航測數(shù)字地形制圖質(zhì)量控制技術(shù)及應(yīng)用

初銳

【摘要】航測作業(yè)流程的實驗表明，合格的低空影像可以滿足大比例航測成圖的要求，取得合格測繪產(chǎn)品。航測技術(shù)機(jī)動快速，操作簡單，能獲取高分辨率航空影像，影像制作周期短、效率高、成本低，在應(yīng)急測繪、困難地區(qū)測繪、小城鎮(zhèn)測繪、重大工程測繪、小范圍高精度測繪等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。本文將主要探討航測數(shù)字地形制圖的質(zhì)量控制技術(shù)及應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】航測；數(shù)字地形；制圖；質(zhì)量控制

數(shù)字地形圖是地形圖提交形式的一種。數(shù)字化生產(chǎn)的應(yīng)用為數(shù)字地形圖的生產(chǎn)提供了先進(jìn)的手段，對于地形圖的生產(chǎn)模式、存儲和保存均提供了方便。數(shù)字地形圖的生產(chǎn)和檢查大致分為：航空攝影、野外控制測量、野外像片控制測量、內(nèi)業(yè)加密、內(nèi)業(yè)立體采集；野外調(diào)繪、內(nèi)業(yè)編輯、整理、建庫、附件、整理資料、上交成果[1]。

1低空航測系統(tǒng)

無人機(jī)低空航測系統(tǒng)一般包括空中航攝系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。無人機(jī)航測系統(tǒng)工作流程為：根據(jù)任務(wù)要求用航線設(shè)計軟件對測區(qū)進(jìn)行航跡規(guī)劃，在地面控制子系統(tǒng)中將規(guī)劃好的航線載入到空中攝影子系統(tǒng)；無人機(jī)地面控制子系統(tǒng)按照規(guī)劃的航線，借助自動駕駛儀控制無人機(jī)飛行和拍攝作業(yè)；空中攝影子系統(tǒng)將拍攝的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，無人機(jī)平臺利用無線傳輸通道與地面控制子系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，地面工作人員通過這些數(shù)據(jù)監(jiān)測無人機(jī)的飛行航線，并對飛行航跡做必要調(diào)整；飛行任務(wù)結(jié)束后，地面控制飛機(jī)降落，下載影像，并快速進(jìn)行影像質(zhì)量檢查，決定是否補(bǔ)飛；合格的影像轉(zhuǎn)入內(nèi)業(yè)，借助攝影測量工作站進(jìn)行測繪產(chǎn)品[2]。

2航測數(shù)字地形制圖的質(zhì)量問題

目前地形圖質(zhì)量檢查基本上沿襲了傳統(tǒng)的作業(yè)方式。各級檢查人員除了上儀器檢查定向精度和綜合取舍外，主要是對照紙圖檢查丟漏、工藝等，最后將檢查結(jié)果標(biāo)到紙圖上。這種檢查方式打印成本較高，而且一旦噴墨繪圖儀出現(xiàn)問題檢查驗收就無法進(jìn)行。對數(shù)字圖中的高程注記點(diǎn)的點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計，無論作業(yè)員還是各級檢查人員都要對著紙圖反復(fù)數(shù)上好幾遍，而且總難免疏漏。在高曲矛盾檢查和等高線屬性檢查中，大量的等高線要靠人工去檢查。這些檢查方法效率低、勞動強(qiáng)度大。由于我國數(shù)字地形圖的生產(chǎn)起步較晚，部分生產(chǎn)軟件還在發(fā)展完善過程中。由軟件本身不完善造成數(shù)據(jù)上的一些較為隱蔽性的問題往往更加難于發(fā)現(xiàn)。如我們在1∶5萬地形圖的作業(yè)過程中發(fā)現(xiàn)ANAGRAF解析測圖儀采集的等高線高程經(jīng)常有±1m的跳值現(xiàn)象。這種問題是由采集軟件造成的，在現(xiàn)有的生產(chǎn)軟件中很難被發(fā)現(xiàn)[3]。這就要求我們在完善各類生產(chǎn)軟件的同時，增強(qiáng)檢查軟件功能，從而提高作業(yè)效率、保證作業(yè)精度。目前在質(zhì)量檢查方面研究院所和各測繪大隊都開展了一定的研究并取得了一定的成果，如用于制圖的對數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系檢查的軟件。航測對矢量數(shù)據(jù)的檢查也有一定的進(jìn)展，廖昌軍等人對等高線屬性檢查提出了較好的算法。由于航測工序多，用于生產(chǎn)的軟件系統(tǒng)較多，數(shù)據(jù)格式較多且航測生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系尚未建立，因此難于用制圖的方式去檢查。當(dāng)前航測方面還沒有全面的行之有效的用于質(zhì)量檢查的軟件系統(tǒng)。檢查自動化程度不高，對問題信息的反饋依賴于紙圖。檢查手段與依托網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)字化生產(chǎn)的要求不相適應(yīng)。

3無人機(jī)航測數(shù)字地形制圖的關(guān)鍵技術(shù)

3.1像控點(diǎn)布設(shè)

像控點(diǎn)的目標(biāo)影像應(yīng)清晰，易于判刺和立體測量；布設(shè)的控制點(diǎn)宜能公用，一般布設(shè)在航向及旁向六片或五片重疊范圍內(nèi)；控制點(diǎn)距橡片邊緣不應(yīng)小于lcm或1.Scm綜合成圖法的控制點(diǎn)距航向邊緣不應(yīng)小于上述規(guī)定的1/2；高程控制點(diǎn)點(diǎn)位目標(biāo)應(yīng)選在高程起伏較小的地方，以線狀地物的交點(diǎn)和平山頭為宜；狹溝、尖銳山頂和起伏較大的斜坡等，均不宜選作點(diǎn)位目標(biāo)；當(dāng)目標(biāo)條件和像片條件矛盾時應(yīng)著重考慮點(diǎn)位目標(biāo)[4]。

3.2航空攝影

3.2.1航線設(shè)計

航線網(wǎng)布點(diǎn)應(yīng)按航線每分段布設(shè)六個平高點(diǎn)；航線首末端上下兩控制點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在通過像主點(diǎn)且垂直于方向線的直線上，困難時互相偏離不大于半條基線；上下對點(diǎn)應(yīng)布在同一立體相對內(nèi)；航線中間兩控制點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在首末控制點(diǎn)中線上，困難時可向兩側(cè)偏離一條基線左右，其中一個宜在中線上；應(yīng)盡量避免兩控制點(diǎn)同時向中線同側(cè)偏離，出現(xiàn)同側(cè)偏離時，最大不應(yīng)該超過一條基線。按照攝區(qū)范圍、劃定的分區(qū)和提供的分區(qū)平均基準(zhǔn)面高程進(jìn)行航線設(shè)計。盡量保證統(tǒng)一航攝區(qū)域高差不大于設(shè)計航高的1/6；保證測區(qū)之間有重疊度，航向重疊60%-70%、旁向重疊30%-40%。

3.2.2航攝

在規(guī)定的航攝期限內(nèi)，選擇地表植被及其它覆蓋物對成圖影響較小、云霧少、無揚(yáng)塵（沙）、大氣透明度好的季節(jié)進(jìn)行攝影，并根據(jù)地形條件的不同，嚴(yán)格按規(guī)范規(guī)定的太陽高度角要求選擇攝影時間。

3.3空三加密

解析空中三角測量，為糾正和測圖提供了定向點(diǎn)和注記點(diǎn)，以及作業(yè)時所需要的儀器安置元素數(shù)據(jù)，空三加密前需取得以下各種資料：航攝質(zhì)量鑒定書，滌綸片，圖歷表，野外控制、調(diào)繪圖片，布點(diǎn)略圖，各種觀測計算手簿，前一工序的技術(shù)設(shè)計書等。

它包括精密立體測圖儀測圖和解析測圖儀聯(lián)機(jī)測圖。精密立體測圖儀適用于各種比例尺及各種地形類別的測圖，解析測圖儀適用于各種攝像資料的測圖。該文主要介紹精密立體測圖儀測圖。

3.4測繪地物地貌

經(jīng)過像片準(zhǔn)備工作和定向后可以進(jìn)行地物地貌測繪。立體測圖可采用全野外凋繪后測圖和內(nèi)判測圖后外業(yè)對照、補(bǔ)測和補(bǔ)調(diào)的方法。在使用內(nèi)判測圖后外業(yè)對照、補(bǔ)測和補(bǔ)調(diào)的方法時應(yīng)注意：①航攝像片的現(xiàn)勢性要好；②必要時需要編制測區(qū)室內(nèi)判讀樣片③對有把握判準(zhǔn)的地物地貌元素，按圖飾要求直接測繪在圖板上，對無把握判準(zhǔn)的地物地貌元素，內(nèi)業(yè)只測繪外輪廓作為疑點(diǎn)留給外業(yè)處理。④外業(yè)進(jìn)行檢查、核對、補(bǔ)測和補(bǔ)調(diào)工作。對內(nèi)業(yè)測繪有把握的部分應(yīng)作抽查，對內(nèi)業(yè)標(biāo)明的疑點(diǎn)應(yīng)作核對、補(bǔ)測，對內(nèi)業(yè)無法判繪的地形元素應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)調(diào)。

測繪地物地貌時，應(yīng)在儀器上與已描圖邊進(jìn)行接邊；像對間的地物接邊差不大于地物點(diǎn)平面位置中誤差的兩倍，等高線接邊差應(yīng)不大于1個基本等高距；每像對測完后應(yīng)經(jīng)檢查才能從儀器上取下，每幅圖測完后應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行自校和資料整理。

4結(jié)論

數(shù)字地形圖的生產(chǎn)和檢查驗收盡管目前已經(jīng)形成規(guī)模生產(chǎn)，實踐中仍然存在著問題。為節(jié)約成本，對于野外作業(yè)質(zhì)量的控制，有待于提高對過程生產(chǎn)的監(jiān)控。在工作中要樹立以預(yù)防為主的原則，樹立一次性完成任務(wù)的理念。

參考文獻(xiàn)：

[1]史華林.無人機(jī)航測系統(tǒng)在公路帶狀地形測量中的應(yīng)用[J].測繪通報，2014，06：60-62.

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[3]王鳳國，胡潤強(qiáng).無人機(jī)航測技術(shù)的應(yīng)用實踐及可行性分析[J].甘肅科技，2014，06：34-36.

[4]張鵬飛.關(guān)于航測遙感技術(shù)的看法分析[J].江西建材，2014，01：216.