数字化地籍图航测量探讨

摘要：本文对说字画地籍测量从九个方面进行了探讨分析，具有一定的理论价值和实用价值，供参考。

关键词：数字化；地籍测量；航测

随着信息技术、模式识别、计算机视觉等学科在测绘领域的广泛应用，摄影测量从开始的模拟摄影测量，经解析摄影测量，现在己经进入到全数字摄影测量阶段。特别是在城镇大范围的地籍图测绘中，航测数字化测图己经得到了普遍的应用。航测数字化测图首先在内业全数字摄影测量工作站上建立立体模型进行数据采集，然后外业调绘修补测。这种方法如果使用得当，可以节省大量的外业工作时间，节约成本，提高工作效率。

由于航摄像片提供信息的有限性，在全数字摄影测量工作站上建立立体模型进行数据采集生成图形文件时，仅能对影像清晰的地物地貌元素精确定位，其它地物地貌元素的精度却难以保证，有时甚至会存在粗差或错误。因此，为了确保最终成图精度的可靠性，通过对在全数字摄影测量工作站上采集的数据进行平面精度分析，找出不同地物地貌元素的精度规律，分析影响其精度的原因，在外业调绘修补测时采取有针对性的措施进行精度控制。

1作业流程及方法

航测数字化成图方法的作业流程包括“二外二内”，即两次外业和两次内业。基础控制、像控测量与高程加密称为“一外”；航内加密称“一内”；利用航测原图外业调绘、纠错称为“二外”；根据外业调绘的内容对原图进行修改、编辑称为“二内”。

在实际工作中，尽管外业像控布点采用的是区域网布点方式，但外业像控内业加密的生产周期要比外业像片调绘的周期短一半左右。像片调绘时，除了新增地物和测注高程外，还有屋檐差、地物属性、地名名称的调绘和各种地物在像片上的详细表示等，加上建筑物调绘和屋檐差的量测工作量又特别大，即使按区域周密安排，也很难使外业像控、内业加密与外业像片调绘的生产周期同步，可能会出现像片调绘阶段内业测图工序和人员闲置的情况。而在内业测图阶段，像片调绘与外业高程测量以及补测这一时间段又衔接不上，产生外业工作量不饱满情况。此外，内业测图工作也不能及时地跟上内业编辑工作。同时，由于像片调绘一次完成，调绘工作量很大，容易出现错绘、漏绘情况，屋檐差确定后又无人检查，内业测图时仍需进行屋檐差改正，工作量也相当大，出图后的差错率也会因未能进行全面检查而增多，图幅的质量难以得到保证。因此，在进行第一次像片调绘时，可以只要求作业员调绘道路、管线、垣栅、河流、独立符号等，而将建筑物及屋檐差等调绘工作放在第二次外业调绘时进行，这样不但减少了第一次调绘的工作量，而且内业加密完成后，立即可以进行测图，不会耽误时间。当外业完成第一次调绘后，很快就可从内业工序得到地籍图草图而实施第二次外业调绘。第二次调，绘的主要工作包括屋檐差调查、测区内新增地物要素的补测及地面高程的测注等。这样，当作业人员在进行第二次调绘时，可以同时对地形、地物及屋檐差等起到了一次检查的作用。内业编辑的主要工作包括屋檐差改正、新增地物编辑、各类符号配置、高程注记及图内外整饰等。

2航测成图作业工序及方法

航测成图方法确定之后，选择合理的作业工序和方法是工程成败的关键。由于大比例尺地籍图的建筑物均以墙基为基础，而航摄所拍仅为房屋顶盖影像，就1：500的地籍图而言，实地5cm，即图上0.1mm，所以改正屋檐就成了一项普遍而又重要的内容，工作量很大。首先，屋檐的高度问题增加了量取的难度与精度，不仅容易造成遗漏，而且容易出现粗差；其次，航空摄影时航高一般不高，而街区巷道较窄，房屋较高，容易遮盖低矮建筑物和类似检修井之类的地物要素；第三，由于航摄的时间问题，造成建筑物阴影和树木等覆盖，某些要素不得不进行补测定位；第四，航测作业的外业与内业往往是分开的，即使属于同一单位(也有因面积大、周期短而几家单位合作的)，但不同一队室，不可能做到内外业同一作业员。因此，外业人员表达的方式，标注的各种数据，内业人员存在能否准确理解的问题。换一个角度讲，较大一个测区的大面积成图，是由内外业不同批人员共同完成的，即使在同一批人员中，技术水平也参差不一，思想素质和认真程度也有差别。那么，在实现保证成图质量这一目标的过程中，作业工序与方法的选择就显得尤为重要了。实践证明，实施1：500和1：1000航测成图可以采用这样的工作流程，即航摄一外业像控测量及外业调绘一内业加密一内业测图，然后再采用二次外业调绘一测绘高程一内业编绘的方法。

3航空摄影

航空摄影是测绘1：500比例尺线划图和正射影像图的前提工作，考虑到成图比例尺的需要，兼顾测量区域的地形地貌条件，摄影比例尺为1：2000。测区航线设计及对飞行质量的要求如下：

1、航线按图幅中心线敷设，要求一张航片覆盖一幅图，航向重叠60%-65%，旁向重叠30%-35%。

2、一个航摄分区，航线飞行方向为东西方向，航片最大倾角小于2°，旋偏角小于7°。

3、航线两端过渡片的像主点应落在成图图幅的图廓线和测区的边界线之外，过渡片与中心片应具有正常的航向重叠。

4、航摄分区的平均高度平面，按分区的高点平均高度加低点平均高度的1/2求得。

5、同一条航线相邻航片的航高差不得超过20m，最大航高与最小航高差不得大于30m，摄影分区内实际航高与设计航高之差不得大于50m。

6、实际航迹线偏离图幅中心线或设计航迹线不得大于1/5图廓长度，航线弯曲度应小于3%。

7、摄影季节以11月-3月为宜，摄影时间为10：00-14：00，摄影时的太阳高度角要大于45°。

4像控点测量

像控点测量采用GPS技术，GPS航测外业控制由像控点布设、像控点选刺与观测、像片调绘、铺装路面高程抄平和平地高程点测量几部分组成。

1、像控点布设

像控点布设的好坏与成图精度息息相关。像控点布设不但要保证平面位置的准确，而且更重要的是要考虑1：500大比例尺成图对高程的要求。按照规范要求，1：500地籍图的高程误差不得大于7cm。因此，可以根据测区内的地形类别来确定像控点的布设方案。对于丘陵地区及山地地区，可以采用区域网平高控制加密。为了控制内业一般高程注记点的高程精度，必须要在野外施测一定数量的高程注记点(桩点)，尤其是要在公路、铁路、街道、铺装地面、桥梁及道路交叉口、村庄、河流两侧等处施测注记点，这些高程注记点还可以在内业空三加密时作为检核点使用。对于平坦地区，只能布设平面区域网控制点，高程注记点全部采用野外施测。《城市测量规范》中明确规定，城市建筑区和基本等高距为0.5m的平坦地区，高程注记点和等高线宜由外业测绘。在某些地区，为了提高区域网的构网精度，避免野外手工刺点误差，在航空摄影之前进行野外地面标志的布设，也是一个提高空三加密精度的好办法。

像控点精度的高低直接关系到最后线划图整体精度。因此，在像控点的布设、选刺等技术上，一定要严格把关，确保准确无误。像控点的布设要根据测区实际情况，采用全野外布设。全野外布点时每个模型按不少于四个标准点布设。

2、像控点选刺

像控点选刺要在内业立体镜下大致圈定目标范围的基础上，在野外实地优选目标位置进行标刺。像控点原则上应选刺在航向及旁向六片(或五片)重叠范围内，距像片边缘不得小于1.scm，使布设的控制点在航线间能尽量公用。如果旁向重叠过小或过大，导致相邻航线像控点不能公用时，应分别按模型分开布点。自由图边的像控点，应布设在图廓线以外，以保证满幅。像控点应选择在旁向重叠中线附近，离开方位线距离应大于4.5cm。点位离像主点且垂直于方位线的直线不大于1.0cm，困难时不得大于1.5cm。点位离像片上各类标志不得小于1mm。

3、像控点的外业测量

像控点观测全部采用RTK技术，每点观测两次取中数作为最后成果，所有点均为平高点。对于RTK技术，我国没有明确的规范，但经过河南省地质测绘总院多年来的实践和我们多次试验研究证明，只要参数求取准确，尤其对于起伏不大的平坦地区，其点位中误差完全可控制在scm以内。其相关要求与图根控制测量中的RlTK动态测量相同。

3.5空中三角测量

空中三角测量目的是检查外业像控点的正确性，通过空三加密剔除一些人为输入错误造成的粗差点以及建立模型的定向工作。这些一般应由经验丰富的作业员完成，减少人为误差因素，提高成图精度。

6 DEM数据处理和DOM图件制作

采用JX4和VirtuoZo软件进行DEM数据处理和DOM图件制作。

1、高程模型生成

数字摄影测量方法是高程模型数据采集最有效的手段，它具有效率高、劳动强度低的优点。通常采取人工干预与自动化数据采集相结合的模式。

实际作业时按照模型事先由作业员采集一些特征点、线、面的数据，设置好各项参数和采样方法，由全数字摄影测量工作站自动采集数据，然后由作业员在立体模型下进行逐块检查、编辑、修改，最后进行裁剪分幅保存。

2、数字正射影像图(DOM)的制作

数字正射影像图(DOM)的制作采用在满足精度要求的数字高程模型(DEM)基础上，利用数字微分纠正的方法对原始影像进行纠正，生成标准分幅数字正射影像图(DOM)。

7内业全数字测图

内业数字化成图是在模型建立与恢复的基础上进行的，为了确保成图精度，建立模型时采用空三加密结果直接恢复。内业数字化成图是在立体摸型下根据影像描绘地籍地物要素，严格按照有关的技术要求取舍地物要素。

1、模型建立

内定向 0.02mm

相对定向 0.008mm

绝对定向平面 0.14m高程0.18m

2、内业测绘线划图

内业数字化成图的原则是只描绘地籍地物要素，不测绘地貌要素。

测绘地物时应在模型上认真判读，仔细辨认识别，以免地物错漏、移位和变形。房屋原则上以外轮廓分幢测绘，不能综合。能识别房檐的可先测房屋界线再加绘檐廊线。模型上难以完整测绘的房屋，仅以碎部点表示。居民地内的楼梯宽度小于lm的一律不表示，宽度大于lm的可根据图幅的负载量择要表示。院墙门、门楼一般不表示，当宽度大于1.5m时适当表示。

对各种线状地物应跟踪测绘，采集时步距不可太大，以免拟合失真。单线描绘时应以地物中心线描绘，电力线只表示35kV以上高压线，架空管线内业不测绘。高等级道路的路基线和路肩线均要按性质实测表示。大车路和乡村路难以定性时，可先以双实线表示。宗地内小路、内部道路可酌情表示。

8外业地籍要素调绘

地物外业调绘要按照((l：500-1：2000地籍图航空摄影测量外业规范》进行。地籍测量权属界线调绘，须参照地籍调查表和宗地草图逐一判定界址点点位。在影像不清晰或像片阴影部分，不能准确判定的，必须绘出地物位置关系图，标注尺寸，供内业解算时使用，并按地籍图的要求进行像片整饰和整理相关的地籍调查资料，若有必要，还须在外业进行补测。

航测数字化成图工作流程中的“二外二内”，就作业方法与工作内容而言，“一外”及“一内”与传统的成图方法没有本质区别。“一内”判描出来的航测原图仅是半成品，经“二外”调绘对原图的错、漏进行补调和纠正。“二内”则是对数据进行修改、编辑，因此“二内”的作业方法与工作内容也与常规数字化成图内业工作无异。

9内业微机成图

内业微机成图要完成如下工作：外业地物要素调绘的编辑，地物要素的分层、注记等。软件采用南方CASS系列，数据分幅存盘，名称统一按照图幅号命名。