航攝測量在珠江三角洲水資源配置工程中的應用

陳 科

(廣東省水利電力勘測設計研究院，廣州510380)

航攝測量在珠江三角洲水資源配置工程中的應用

陳 科

(廣東省水利電力勘測設計研究院，廣州510380)

經過多年的發展，航空攝影測量以其成本低、效率高的特點，被越來越多的測繪單位應用到生產實踐中。文章結合工程實踐，簡述了航空攝影測量技術原理，介紹了這一現代測繪技術在珠江三角洲水資源配置工程中的應用。

航攝測量;珠江三角洲;水資源配置;調繪;地形圖作業

1 概述

航空攝影測量(aerial photogrammetry)指的是在飛機上用航攝儀器對地面連續攝取像片，結合地面控制點測量、調繪和立體測繪等步驟，繪制出地形圖的作業。

珠江三角洲水資源配置工程是指從珠江三角洲網河區西部的西江水系向東引水至珠江三角洲東部，主要供水目標是廣州市南沙區、深圳市和東莞市的缺水地區，解決東部地區城市長遠用水問題。工程取水口初選在佛山市順德區杏壇鎮的西江干流河段，輸水線路由西向東布置，沿途經過佛山市順德區、廣州市番禺區、南沙區、東莞市虎門鎮、長安鎮、深圳市寶安區，交水到廣州市南沙區萬頃沙水廠、東莞市五點梅水庫和深圳市羅田水庫。測區東西長70 km，南北寬18 km，要求測量1∶1 000帶狀地形圖。

2 主要作業方法

2.1 航空攝影

采用先進的機載激光雷達技術對測區進行數碼航空攝影，獲得數字影像。

2.2 像片控制測量

像片控制測量及數據采集，用GPS－RTK測量的方法進行具體步驟及要求如下:①轉換參數的求定。采用重合點求定轉換參數，坐標轉換參數的重合點的個數不少于4個，且分布在測區的周邊和中部，高程轉換可采用擬合高程測量的方法。轉換參數取多點組合方式分別計算，再進行優選;②實地檢查參數的可靠性。使用前對轉換參數的精度、可靠性進行分析和實測檢查，并做好記錄。檢查點均勻分布在測區的中部和邊緣。檢測結果，平面較差均＜5 cm，高程較差均(D為參考站到檢查點的距離，km);③實地測量像控點。像控點測量采用GPS—RTK的測量方法，流動站在像控點上得到固定解(窄帶)后測定其坐標，測量的次數為3次，測量的時間為每次10 s，且每次測量后將流動站倒過來，再放在像控點上等到固定解。將每次測得的結果進行比較，測量坐標差均小于圖上0.1 mm，然后取其平均值作為成果。若超限，則分析原因，進行重測;④像控點的檢查。用RTK技術施測的像控點平面成果進行100%的內業檢查和總點數10%左右的外業檢測，外業檢測采用相應等級的全站儀測量邊長和角度等方法進行，其檢測點應均勻分布測區［1］。檢測結果基本滿足表1的要求。

表1 RTK像控點平面檢測精度要求

2.3 內業航空影像成圖

本工程采用自動空三角測量對測區內的所有影像數據進行處理。為保證網平差精度，還進行了必要的人工干預。如在測區的頭尾和中間這3條航線多加入幾個GPS控制點進行平差計算。經過自動空中三角測量對影像數據進行必要的處理完成后，將影像數據轉換為JPG格式的標準影像。內業繪制地形圖:采用南方cass9.1繪圖軟件，將轉換成標準影像格式的數據插入繪圖界面，具體操作是“工具”——“光柵圖像”——“插入圖像”。繪制時遵循“看不清不繪”的原則，對影像上模糊不清的地物、地貌不進行繪制，并做好標識，以便在外業調繪時進行重點巡查，必要時則進行修測。

2.4 外業地形圖調繪

地形圖調繪前，測繪隊制訂了調繪計劃，熟悉測區，研究測區特征、選擇調繪線路，做好人力分配;盡力收集現勢性的各種資料。調繪與內業數據編輯，做到有效銜接，保證了地形要素表達的完整性和準確性;調繪做到了，走到、看到、量到、問清、繪準、判讀準確、描繪清楚、符號運用恰當，各種注記準確無誤。

調繪一般以圖幅為調繪范圍，攝影后新增的一般地物按規范可不補調，但新增的大型工程設施及變化較大的居民區、開發區等進行了補測;航攝后拆除的地物，也在地形圖上進行了修改。對不同屬性的地物、地貌、植被、居民地等進行了分層表示。對于測區范圍內的電線桿、地下電纜、通訊電纜、光纜、水管等地下管線已實地測定并清楚標示、注記高程。

對于與水利設施有關的涵洞等水利設施已詳細測繪。測區范圍的水塘、水田、果園、苗圃，草地、荒地、蘆葦地，森林、灌木林、竹林，巖石地、碎石地、沙地和砂礫地等主要土質、植被和水生物也作了測繪標注。橋和涵洞等穿堤建筑物均有注記名稱、過水面積及底部高程等。過水面積按其形狀按如下形式進行了注記:

對于地貌元素，如陡崖、獨立石、沖溝、雨裂、土堆、坑穴、路堤、路塹以及梯田坎均有繪出和標注。在地形起伏處除采用等高線表示外，還在山頂、鞍部、臺地、突出的土崗和獨立的小丘、地面坡度變換處均有高程注記點。

對于居民地、重要公共建筑物、河流、湖泊、山嶺以及其他重要地物的名稱，在地形圖上按不同字體和大小也均作了詳細注記。對于道路、河流等的走向，也作了注記。

調繪成果使用的符號、文字參考了相關圖式標準的要求，以方便內業處理準確判斷為原則，所用符號、文字統一、清楚、易讀、實用、整飾清晰。

將外業調繪修補測完成的數字線劃地形圖按照CASS9.1數據標準，在計算機上編輯成滿足要求的1∶1 000比例尺數字地形圖。

3 檢查驗收

3.1 內業檢查

內業檢查先是作業組對平面控制、高程控制所有原始資料等進行100%的自己檢查;然后安排檢查員到班組對平面控制、高程控制等所有原始資料進行100%進行核算和驗算;檢查包括圖根點展繪誤差、點數是否滿足《規范》要求，圖面的合理性等等。

3.2 外業檢查

為保證工程質量，在整個測區數字化成圖完成后，我們還專門組織了包括多名高級工程師在內的技術骨干，在測區采集了3 000多個明顯地物的平面坐標和高程點與地形圖上繪制點進行比較:平面坐標的平均較差約為0.11 m，最大較差為0.3 m，而有絕大部分的高程點較差＜0.1 m，有少數的高程點較差在0.1～0.3 m，通過實踐證明了航空攝影測量是可以滿足大比例尺成圖的要求的。

4 結語

與傳統測量技術相比，航空攝影測量技術優勢明顯，特別適合用于水利工程測量。由于水利工程一般都在山區，地勢險峻，樹木茂盛，如果單靠外業人員在野外直接采集坐標點進行繪制地形圖，那將耗費大量的人力、物力、財力。而航空攝影測量技術只要內業測圖，外業調繪，可減少大量野外工作，提高勞動效率，減少勞動強度。而且對一些不易地面踏勘觀測的地形地物從俯瞰的角度給出了清晰的表示。同時航空攝影測量技術可以將大量的外業測量工作移到室內完成，成圖速度快且成本低，不受氣候和季節的限制。特別是對于大面積水利工程建設地形測量，如山區水庫庫區、河流及其大型水利樞紐工程等，航空攝影測量技術就能發揮它的絕對優勢。

［1］張祖勛，張劍清.數字攝影測量學［M］.武漢:武漢大學出版社，2001:6－10.

P231

B

1007－7596(2014)07－0058－02

2013－04－02

陳科(1986－)，男，廣東廣州人，助理工程師。