全球任意地區(qū)衛(wèi)星坐標(biāo)高程數(shù)據(jù)和衛(wèi)星影像地形圖的編制

中礦資源勘探股份有限公司 何 毅 何 鑫 白 玨 劉 京

近幾年我們國(guó)外項(xiàng)目所在的國(guó)家和地區(qū)，經(jīng)濟(jì)技術(shù)大部分都很落后，基礎(chǔ)圖件1∶50 000地形圖沒有完善，再大一些比例尺1∶5 000、1∶100 00地形圖幾乎為零，地勘項(xiàng)目又急需編制幾十、幾百平方公里地形圖進(jìn)行圖上設(shè)計(jì)，按常規(guī)儀器地形圖測(cè)量方法是根本不可能的，為此本文，筆者利用衛(wèi)星坐標(biāo)高程數(shù)據(jù)和衛(wèi)星影像校正融合的方法編制地形影像圖，不但地形圖可以單獨(dú)使用，而且地形影像圖可綜合利用，圖上作業(yè)都是以精確坐標(biāo)定位，經(jīng)過實(shí)地驗(yàn)證基本可以滿足地質(zhì)勘查設(shè)計(jì)和預(yù)查、普查報(bào)告大比例尺地形圖的需要。

一、特點(diǎn)

1.地質(zhì)、水文、物化探、測(cè)量專業(yè)可根據(jù)圖上測(cè)區(qū)地形、地貌、道路交通、河流、村鎮(zhèn)更加直觀設(shè)計(jì)地勘工程。設(shè)計(jì)時(shí)必須提交的礦區(qū)地形地質(zhì)圖、設(shè)計(jì)剖面圖、鉆孔設(shè)計(jì)、探槽設(shè)計(jì)的難題就可以迎刃而解。

2.經(jīng)營(yíng)部門在上新項(xiàng)目時(shí)，搞預(yù)算猶如身臨其境的直觀地形、地貌、植被為依據(jù)，確定該地區(qū)困難類別和困難系數(shù)，預(yù)算時(shí)給甲方一個(gè)合理的工程報(bào)價(jià)，避免預(yù)算出現(xiàn)無(wú)依據(jù)的重大失誤。

3.測(cè)量控制網(wǎng)設(shè)計(jì)、選點(diǎn)和觀測(cè)路線可直接在圖上規(guī)劃，地形圖要進(jìn)行控制網(wǎng)后的坐標(biāo)高程改正和修測(cè)后，地形圖平面、高程精度可控制在1～2 m，能達(dá)到地勘項(xiàng)目比例尺1∶5 000 地形圖的精度使用要求，作為報(bào)告底圖和圖切剖面從技術(shù)上是可靠的。它不但大幅度減少了野外作業(yè)時(shí)間和資金費(fèi)用，而且還解決了幾百平方公里到1 000 km2以上超大面積地形圖測(cè)量的難題。例如2010年公司在幾內(nèi)亞準(zhǔn)備實(shí)施的500 km2的1∶5 000比例尺地形圖測(cè)量，當(dāng)時(shí)根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在采用這一新技術(shù)，再加上GPS RTK儀器，很短時(shí)間就能完成，又能保證質(zhì)量，完全可以達(dá)到測(cè)量規(guī)范技術(shù)要求。2012年在贊比亞應(yīng)公司有關(guān)項(xiàng)目部的急需，為博西鐵礦、塔山金礦、盧本古礦區(qū)、西隆加礦區(qū)、姆瓦巴希礦區(qū)、卡布韋礦區(qū)用衛(wèi)星數(shù)據(jù)編繪了1∶5 000～1∶10 000地形圖100 多幅，面積總計(jì)4 560 km2，確保了地勘項(xiàng)目的使用，取得了顯著的效果，地形圖輸出格式CAD 和MAPGIS 可以直接應(yīng)用。

二、數(shù)據(jù)和軟件

數(shù)據(jù)：工作區(qū)拐點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)。軟件：global_mapper，MapSource，CAD2007，Cass9.1，Mapgis6.7，section。

三、電腦制圖方法

1.將工作區(qū)拐點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)換算成當(dāng)?shù)馗咚蛊矫孀鴺?biāo)，換算方法有多種，常用的用COORD7軟件或MapSource。

2.根據(jù)高斯平面坐標(biāo)在中國(guó)科學(xué)院衛(wèi)星數(shù)據(jù)網(wǎng)站TM、SPOT2.4、IRS-P6、Radarsat-1 免費(fèi)下載衛(wèi)星數(shù)據(jù)壓縮包，如贊比亞中西部地區(qū)文件格式為srtm_41_15.zip。值得注意要用美國(guó)航天局GPS 的WGS84 系統(tǒng)，已全球覆蓋，我國(guó)北斗系統(tǒng)尚在亞太地區(qū)測(cè)試階段。

3.將srtm****.zip 衛(wèi)星數(shù)據(jù)壓縮包插入global_mapper 軟件，根據(jù)工作區(qū)拐點(diǎn)當(dāng)?shù)馗咚蛊矫孀鴺?biāo)系統(tǒng)，例如贊比亞為ARC 1950.生成XYZ格式EXCEL文件。

4.再根據(jù)成圖軟件的需要，將XYZ 格式EXCEL 文件轉(zhuǎn)換為所需要，如Mapgis6.7、section 需要TXT 文件格式，CAD2007、Cass9.1需要DAT文件格式。

5.設(shè)置所需要的成圖比例尺、基本等高距、圖幅分幅、高程注記間距生成地形圖；贊比亞基特韋測(cè)區(qū)一角地形圖如圖1所示。

圖1 贊比亞基特韋測(cè)區(qū)一角地形

6.根據(jù)工作區(qū)拐點(diǎn)按當(dāng)?shù)馗咚蛊矫孀鴺?biāo)系統(tǒng)在MapSource軟件上用截圖方法，截出有地形圖對(duì)應(yīng)的控制點(diǎn)的JPG 格式的影像圖片。

7.利用Mapgis或CAD自身的鑲嵌配準(zhǔn)和塊糾正功能對(duì)地形圖和影像圖進(jìn)行控制點(diǎn)的重合校正，這樣就完成了一幅地形影像圖。贊比亞基特韋測(cè)區(qū)一角地形影像如圖2所示。

圖2 贊比亞基特韋測(cè)區(qū)一角地形影像

四、結(jié)論

衛(wèi)星技術(shù)從誕生起，就是測(cè)量技術(shù)的一次革新和飛躍，它有著太空高科技衛(wèi)星系統(tǒng)的支持和地面GPS接收系統(tǒng)的不斷改進(jìn)和完善，對(duì)各行各業(yè)的作用是非常大的，它的優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它的缺點(diǎn)。