基于3S技术在河道测量研究

2016-04-14邹建廷

地球 2016年2期

关键词：全色水深控制点

■邹建廷

（湖南省航务勘察设计研究院湖南长沙410000）

基于3S技术在河道测量研究

■邹建廷

（湖南省航务勘察设计研究院湖南长沙410000）

以某河道测量为例，分析了3S技术在河道测量中的应用。收集到现势性较强的Geoeye-1遥感影像，在GIS软件的支持下绘制1：5000比例尺数字线划图，然后使用CORS-RTK补测高程点并对线划图的精度进行检查、CORS-RTK结合测深仪测量水深。结果表明，该方法科学合理，成图精度可以满足1:5000比例尺地形图的要求。

河道测量3S精度测深仪

1　引言

河道地形测量主要包括岸上地形测量和水深测量两部分内容。岸上地形测量一般使用CORS-RTK结合全站仪采用数字化测图的方法测量，即满足GNSS测量要求的区域，直接使用CORS-RTK进行碎部测量，不能满足测量要求的区域，采用CORS-RTK布设图根控制点，使用全站仪进行碎部测量；水深采用CORS-RTK结合测深仪的方法进行测量。

某河道测量项目，测区长约50km，宽约300m，地形复杂，成图比例尺1:5000，时间紧，任务重，采用传统的方法难以按时完成测量任务。经项目组讨论分析，决定综合运用3S技术进行1:5000比例尺地形图绘制。

2　基于3　S技术的河道测量

2.1测量工作流程

以多光谱分辨率1.65m、全色分辨率0.1m的Geoeye-1遥感影像为基础，制作测区的数字线划图（DLG），采用CORS-RTK补测高程，并对DLG进行补测和精度检查；同时采用CORS-RTK与测深仪结合的方法得到水深数据，从而完成1:5000比例尺地形图。

2.2基于Geoeye-1遥感影像的DLG制作

2.2.1基础数据准备

主要做好以下数据准备：Geoeye-1遥感影像数据、控制点数据、DEM数据。

2.2.2几何正射校正

利用随图提供的RPC数据，配合控制点与数字高程模型数据对单景基本和标准图像做正射纠正。以像控点数据为基准，在影像图上找出相匹配的明显地物作为地面控制点。在进行正射校正时，应先进行全色波段数据校正，然后以校正好的全色波段数据为基准进行多光谱数据校正。地面控制点应分布均匀，影像的边缘部分布要有控制点分布，同时在不同的高程范围最好都有控制点。

2.2.3纠正精度

模型计算后，点位中误差应控制在2个像素之内，部分地区的限差应在1m之内。若检查的精度超限，则需重新回到纠正模型下，在有针对性的采集多个控制点再进行正射纠正。总体的纠正精度应满足更新1：5000的地:形图。

2.2.4图像增强和影像融合

如果影像存在薄雾，需要对图像进行增强处理。对于高空间分辨率全色波段数据，进行数据融合是必不可少的。融合后的数据既具有全色波段的高空间分辨率又拥有多光谱数据的光谱分辨率。

2.2.5数字线划图的制作

根据地形图测量的要求，对居民地、水系设施、交通设施、独立地物、管线设施、地貌土质、植被等数据按照国家基本比例尺地形图图式及遥感影像平面图制作规范的要求，利用GeoWay软件直接在纠正后的卫星遥感影像上，辨别地物的轮廓特征，然后按点、线、面矢量化，转出后利用ArcGIS软件进行拓扑构建、投影转换、数据转换等工作。

2.3CORS-RTK高程点测量及精度检核

测量前，首先求取坐标转换参数。转换参数精度满足要求后，按照大比例尺地形图测量要求使用CORS-RTK进行高程点数据采集。同时以DLG数据为基础，进行野外调绘，判读DLG数据是否有遗漏及错误。同时选择明显地物点测量，验证DLG数据的精度。由于CORS-RTK单人单机即可测量，取得固定解后测量每点只需几秒钟，测量效率高、仪器使用效率高，节省了工作时间和经费。

经过CORS-RTK精度检核，采用Geoeye-1遥感影像制作的DLG数据可以满足1:5000比例尺地形图的平面精度要求。

2.4水深测量

目前水下地形测量多采用RTK与测深仪相结合的方法。即使用测深仪测量水深时同时使用CORS-RTK测量该点的平面坐标，组合后得到水深点的三维坐标。假设声波在水中的传播速度为V，声波信号经探头发射到水底，并由水底反射回到探头被接收，测得声波信号往返行程时为t，则换能器至水底的深度Z=Vt/2。

水下地形测量外业数据采集前需要按照相关规范的要求进行坐标转换参数精度检核、吃水校正及水深比测，各项数据无误后方可开始测量工作。安置好基准站并调试无误后，将将GNSS流动站安置在换能器连接杆顶端，要求GNSS信号无遮挡，通过数据线与测深仪、电脑相连。根据水面高度、吃水深度、水深及平面位置即可确定水深点的高程，再根据同一时间CORS-RTK测量得到的平面坐标，从而得到水深点的三维坐标，完成水下地形测量工作。

对于部分GNSS信号受到遮挡的水域，以CORS-RTK图根点为起算点，采用全站仪结合测深杆（绳）的方法进行水深测量。选择微风或无风天气测量，测量时，尤其要注意测深杆（绳）是否竖直，保证测量成果的正确性。