系统误差

在统计学中, 误差通常来自于三个方面, 系统误差、随机误差和粗差。系统和随机误差是按照性质来划分的, 粗差则是出现在具体的测量当中。所谓的系统误差是指自然界或者仪器本身的因素造成的一系列误差。它是有规律出现的, 是可以减弱或者消除的。量化分析系统误差, 主要的做法是根据经验和数据, 推断在数字化成图过程中各道工序的质量, 目的性的增强对管理质量的指导, 在此基础上量化分析系统误差, 最后对成型的数字化地形图进行严格的修改, 这样, 确保成图的质量。这样通过量化分析系统误差, 就能计算出修改好的地形图的质量优劣。

在系统误差分析中可以通过矩形来划分出改正的区域, 然后确定各个方向的坐标, 将数值键入列表格, 分析坐标排序, 确定检查点, 从而来完成消除系统误差的目的。在数字测图过程中, 系统误差起着举足轻重的重要作用, 它的消除是否完全和良好, 直接关系到图纸质量的高低。在实施作业过程中, 一定要秉着严谨的工作态度, 认真检查各项指标, 最大限度的降低系统误差的大小, 保证图纸的高质量。

3.2 消除粗差

粗差是指在相同测量条件下, 测得的序列中高于三倍外误差的误差。对于粗差的消除主要有两种方法:可靠性分析研究和归入法。通过比较闭合差进行可靠性分析或者选用稳健迭代加权法来让粗差可以自动剔除。这种可靠性分析的目的, 是怎样在统计中能自动的发现粗差, 并且能迅速准确有效地指出粗差所在的位置, 从而完成自动定位功能。粗差主要可以通过两种途径来完成:

第一, 通过函数模型来将粗差归入其内, 粗差的观测值可以被看成是与其它同种观测值有着相同的标准差, 但是期望值却不同的一个子样本。统计量的构建是很严格的, 可以通过平均差值来构建, 给定显著值, 然后与临界值进行比较, 从而判断观测值是否含有粗差。另一种方式是粗差归入式, 这种方法的观测值是有形同的期望值, 但是标准差却不一样。可以用逐步迭代来变换不断变化的值的权重, 粗差的权重归零从而达到消除粗差的目的。粗差的消除只需要加强工作人员的责任感就可以很好的加以控制。

3.3 随机误差的控制

随机误差指的是在相同的测量和观察的条件下, 对测量中的固定量进行系列观测, 观察和测量的结果差异性并没有表现出明显的一致性时, 我们称此种情况下产生的误差叫随机误差, 也称偶然误差。根据随机误差的特点, 在工作测图时, 可以布置设定适当的检测点, 并有规律的分布在图形中, 比如说, 可以根据地点的类别或者是控制点的密度来设置检查点, 根据地形的难易程度来进行有目的的布置。在布置的时候要注意整体性的控制, 在复杂的地形区尽量增加检查的点, 尽量让这些检查点容易被人找到。

另外, 这里还可以进行列表分析来确定误差的大致范围。具体做法是将在检查点获得的数据和数字地图上的对应点坐标通过Excel电子表格来进行统计, 对相应点的坐标列表分析, 完成各项功能, 对其进行统计分析后进行排序, 这样就能确定误差的区间范围, 从而也能划定改正这一误差的范围, 减轻工作的负担, 并消除系统误差带给数字地图的影响。

综上所述, 消除系统误差是保证图形质量的关键所在, 因而在工程实施过程中严格执行各项规程, 按程序来进行, 进而减少或消除成形后的系统误差的影响, 这必须对系统误差进行量化分析, 改正, 确保地形图的高质量完成。

4 结论

总而言之, 影响大比例尺数字测图的精度误差来源于三个方面:系统误差、随机误差和粗差。其中系统误差起着重要的作用, 我们在作业过程中, 要能正确分析出系统误差, 包括它的分布规律和含量, 在实施过程中, 合理布置检查点, 运用相关高级统计工具和方法, 找到系统误差的分布规律以及数值的大小, 经过严格的改正和完善, 制定高质量的图表, 从而达到提高数字测图精度的目的。

参考文献

[1]高井祥.数字测图原理与方法[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2001.

[2]邬晓光, 黄北新, 丁锐.GPS-RTK技术在城市测量中的应用[J].城市勘测, 2007, (6) .

[3]张志勇.双基站.RTK检测及精度分析[J].城市勘测, 2005, (1) .

[4]王征强.大比例尺数字测图精度与测距长度之关系浅析[J].测绘通报, 2000, (4) .

[5]王仕东.工程测量[M].人民交通出版社, 2005.

大比例尺数字化 篇9

摄影测量学的主要任务是研究像片与所摄物体之间的内在几何和物理的关系。摄影测量学的发展历经模拟摄影测量,数字摄影测量两个阶段。目前广泛使用的是数字摄影测量方法,并以其来开展研究。本文使用数字摄影测量的方法制作数字正射影像图,为后续内容的研究,如林分因子的提取、森林资源信息的正确表达提供基础数据和实施保证。

利用航片制作正射影像图,可以改变由地形起伏和传感器误差而引起的像点位移。数字正射影像(digital Orthophoto Map)就是利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空像片/遥感影像(单色/彩色),通过去除由于传感器和相机旋转、地形起伏等因素引起的位置误差,即经逐个象元所进行的投影差改正,而最终生成平面无变形的数字正射影像。

2 研究区域概况

研究区域为黑龙江省凉水自然保护区,所属中国东北东部山地小兴安岭山脉的东南段,位置跨越从东经128°47′8″到东经128°57′19″,从北纬47°6′49″至北纬47°16′10″。所涉及区域的总面积为12 133hm2,森林总蓄积量170.0万m3,森林覆被率98%。

本研究应用2008年秋季(9月22日)凉水林场数字航空像片和航摄成果报告书及2009年5月所进行的森林资源二类调查的数据加上角规点的调查数据,也包括相应带有控制点的刺点照片。摄影比例尺为1:8 000, 航摄仪类型为RC-10,每张航片占用空间467MB,共约89G。本次研究采用凉水实验林场的一个航带进行分析,涉及像片号范围166～179,共13张像片,约5G数据。

3 数字正射校正原理

数字校正的实现就是将中心投影的影像经过数字校正而形成正射投影的过程,其具体原理就是以投影中心点、像点和相应的地面点三点共线为条件,以单张像片为解算单元,借助像片之间的公共点和野外控制点,将各张像片的光束连成一个区域进行整体平差,求得解算模型,再利用数字地形高程模型对原始非正射影像进行纠正,使其转换为正射影像。

航空摄影测量的几何处理任务是根据像片上的像点位置确定相应地面点的空间位置。要使用数字图像方法处理用相机摄取的像片,首先需要将航空像片进行扫描,形成数字图像。数字图像在计算机屏幕上使用的是像素平面坐标系,而成像的航空像片则是相机胶片,使用的坐标系是影像平面坐标系,其坐标原点一般位于影像中心。因此,就要进行像素坐标和影像坐标的变换,两个坐标系的示意图如图1所示。

影像上的点均对应着具有地图投影的坐标,即大地坐标,如果要根据影像上的点求取对应的大地坐标,还需要在地面空间坐标系统和影像空间坐标系统之间进行转换。地面坐标系示意图如图2所示。

为实现这些点坐标间的转换,还要进行内外定向。通过内定向,可以恢复像片和摄影机的相对位置。框标为摄影机焦平面上固定位置的光学机械标志,用于建立影像坐标系。内方位元素一般由摄影机制造商提供在仪器说明书上。内方位元素包括像主点在影像坐标系中的坐标(x0,y0)和焦距f。通过外定向,可以建立影像空间坐标系与地面空间坐标系的变换方程,求解内外方位元素,进而得到所研究的像片与所摄物体间的几何和物理关系。

4 数字正射影像制作过程

数字正影像制作过程主要有三个步骤。第一步,使用光束法进行空中三角测量求解内外方位元素;第二步,根据区域文件,产生研究区域的数字化高程模型;第三步,生成区域正射影像平面图,具体流程如图3所示。

4.1 数据准备

(1)大地坐标参数:

投影类型为:ransverse Mercator;椭球体类型:Krasovsky;基准面类型:Krasovsky定义的基准面;中央子午线比例尺因子:1;研究区所在的投影带:第22带;带的中央子午线的经度:129度;投影原点的纬度:0度;坐标原点西偏:500 000m;坐标原点北偏: 0。

(2)内方位元素:

摄影机型号: RMK 15/23;焦距:F=153.268 72(mm);框标:格式为(X,Y),具体四个框标值为(106.005,-106.001)、(-106.010, -106.000)、(-105.999 106.001)、(106.001,106.002);像主点坐标:OX=0.006 63、OY=-0.002 76。

(3)地面控制点:

地面控制点为已知X、Y、Z的可识别地物,本研究区地面控制点为通过GPS实地测量得到的。在每个控制点的地理位置上用GPS测得X、Y、Z的同时,在航空像片的硬拷贝上则是对每个选定的地面控制点影像刺点,获得刺点像片,再通过扫描获得数字图像。本研究区域所涉及的航片号从166～179。具体的控制点坐标如表1所示。

4.2 应用LPS模块制作正射影像图

4.2.1 空中三角测量

(1)首先创建工程文件,选定进行空中三角测量的大地坐标参数,加载图像,可是一幅或多幅图像,输入内方位元素的值。需要注意的是,要确定飞行的路线是从东向西飞行,还是从西向东飞行,本次研究的航带为从东向西飞行,所以其方向选择为。设置平均飞行高度为3 000米。当框标数据输入完毕后,LPS模块会自动计算误差,如果结果小于0.33个像素,表明可以接受,如果大于,需要重新调整框标位置。本研究中误差为0.06。结果如图4所示。在内定向中完成像素坐标系和影像平面坐标系的转换。

(2)输入地面控制点,目的是获取航空的外方位元素。控制点可分为3种:平高控制点、平面控制点和高程控制点,在控制点类型栏中要分别设置为Full、Horizontal、Vertical。FULL控制点为地面坐标X、Y、Z已知的点,Horizontal控制点为水平控制点,只需知道X、Y坐标即可,Vertical控制点为竖直控制点,仅要求Z坐标。外方位元素共有6个,在空中三角测量时通过共线方程进行求解,要求已知最少3个控制点(X,Y,Z)才能解出外方位元素,为了得到较好的精度,需要采用更多的控制点来进行平差。

(3)连接点的自动化采集。连接点是同一个地物在相邻两幅或多幅航片上的同名像点。连接点的地面坐标未知,既可以手工量测,也可以自动量测。一般采用自动量测。在LPS模块中,可以实现连接点的自动化采集。自动量测后,还可以对每一个连接点通过左右窗口查看该连接点是否符合精度,如果精度没有达到要求,就要对其进行删除,或者像定位控制点一样进行重新定位。图5为两张相邻图像自动化采集连接点后的结果。图6为研究航带中全部13张图像连接在一起的连接点自动化采集结果。

(4)执行空中三角测量。经过以上操作,已经获得了图像上的控制点和相邻图像上的连接点。具备了利用LPS模块进行空三加密所需要的完整信息,就可以求取每张航片的外方位元素、各连接点、平面控制点、以及高程控制点的三维坐标。通过三角测量的结果,查看其方差,若达到精度要求,则选择accept,接受此测量结果。至此,得到了正射影像图,如图7所示。

4.2.2 DEM的获取

原始数据有凉水实验林场的DEM数据,通过在ArcView软件中进行掩膜处理,得到研究航带的区域DEM数据。

4.2.3 生成正射影像图

通过空中三角测量的结果,就可以对校正的图像进行重采样,生成一幅校正的正射影像图。具体的过程为:单击“i-mange resample”按钮,确定输出文件的名字,设置网格大小,执行重采样,得到正射影像图。结果如图8所示。

5 结束语

本文以2008-09-22日拍摄的凉水实验林场1:8 000的航空数字影像为研究对象,应用ERDAS平台LPS模块,逐步对航片进行了空中三角测量,生成了凉水区域南部一条航带的数字化地形模型及正射影像图,并进行了正射影像的合成和拼接,为后续的研究,如立体分析和林分因子的测量提供了基础数据和技术支持。

摘要：为解决测量林分因子的不便,发挥航空摄影测量和数字图像处理技术在森林管理与经营中的优势,以2008-09-22拍摄的凉水实验林场1:8000的航空数字影像为研究对象,应用ERDAS平台,论述了使用erdas软件的LPS模块使用空中三角测量的方法生成凉水区域南部航带的数字化地形模型及正射影像图的过程,本研究为进一步的森林地形信息的提取和查询提供了可能,为数字影像图的制作和后续的研究提供基础数据。

关键词：空中三角测量,数字正射影像图,数字摄影测量,数字高程模型

参考文献

[1]智长贵,郎奎建.帽儿山林场航片数字立体正射影像图制作及应用[J].东北林业大学学报,2005(2):52～55.

[2]党安荣,王晓东,陈小峰,等.ERDASIMAGINE遥感图像处理教程[M].北京:清华大学出版社,2010-04.

[3]陈鹰.遥感影像的数字摄影测量[M].上海:同济大学出版社,2003.

大比例尺数字化 篇10

关键词：AutoCAD,地形图,分幅裁剪

随着经济建设的不断发展, 社会各个部门对测绘数据尤其是大比例尺数据的需求越来越大。AutoCAD作为一种常用的制图出图软件, 在大比例尺地图编制方面也得到广泛的应用。由于大比例尺测图最终提交的成果都是标准分幅的图幅格式, 因此标准分幅裁切就成为数据生产中相当重要的一个环节。

利用AutoCAD中自带的扩展工具可以实现图形数据的裁剪, 但只是简单地将图形从裁剪线处剪断, 要实现数据的标准分幅需要工作人员在软件中一幅幅地输入至少两个点的X、Y坐标从而画出裁剪范围进行分幅裁剪, 并将裁剪完的数据进行人工分离后生成标准分幅图, 因此无法完成数据的批量标准分幅裁剪。

以金昌市新农村测区的1∶2000数字地形图为例, 提出一种基于AutoCAD的标准分幅裁切方法, 可以对测区内的图形进行批量标准分幅裁剪, 从而可大大减少分幅过程中人工工作量。

1 技术方案

1.1地形图结构分析

1∶2000数字地形图采用城区坐标系统, 采用50cm×50cm标准图幅, 矩形分幅。因此具有以下的结构特点:图幅间距为1000m, 图幅左下角坐标值取1000的整数倍, 并且图幅号以左下角坐标值Y-X取整公里数命名。例如, 左下角坐标为 (51000, 36000) 的图幅, 其图名为“36.0-51.0”。

从整个测区来看, 同一横轴上, 图幅左下角X坐标值从左向右以1000递增, 同一纵轴上, 图幅左下角Y坐标值自下而上以1000递增。

1.2设计思路

在VB环境下, 利用VB和AutoCAD接口, 设计功能界面和编写程序实现对AutoCAD当前窗口中的整个测区的图形进行标准分幅。

1.2.1确定分幅范围

设计由用户输入最小最大坐标或在测区中画一个矩形框或从图中选择一个图形来确定分幅范围的最小坐标 (Xmin, Ymin) 和最大坐标 (Xmax, Ymax) 。既可以针对测区中所有图形数据进行标准分幅, 也可以针对测区中的部分图形数据进行标准分幅。

1.2.2图幅推算

根据1∶2000标准图幅的特点, 由分幅范围的左下角坐标 (Xmin, Ymin) 推算出分幅区左下角图幅的左下角坐标 (X 1, Y 1) , 推算公式如下:

从而, 其他图幅的左下角坐标可以由分幅区左下角图幅推算出。

1.2.3对标准分幅图逐幅进行裁剪、取出、保存

利用一个DoWhile循环语句, 在分幅范围内逐个推算分幅图的最小坐标 (X 1, Y 1) 和最大坐标 (X 2, Y 2) , 并根据这两个坐标在图中画出矩形框, 然后利用AutoCAD扩展工具中的Extrim功能对矩形框内的图形进行裁剪 (将图形从范围线处剪断, 并保留范围线内的图形完整) , 之后用选择集工具将矩形框内的所有图形选择并写块在指定的路径FilePath中保存成一个新的DWG文件, 最后对原始图进行Undo操作使其恢复到原始状态以执行下一个循环。

分幅图裁剪程序如下:

1.2.4生成图廓

这是一个可选的功能, 可为裁剪生成的分幅图添加图名、图号、内外图廓、方里网、接图表等图廓信息, 原理是:程序循环运行中, 在每个分幅图生成新文件后, 将其打开在当前窗口, 为其添加一个新层, 并在新层中利用AddText、AddLine等绘图功能在分幅图中的相应位置绘制文字、线等图廓信息。

2 实施效果

内容中所介绍的基于AutoCAD的地形图分幅的方法已实际应用于甘肃省张掖市数字地形图管理系统和金昌市新农村建地理信息平台中, 给基于AutoCAD软件的数字地形图管理工作带来了极大的便利。

3 结语

基于AutoCAD的地形图标准分幅方法原理简单, 实用性强, 应用范围也颇为广泛, 既可应用整个测区图形的标准分幅, 也可用于将一幅大比例尺地形图分幅成更大一级比例尺的地形图

参考文献

[1]张晋西.Visual Basic与AutoCAD二次开发[M].北京:清华大学出版社, 2002.

[2]张力果, 赵淑梅, 周占鳌.地图学[M].北京:高等教育出版社.

山区大比例尺地形图测绘方法研究 篇11

延安位于黄河中游,属黄土高原丘陵沟壑区。延安地貌以黄土高原、丘陵为主,属于典型的山区,就意味着测绘像延安这样的山区大比例尺地形图想用常规的测绘方法完成数字地形图的测绘是非常困难的。本文将简要介绍利用无人机航空摄影技术如何快速高效的进行数字测图。

1 无人机低空航摄系统

无人机低空航摄系统是以无人机为飞行平台,利用高分辨率相机系统获取遥感影像,利用空中和地面控制系统实现影像的自动拍摄和获取,同时实现航迹规划和监控、信息数据压缩和自动传输、影像预处理等功能,是具有高智能化程度、稳定可靠的,具有较强作业能力的低空遥感系统。

本文所述无人机飞行平台为“大地鹰”智能化测绘无人机,采用弹射自动起飞、程控超视距智能飞行执行、自动开伞降落,且体积小(机身长0.95m,翼展1.5m)、重量轻(空机重1kg,机翼载荷71g/dm2),具有很强的实用性。市场上针对无人机数据影像处理的相关软件比较多,本文影像后期处理软件采用武汉大学开发的DP-Grid低空航测数据处理系统软件,立体采集、编辑成图采用适普公司的全数字摄影测量VirtuoZo和清华山维的EPS软件完成。

2 航空摄影测量外业

2.1 作业流程图

2.2 像片控制地标点布设

测区航摄采用SWDC-4数字航摄仪,该相机集成了GPS精密单点定位技术,可在航空摄影时,获取每张航片摄影瞬间的像主点坐标。

2.2.1 像控点布设方案

成图区域内,均采用四角两线法布设像控点,即在区域网四角各布设一个平高控制点(如图2所示),同时在区域网两端垂直于航线方向敷设两条控制航线(构架航线)。其四角像控点布设在构架航线和基本航线六片重叠处,航向跨度控制在18条基线以内;旁向跨度在8-10航线为加密区域。为了检查内业空三加密精度,区域中间须布设3-5个空三加密检查点。为了提高内业空三加密精度,四角平高控制点及检查点采用了地标像控点。

2.2.2 像片控制地标点的布设要求

(1)地标像控点应布设在基本航线6片重叠区域,且应与构架航线保持3片重叠。像控点地标布设时,应保证影像目标清晰,便于空三加密时,能够准确量测像控点目标几何中心位置。

(2)自由图边的像控点应布设出测区范围线20~30米。

(3)像控点布设点时,应考虑到采用GPS仪器测量时应满足的条件要求:像控点点位便于安置仪器,视野开阔,视场内障碍物的高度角不宜大于15°;点位距周围大功率无线电发射塔(如电视塔、电台、微波站等)不小于200米,距离高压输电线和微波无线电信号通道不小于50米,点位周围无强烈反射卫星信号的物体。

(4)地标点布设应依据航摄设计书提供的WGS84大地坐标系成果布设,利用手持GPS导航仪在实地定位确定地标点位置。

3 航空摄影测量内业

(1)选择模型加密点:在区域范围进行航线自动匹配构建自由网(或人工逐片手动选择模型标准点),并通过自动匹配或人工选择模型连接点实现航线内的模型连接以及航线之间的模型连接。主要工作包括自动相对定向、影像自动匹配选择模型连接点(或人工手动方式选择模型标准点)、自动转点与自动量测等。

(2)自由网平差、转刺控制点:航线自动匹配构建自由网完成后,对匹配或人工选择的模型标准点进行检查,剔除各粗差点。人机交互选择自动匹配失败时,反复进行航线自动匹配构建自由网,剔除各粗差点,人工消除区域网平差时超限的连接点。

模型连接点应分布均匀,且应选在标准点点位位置。各模型间连接点数不得少与2个。特殊困难地区标准点位置影像目标不明显,选不出点时,可尽量在标准点位最近的位置人工选点。为了提高加密精度,另外每像对非标准位置处应增选1~2个连接点,来增强模型连接网形强度。

4 全数字立体测图

(1)相对定向:相对定向完成后,各模型相对定向点数不得少于50个且要均匀分布。上下视差不得大于0.015mm。特殊困难地区,可适当放宽点数要求。

(2)绝对定向精度:绝对定向完成后,各模型定向精度必须满足相关要求。绝对定向后,检查员应进行检查。对于定向时超限的像对,由加密技术负责人认真分析原因进行解决。对于个别模型定向精度超限且无法解决时,必须经技术负责同意后方可作业,并且要记载说明。

(3)数据采集原则。

(1)对于相邻要素严格按照范围采集,相邻的边要严格捕捉,不应存在裂缝重叠等错误拓扑关系。

(2)采集矢量要素前,采集设备必须正确设置各项测图参数。严格按照规定要素标准图层代码进行采集,文件配置必须有检查校核记录。

(3)要素根据立体模型判读,立体模型中地物轮廓全部或部分可以看清的,测标用“小十字”,做到不变形、不移位、不遗漏。若立体模型中观测对象被植被、房屋阴影所遮盖而无法准确判读,采集时用与观测对象图式符号相近的符号绘出范围线,并进行标记,由外业实地精确定位、定性。在采集中对于依比例尺表示的地物,测标应立体切准地物的轮廓线;不依比例尺表示的地物,测标应立体切准其定位点或定位线。

(4)使用流线进行数据采集时应注意及时调整流线参数,使线条流畅、光滑。

(5)按内业立体模型定位、外业定性的原则进行数据的采集,保证数据的完整性、正确性,确保采集数据不断缺、遗漏、移位。采集过程由检查员进行的检查,如若出现差、错、漏的现象,检查员对于未按模型采集或漏采的地物、地貌应当重测或补测。

(6)整幅图的数据采集完成后,图幅之间要相互接边,最后输出*.dxf数据格式供后工序使用。

(4)外业调绘及精度检查:为了检查成果的可靠性,在测区不同区域采集了100多个明显的地物点和地形点统计精度,其中地物点点位中误差0.483m(小于规范要求的0.6m),结果完全满足《1∶5001∶10001∶2000外业数字测图技术规程》(GB/T 14912-2005)中1∶2000地形图的测量精度要求。

5 结语

本文介绍了无人机低空航摄在山区大比例尺数字地形图测绘项目中的应用,并在延安市山区测图中进行实际运用,通过实例验证了无人机低空航摄系统在山区地形图测绘项目中的优势,首先,大比例尺数字地形图测绘应用无人机低空航摄生产,完全可以达到精度要求,尤其是1∶2000比例尺;其次,相比传统测量技术,无人机测量可以很大程度的减少外业工作量,降低生产成本,提高作业效率;最后采用无人机低空航摄系统不仅能获得数字地形图,还能获得三维立体图和正射影像图,为后期的规划设计等各环节提供了更为直观的基础资料。

摘要：山区大比例尺数字地形图运用以往传统的测绘方法很难快速达到目标,本文首先简要介绍无人机低空航摄系统,并通过实例验证无人机低空航摄系统测绘山区地形图的优势。

关键词：无人机,大比例尺,地形图

参考文献

[1]杨润书,吴亚鹏等.无人机航摄系统及应用前景[J].地矿测绘,2011,27(01):8-9.