浅谈西安1:2000数字航空摄影测量

摘要：随着航空摄影的发展，传统航摄仪已明显表现出其局限性，以DMC为代表的数字航摄仪在影像质量及效率等多方面的优势已愈见明显。本文结合西安临潼地区1:2000数字航空摄影测量过程阐述了首级控制测量、外业像控测量、内业测图调绘等几方面工作。

关键词：航空摄影测量；DMC；解析空中三角测量； 精度； 数字摄影

中图分类号：TN131+.4 文献标识码：A 文章编号：

0 引言

近年来，西安市城市建设快速发展，城市规模不断扩大，原有的地形图现实性和覆盖范围已远远不能满足城市规划、建设、发展和管理的需要。西安市勘察测绘院计划对西安临潼地区（含蓝田县城）采用数码航测成图方法，进行1：2000地形图成图并制作1：2000正射影像图，总面积约280平方公里。

1 项目概述

1.1 航测资料

本测区的航摄资料是利用DMC数码航摄仪航空摄影获得黑白、真彩色、彩红外影像数据，其中真彩色影像回放像片可作为控制测量使用。航拍影像的摄影时间不早于2011年3月，比例尺为1:20000，相机主距为120mm，地面分辨率：0.24m，像幅：92.16mm×165.888mm，重叠度：航向65%左右，旁向35%左右，绝对航高为3700m，像元大小为12μ。

1.2 坐标系统

平面系统：采用两套数学基准，分别采用西安市独立坐标系和1980西安坐标系；

高程系统：1985国家高程基准。

2 首级控制测量

2.1 高程控制测量

高程控制测量采用四等水准方法观测，A区及周边原国家高等级水准点因埋设年代较久、经济发展迅速等原因，没有找到。由B区已联测的GA.B-02、BA.B-08作为A区的水准线路的起始点进行水准联测，与B区所测水准进行整体平差，整个测区布设结点网。

水准平差计算前，段水准高差加入了尺长改正及大地水准面不平行改正。

水准网平差利用清华三维2000平差软件进行。A区数据与B区数据整体平差后，高程控制网中最大点位误差0.01844米，最大点间误差0.00951米。

2.2 平面控制测量

整个GPS控制网共联测A区GPS点15个，B区GPS点2个，提供的已知C级点2个。数据处理加入西安地区3个连续运行参考站相关时段静态数据。

平面整体网利用南方GPSPro120215test静态GPS处理软件，采用D级网平差，共用已知起算点2个。平差过程中起算点采用逐点加入平差的方法进行，整个GPS网平均边长7702.8米，三维自由网平差单位权中误差0.253846米。使用闭和环总数138个，同步环73个，异步环65个。重复基线11条，重复基线相对误差最大值2.8PPM，中误差最大值0.026米。二维约束平差单位权中误差0.002265米，最大点位误差10.045mm。详细见GPS平差报告。

3 像片控制测量

像控点布设时，应保证控制区域包含测区，但由于航摄资料有限，在测区南部存在航摄资料不满幅情况，针对此情况，对于超控区域采用全野外测图方式进行弥补。

像控点点位尽量选择在航片5片或6片重叠区域，像控点选在旁向重叠中线附近，离开方位线的距离大于2.8cm(16.5cm×9cm像幅）；当旁向重叠过大时，离开方位线的距离大于1cm (16.5cm×9cm像幅)，否则进行了分别布点；旁向重叠较小使相邻航线的点不能公用时，也进行了分别布点，此时控制范围所裂开的垂直距离一般小于0.7cm，困难时不大于1.4cm。

外业像控点的选刺方法依据相关规范和设计执行，所选刺像控点的目标影像清晰，易于判别，一般选在交角良好(30º～150º)的细小线状地物的交点、明显地物拐角点、像片上影像小于0.3mm×0.3mm的点状地物中心，同时高程变化较小的地方，易于准确定位和量测，常年相对固定；弧形地物等不应选作点位目标。当点位刺在高于地面的地物顶部时量注顶部与地面的比高至0.1m；有坎的地方量注比高，并注明刺在坎上还是坎下。刺点误差不大于像片上0.1mm。

像控点测量工作采用GPS RTK工作方式进行。控制参数采用计算的测区4参数+高程曲面拟合参数。

主要公路路面高程采集及平面点检测

像控测量完成之后，对A区范围内主要公路路面高程进行了野外采集，采集密度约30m跨度，所选择路段纵横测区。并对一些地物点进行了平面检测。采集方式采用GPS RTK方式进行。

检测点采集沿公路、等外公路的路中心高程及路两侧的一些地物，包括电力杆、通讯杆、高压塔、房角、墙角、桥头等。检测的碎步点基本覆盖整个测区（除水库水面），检测点布设按要求执行。

5 内业加密

(1) 内业加密方法

我院采用Virtuozo AAT空三软件进行加密。用PATB区域网平差软件进行像控点的平差解算。

PATB平差软件不接受字母，所有的平高点P用10代替，高程点H用20代替，加密点取用片号的后四位，并在前面加上本区航线号。例：一个加密区域第一航线片号为030073此片上的加密点为103007301、103007302、103007303.

(2) 空三加密内业检查内容

(a)内业加密点选刺位置、加密成果各项限差是否符合《1：500、1：1000、1：2000地形图航空摄影测量内业规范》要求。

(b) 在立体上检查，像控点的平面、高程、点位同像片整饰说明一致。

(c) 在立体上检查，加密点的平面、高程、点位没有悬空现象, 点位影像清晰易判度。

6 数据采集

在空三加密工作结束后，基础地理信息数据的生产流程被划分为了数据采集、数据编辑、数据检查、坐标系转换等步骤。

数据采集依次进行水系要素、居民地要素、交通要素、工矿要素、管线要素、境界要素、地貌土质要素、植被要素的采集。

有植被覆盖的地表，无法看清地面时，做出标记，绘出范围，由外业增加高程注记点密度，测绘等高线。

数据采集结束经检查后，回放两套纸图供外业调绘、修测、补测。调绘图纸的输出需考虑到调绘的实际情况，地物密集地区采用的调绘纸图需按1：1000输出，1：1000输出范围由该工程的内业负责人划定；其它地区按1：2000比例尺输出。

7 外业调绘

通过全数字摄影测量系统的数据判绘采集，回放出纸图，然后在外业进行调绘、补绘。

① 全面核查，即本着内业定位，外业定性的原则，逐一核对和确定图上要素的性质和巡视检查应表示的要素有无遗漏。错的要纠正，遗漏的要补测于图上。

② 调注的内容一般包括：楼房层数的调注，通讯线、电力线走向及河流、渠道流向调绘，铺装路面材质和管道调注，植被调绘，用途、性质等方面的说明注记和各种地理名称的调注等。

③ 补测工作的内容：一是被阴影、烟雾影等遮盖的地物。一是内业虽概略判绘了其位置但注明“不准”、“不清”处的地物。三是外业通过巡视检查，发现内业遗漏的地物。以上均由外业以数据和草图的形式补测，由内业按数据及草图在计算机上绘出，补测的方法可采用以明显地物点为起始点的交会法或截距法。当补测地物较多时，也可采用全站仪补测，最终的数字线划图成果要在测区整理完成，并通过检查验收。

对调绘工作总的要求是必须认真、细致，做到走到、 看到、问到。各种注记和草图等应准确无误，要素间交待清楚，图式符号运用正确。

8 结束语

DMC技术上突破的标志在于从完成小比例尺摄影项目到能够完成高精度、高分辨率的大比例尺航摄工程项目。同时也为恶劣气候作了特殊的设计，能以不同的曝光时间在不同的光线条件下曝光。解决了传统航摄方式的缺陷，相对传统的航片而言，由于没有影像扫描这一环节，因此，在整个作业过程中既节省了人力，物力资源，同时也节省了扫面这一环节的成本。