山西某矿区地形图航测技术探讨

2022-01-23郝虎勇

西部探矿工程 2021年12期

关键词：空三相片控制点

郝虎勇

（汾西正帮煤业有限责任公司，山西孝义 032302）

1 研究区概况

该研究区山西省孝义市驿马乡，测区东西宽约4.7km，南北长约4.4km。

该矿区原有地形图成果资料太陈旧已失去现势性，为了更科学地开发煤矿资源与前景规划，需要对原有成果进行更新。

2 研究路线

实地踏勘圈→定更新范围→制定工作方案→比例尺数字线→无人机摄影→像控点测量→空三加密→立体采集→DEM 编辑→正射影像图制作→外业调绘→内业编辑→成果质量检查→成果汇交。

3 航线布设

航线统一按东西向布设，根据航摄区域大小和飞机性能确定飞行架次。飞机起降点应设置在平坦开阔地带，应保证方圆100m范围内无障碍物。

航摄参数设置为：1∶2000 地面分辨率0.12m。按等距拍摄，航向重叠度80%，旁向重叠度75%。根据航摄区域地面平均高程计算飞行高度。

4 像控点测量方法

采用GPS实时定位方法及时测定像控点坐标。

像控点的测量依据CH/T 2009-2010《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》要求；具体如下：

有效观测卫星数≥5颗；

卫星截至高度角≥15°；

PDOP值≤6；

观测次数≥2次；

流动站与参考站距离≤7km；

每次观测历元数≥20个；

平面收敛精度≤2cm；

高程收敛精度≤3cm；

检核已知点的较差≤7cm。

1∶2000DLG和DOM的平高像控点相对邻近基础控制点的平面位置中误差不得大于0.2m，高程中误差不大于0.5m。

5 空三加密

5.1 空三加密流程

按摄影分区加密，1个区域网。

空三加密流程如图1所示。

图1 空三加密流程图

5.2 空三加密情况统计表

用于1∶2000 DLG采集的1个区域网情况如表1所示。

表1 区域网介绍图

利用空三加密成果、更新后的DEM 数据成果，采用航天远景易拼图影像处理模块对影像数据进行数字微分纠正，生成相片数字正射影像。纠正范围选取相片的中心部分，同时保证相片之间有足够的重叠区域进行镶嵌。平地、丘陵地一般采用隔片纠正，居民地、山地一般采用逐片纠正。

检查相片数字正射影像的影像质量，对影像模糊、错位、扭曲、变形、漏洞等问题及现象，应查找和分析原因，并进行处理。对高架桥、立交桥、大坝等引起的影像拉伸和扭曲应进行必要的处理。

对影像进行色彩、亮度和对比度的调整处理。匀色处理后，应使影像色调均匀、反差适中、层次分明，保持地物色彩不失真。处理后的影响上不应有匀色处理的痕迹。

对影像中的脏点、划痕等问题及现象，应查找和分析原因，并进行相应的影像处理。

6 精度评定

（1）摄影分区。根据收集到的测区1∶2000地形图，低区平均高程为1112m，高区平均高程为1160m，高差约为48m。本次飞行的相对航高为300m，整个测区满足航摄分区内的地形高差不得大于六分之一相对航高的要求，因此整个测区划分为一个航摄分区。

（2）飞行质量检查。相片重叠：由于测区内存在高差，本次航摄实际平均航向重叠度为74%，平均旁向重叠度55%。

相片倾斜角：最大倾斜角为10°，超过8°的共91 张相片，小于全测区共7390张相片的10%。

相片旋偏角：相片旋偏角最大为13°。

航线弯曲度：航线弯曲度最大为2.5%，小于设计要求的3%。

航高保持：本次航摄最大航高为海拔1455.65m，最低为1423.48m，航高差为32.17m；相邻相片最大航高差最大为12.72m；在实施作业时，天气条件较好，风力小于3 级，实际相对航高为287～319m，与设计航高差小于50m，符合设计要求。

测区、分区图廓覆盖：航向覆盖超出摄区边界线2～3条基线、旁向覆盖超出摄区边界线超过半条航线。

（3）像控点布设与整理。本工程像控点的布设采用平高区域网布点方案。平高控制点采用区域周边布点，内部加布适当点数的平高点，共布设75个像控点，在像控点设计位置附近没有明显地物点的，使用白灰制作直径1m的圆作为标识点。

相片控制点刺点片整饰的目的是方便内业人员进行刺点作业，本次作业中相片控点刺点采用数字影像刺点方式，在航飞之前作业人员进行像控点的设计，并实地布设，作业员在实地布设时，根据预先的选点位置，利用导航设备找到该位置，然后在该位置附近布设像控点。外业像控点测量时，采用照相设备拍摄反映像控点点位和仪器架设情形的照片以及反映点位附近地形地物的照片，然后将照片名字改成像控点编号，这样更加方便内业人员刺点。刺点作业图如图2所示。

图2 数字影像刺点作业图

（4）像控点测量。相片控制测量采用GNSS RTK测量方式测量，像控点精度不低于图根点精度：相对于起算点的点位中误差，不得大于图上0.1mm；高程中误差不得大于测图基本等高距的1/10。

GNSS RTK控制测量要求如表2所示。

表2 RTK控制点平面测量技术要求

GNSS卫星的状况要求如表3所示。

表3 GNSS卫星状况的基本要求

观测值均记录收敛、稳定的固定解。经、纬度记录到0.00001″，平面坐标和高程应记录到0.001m。

基准站设置完成后，选取NLH07、NLH08、NLH10、NLH11 四个控制点作为已知点，分别采集NLH07、NLH10、NLH11 三个控制点的CGCS2000 坐标与大地高，利用其成果数据计算测区转换参数，完成后再测量NLH08 的坐标，进行比较，平面较差3cm，高程较差5cm，满足设计要求。

一测回采集的历元（自动观测值）个数为10 个，采样间隔为1s，取平均值做为定位结果。

（5）数字空中三角测量加密质量检查。

①检查参数设定正确，加密点点位选刺符合要求，相对定向结果满足精度要求，输出成果规范；

②平差计算检查：检查基本定向点残差、多余控制点较差在精度范围之内。

经已知数据对比分析：平面中误差为0.183m，高程中误差为0.237m，根据低空数字航空摄影测量内业规范（CH/Z 3003-2010）5.3，平地1∶2000 平面不大于1.75m，高程不大于1m，因此空三测量加密成果符合规范要求。

（6）数字正射影像图（DOM）。

①数字正射影像图（DOM）成果分辨率为0.2m，符合规范要求。

②图幅范围内影像清晰易读、反差适中、色调均衡，无明显像片拼接痕迹；无重影、模糊或纹理断裂等现象，影像连续完整，灰度无明显不同；DOM的整体外观应整洁、美观。