地形测量数据生产及入库流程方法研究

杜渐

摘 要：该文以某市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，该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）10（c）-0031-02

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，作业流程如图1所示，作业内容如表1。

2 空中三角测量及立体模型建立

2.1 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。

2.2 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。

3 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中添加自己的转换七参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。

现在采用的作业流程如下，通过编制自主研发的ADS40数字摄影测量数据自动化处理系统，实现对4D产品在UTM84、WGS84、市坐标系之间任意转换，我们称之为后处理方法，而对应的软件称之为ADS40数字摄影测量数据自动化处理系统，其过程如图2所示。UTM84与WGS84椭球参数相同，而坐标单位为米，与WGS84坐标系相比，更有利于测图中的一些数据操作，并且是目前商业软件都能支持的坐标系。

4 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。通过Microstation VBA编程取出地形图的每个点位的平面坐标，然后找到此地形图对应图幅号的DEM数据（目前采用2001年的DEM数据，在2008年新的数据提取出来后，可以采用新的DEM数据，这样在立体测图环境下更便于作业员观测），在这个DEM上插值得到这个点位的高程，重新赋予高程值，最后输出三维DGN格式。这部分功能在ADS40数据后处理软件中实现。（2）将图形文件从市平面、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。

5 数字化叠加成图

数字化叠加成图流程图如图3所示，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。

6 数据入库流程及方法研究

6.1 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。

6.2 入库作业流程及方法

（1）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）：350-351.

[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）：35.endprint