一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法
【专利摘要】本发明公开了一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，包括以下步骤：一、基础控制测量：在测区内布设多个基础控制点，并建立测量控制网；二、像片控制测量；三、内业空中三角测量；四、地形图数据采集：采用外业实测和内业采集相结合的方法进行数据采集，过程如下：步骤401、外业实测：对测区内地面的高程注记点进行外业实测；步骤402、内业数据采集；内业数据采集过程中，对所述立体模型中不能满足成图精度要求的地物进行标注；步骤五、数据调绘及外业补测；六、地形图数据编辑。本发明方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，能有效解决利用小比例尺航摄像片进行大比例尺数字成图的难题。
【专利说明】一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法
【技术领域】
[0001]本发明属于航空摄影测量【技术领域】，尤其是涉及一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法。
【背景技术】
[0002]常规航空摄影测量过程中，航摄资料、量测仪器和技术保障措施是影响成图精度的主要因素。对于平坦地区拍摄的垂直摄影像片，摄影比例尺要根据测绘地形图的精度要求与获取地面信息的实际需要来确定，一般大比例尺成图的摄影比例尺放大倍率在7倍以内。而像片分辨率、投影差大小和摄影比例尺对高程精度的影响是制约高倍放大测图的主要技术问题。而实际进行航空摄影成图生产中，某些区域(如国际机场附近等)的航空摄影测量受到严格的空域管制，航高被限制在一定的高度，因而无法满足大比例尺成图要求?’另外，还存在一些待测区域由于只能提供一定像片分辨率的遥感影像，因而需要进行高倍放大成图。因而，现如今缺少一种方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好的超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，其能满足大比例尺成图需求。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，其方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，能有效解决利用小比例尺航摄像片进行大比例尺数字成图的难题。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，对测区进行航空摄影测量后获取的航空摄影图像为航摄影像，其特征在于该方法包括以下步骤:
[0005]步骤一、基础控制测量:在测区内布设多个基础控制点，并建立测量控制网；
[0006]步骤二、像片控制测量:利用步骤一中所建立的测量控制网，在测区内所布设的多个像片控制点分别进行测量，并获得像片控制测量数据；
[0007]步骤三、内业空中三角测量:对步骤二中所获得的像片控制测量数据进行空中三角测量，获得空三加密数据；
[0008]步骤四、地形图数据采集:采用外业实测和内业采集相结合的方法进行数据采集，过程如下:
[0009]步骤401、外业实测:对测区内地面的高程注记点进行外业实测；
[0010]步骤402、内业数据采集:利用对测区进行航空摄影测量时所获取的航空摄影测量数据、步骤一中所建立的测量控制网和步骤三中所获得的空三加密数据，创建测区的立体模型；之后，利用所创建的立体模型，对测区内的所有地物进行全要素数据采集，并利用平差后模型对测区内的高程注记点进行采集；所述平差后模型为利用步骤401中实测得到的地面高程数据对所创建立体模型的高程数据进行平差后获得的立体模型；
[0011] 步骤402中内业数据采集过程中，对所述立体模型中不能满足成图精度要求的地物进行标注；
[0012]步骤五、数据调绘及外业补测:通过外业调绘对步骤402中所采集的数据进行巡视检查，对检查出的不正确的数据进行修改，并对检查出的遗漏数据进行补充；同时，对步骤402中标注出的不能满足成图精度要求的地物进行实地补测；
[0013]步骤六、地形图数据编辑:对步骤402中所采集的数据进行成图编辑，获得初步编辑后的数据文件；之后，将步骤五中经过修改的数据、补充的遗漏数据和补测的数据均添加至初步编辑后的数据文件，并生成数字地形图，所述数字地形图为对所述航摄影像放大M倍后的数字地形图，其中M≥7倍。
[0014]上述一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，其特征是:步骤一中进行基础控制测量时，所建立的测量控制网要与所述测区附近的多个高等级国家控制点进行联测，且联测点数不少于3个；所述测量控制网采用边连式布网形式或网连式布网形式，且所述测量控制网不允许出现自由基线；所述测量控制网为D级GPS控制网或E级GPS控制网，所述D级GPS控制网中最简异步环或附和线路的边数均不大于8条，所述E级控制网中最简异步环或附和线路的边数均不大于10条。
[0015]上述一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，其特征是:对测区进行航空摄影测量时，在机载GPS/INS系统的导航定位下，按照预先设计的飞行路线进行测区航空摄影飞行和检校场飞行，飞行过程中连续进行拍摄，飞行结束后获取的航空摄影测量数据包括航摄仪测量数 据、机载GPS数据、检校场测量数据和GPS地面基站数据，且飞行结束后便获得所述航摄影像。
[0016]上述一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，其特征是:步骤401中对测区内地面的高程注记点进行外业实测时，先将测区内地面的高程注记点分为两类，一类为道路及硬化地面的高程注记点且其包括测区内的所有道路以及测区内的各村庄和城镇内的硬化地面上的高程注记点，另一类为测区内其它地面上的高程注记点；
[0017]其中，对道路及硬化地面的高程注记点进行测量时，对测区内各道路路面上的高程注记点以及测区内各村庄和城镇内的硬化地面上的高程注记点分别进行外业实测；
[0018]对测区内除道路及硬化地面之外的其它地面上的高程注记点进行测量时，先将所述航摄影像放大并划分成多个尺寸均相同的方形网格，各方形网格的实际尺寸为100米X 100米，且每个方形网格内实测不小于N个高程注记点，其中N为正整数且N = 4。
[0019]上述一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，其特征是:步骤402中进行内业数据采集时，先对步骤401中外业实测得出的地面高程注记点进行检查:当外业实测得出的高程注记点与内业采集的高程注记点较差较小时，内业数据采集时根据外业实测得出的高程注记点数据进行数据采集；当外业实测得出的高程注记点与内业采集的高程注记点较差较大时，加大步骤401中外业实测高程注记点的密度。
[0020]上述一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，其特征是:对道路及硬化地面的高程注记点进行测量时，采用车载GPS高程测量与实地高程测量相结合的方法进行测量；首先，采用车载GPS系统进行高程注记点测量，之后再采用GPS-RTK测量系统或全站仪对车载GPS系统未测出的高程注记点进行补测；对测区内其它地面上的高程注记点进行测量时，采用GPS-RTK测量系统或全站仪进行测量。
[0021]上述一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，其特征是:步骤402中所述立体模型中不能满足成图精度要求的地物包括影像模糊、不清楚的地物和阴影遮盖的地物；
[0022]步骤五中进行外业补测时，包括以下步骤:
[0023]步骤501、对步骤402中标注出的影像模糊、不清楚的地物以及航空摄影至数据调绘及外业补测期间测区内发生变化和新增的地物进行补测，且实际进行补测时，采用交会法、截距法、RTK测量仪或全站仪进行测量；
[0024]步骤502、步骤402中标注出的阴影遮盖的地物进行补测时，采用勘丈法与外业实测相结合的方法进行补测；实际进行补测时，先采用勘丈法进行补测，且采用勘丈法不能完成补测时，再采用GPS-RTK测量系统或全站仪进行实测；采用勘丈法进行补测时，利用所述航摄影像中已完成调绘的地物进行勘丈距离和定位。
[0025]上述一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，其特征是:步骤五中进行数据调绘及外业补测时，还需进行高程注记点检测，通过对步骤402中内业数据采集时所采集的高程数据进行检测以验证所采集高程数据的精度；实际进行高程注记点检测时，对所选择高程检测点的高程进行野外实测；所述高程检测点位于所述测区内的道路路面、硬化地面或田地中，且所述高程检测点与内业数据采集时所采集高程注记点的位置相同，所选择高程检测点的数量不大于步骤402中内业数据采集时所采集高程注记点的数量。
[0026]上述一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，其特征是:步骤503中高程注记点检测完成后，还需根据检测结果对步骤402中内业数据采集时所采集高程数据的精度进行判断:当所采集高程数据的精度符合航空摄影技术设计规范的高程精度要求时，将步骤503中所选择高程检测点的密度调小，且相邻两个高程检测点之间的间距为80米?100米；否则，需对步骤402中内业数据采集时所采集的所有高程注记点进行外业实测。
[0027]上述一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，其特征是:步骤二中进行像片控制测量时，所布设像片控制点要求影像清楚、目标小、摄影后实地无变化且易于内业判读；所选取的刺点为平房房角、围墙拐角、道路交叉口、水池角、影像小于0.2mm点状地物、电杆根部中心或接近直角的线状地物交点；实际对像片控制点进行测量时，联测不少于3个四等以上已知平面控制点和不少于6个已知高程控制点，且采用静态定位模式、GPS快速静态定位模式或RTK实时动态定位模式进行测量；对各像片控制点进行测量时，每个像片控制点均要进行三次测量，每次测量时间不得少于5秒，对三次测量结果进行比较且任意两次测量结果之间均相差不大于3厘米时，取三次测量结果的平均值作为最终的测量成果O
[0028]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0029]1、方法步骤简单、设计合理且实现方便，投入成本较低。
[0030]2、应用航测高倍放大数字测量技术，技术设计路线严谨且工艺流程科学合理，确定了超高倍放大成图航测外业像控布设方案及内业加密、数据采集方案，道路高程注记点测量采用基于DGPS精密定位技术的车载GPS高程测量，大大提高了工作效率，从而形成了一条从数据获取、数据处理、精度分析等部分组成的全数字化摄影测量数据链和工作流程，缩短了成图周期。
[0031]3、各步骤设计合理，像片控制点测量采用全野外布点，对选点、刺点、联测各工种均采取严格控制和实施必要的技术加强措施。为了保证超高倍放大成图精度，地形图内业数据采集采用外业实测和内业采集相结合的方法。在道路与硬化地面上的高程注记点测量，主要采用基于DGPS精密定位技术的车载GPS高程测量进行外业实测；对于除道路与硬化地面之外的其它地物高程，外业按照每个方形网格不小于4个高程注记点的密度进行施测，采用RTK或全站仪测量；为了保证地形图高程精度，内业采集高程注记点时，按照外业实测的高程注记点平差立体模型采集；除高程注记点外，采集其它地物时，完全按照立体模型全采集。当立体量测及数据采集完成后，即可对采集的地物地貌的图面按常归进行初步编辑，然后喷绘出航测线划图，提供外业调绘、补测之用。将调绘补测和实测的地物平面及地形高程数据的信息，追加到初编的数字化地形图的原始文件中。编辑时注意保持高程注记点及曲线三维值；在数据保真的基础上进行几何图形的处理，以实现数据的数字精度和几何精度的内在统一。
[0032]4、使用效果好且实用价值高，在影像分辨率不足情况下，采用内业和外业相结合的数字放大成图方法，解决大比例尺数字成图难题，其方大成图倍数可达30多倍，能有效满足大比例尺数字成图的生产需要。本发明不仅能解决现有全数字航空摄影测量系统无法满足航高受限制区域的大比例尺成图问题，也可用于遥感影像分辨率不足情况下的高倍放大成图，大大提高了工作效率、节省了生产的成本，缩短了生产周期。
[0033]综上所述，本发明方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，能有效解决利用小比例尺航摄像片进行大比例尺数字成图的难题。
[0034]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1为本发明的方法流程框图。
【具体实施方式】
[0036]如图1所示的一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，对测区进行航空摄影测量后获取的航空摄影图像为航摄影像，且进行超高倍放大成图的数字航空摄影测量之前，先对测区进行航空摄影测量并获得该测区的航摄影像，所述航摄影像为小比例尺影像；实际进行超高倍放大成图的数字航空摄影测量时，包括以下步骤:
[0037]步骤一、基础控制测量:在测区内布设多个基础控制点，并建立测量控制网。
[0038]本实施例中，步骤一中进行基础控制测量时，所建立的测量控制网要与所述测区附近的多个高等级国家控制点进行联测，且联测点数不少于3个；所述测量控制网采用边连式布网形式或网连式布网形式，且所述测量控制网不允许出现自由基线。所述测量控制网为D级GPS控制网或E级GPS控制网，所述D级GPS控制网中最简异步环或附和线路的边数均不大于8条，所述E级控制网中最简异步环或附和线路的边数均不大于10条。
[0039]本实施例中，进行联测时，所选择的高等级国家控制点为四等以上的GPS控制点。
[0040]实际布设所述基础控制点时，所布设的基础控制点周围应视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过15°，距离强发射源不小于200m，距离高压线和微波无线电传送通道不小于50m，并且避开强烈反射卫星信号的大型建筑物。
[0041]所有基础控制点的埋设均应有利于长期保存，交通方便。并且，各地面控制点应便于发展与寻找，所有地面控制点的点位必须观测方便。布网时，应充分利用测区内保存完好的且符合GPS观测的已有控制点。
[0042]GPS观测时，要求:天线严格整平，天线基座上的圆气泡严格居中，仪器高量至_，观测开始和观测结束分别量2次，误差在3mm以内取中数，并填写记录手簿。观测工作结束后，应及时整理和检查外业观测手簿，确认观测成果全部附合规定后，方可进行计算。
[0043]单独的四等水准附合线路长度应不超过80公里，环线周长应不超过100公里，同级网中结点间距离应不超过30公里，特殊困难地区可适当放宽，但不宜超过上述指标的
1.5 倍。
[0044]水准控制网中最弱点高程中误差不得大于±20mm。水准网中每公里水准测量的偶然中误差Μδ不得大于5毫米、全中差Mw不得大于10毫米。
[0045]步骤二、像片控制测量:利用步骤一中所建立的测量控制网，在测区内所布设的多个像片控制点分别进行测量，并获得像片控制测量数据。
[0046]实际进行像片控制点测量时，采用全野外布点，对选点、刺点和联测各工序均采取严格控制和实施必要的技术加强措施。
[0047]本实施例中，步骤二中进行像片控制测量时，所布设像片控制点要求影像清楚、目标小、摄影后实地无变化且易于内业判读。
[0048]所选取的刺点为平房房角、围墙拐角、道路交叉口、水池角、影像小于0.2mm点状地物、电杆根部中心或接近直角的线状地物交点。高程急剧变化处不能刺点。选定刺点目标后应实地刺点，刺孔要小，实地判点精度应达到图上0.1mm,刺错点时要换片重刺，不得出现双孔。
[0049]实际对像片控制点进行测量时，为了求解转换参数进行约束平差并测量检验精度，联测不少于3个四等以上已知平面控制点和不少于6个已知高程控制点，且采用静态定位模式、GPS快速静态定位模式或RTK实时动态定位模式进行测量。具体测量时，根据现场所采用仪器和测区内实际状态，选择所采用的定位模式。
[0050]采用静态定位模式或GPS快速静态定位模式进行测量时，必须以两台GPS主机做为参考站，其余作为GPS流动站。测量控制网中每个最简异步环的边数不大于10条，基线长度不大于10公里。
[0051 ] 采用RTK实时动态定位模式进行测量时，GPS基准站与GPS流动站应始终保持同步锁定5颗以上卫星，GPOD值应小于6 ;流动站距离参考站距离不得超过10公里。用于求取转换参数的点必须能够控制测区范围，平面控制点不少于四个，高程控制点不少于6个。
[0052]每次设站均要进行已知点检测或相邻参考站所测点检测，较差不能大于0.07m。
[0053]对各像片控制点进行测量时，每个像片控制点均要进行三次测量，每次测量时间不得少于5秒，对三次测量结果进行比较且任意两次测量结果之间均相差不大于3厘米时，取三次测量结果的平均值作为最终的测量成果。
[0054]GPS观测工作结束后，应及时整理和检查外业观测手簿，确认观测成果全部附合规定后，方可进行计算。
[0055]步骤三、内业空中三角测量:对步骤二中所获得的像片控制测量数据进行空中三角测量，获得空三加密数据(即空中三角测量加密数据)。
[0056]本实施例中，采用光束法区域网全数字空中三角测量方法进行空中三角测量。并且，对野外测定的平高控制点进行空三数据质量检查，剔除粗差点。[0057]在立体量测时，像控点(即所述像片控制点)以说明注记和点位略图为准，参照刺孔，综合判定点位，对于个别错点、疑点校核左右像对及上下航线同名目标，以判定其准确性，并作出说明和处理意见。对内业无把握处理的像控点，提交外业校核直至返工纠错。
[0058]同时，进行空中三角测量时，还需进行光束法区域网平差。按具体图形尽量扩大区域网面积进行整体平差，以便加密平差更合理。
[0059]步骤四、地形图数据采集:采用外业实测和内业采集相结合的方法进行数据采集，过程如下:
[0060]步骤401、外业实测:对测区内地面的高程注记点进行外业实测。
[0061]本实施例中，步骤401中对测区内地面的高程注记点进行外业实测时，先将测区内地面的高程注记点分为两类，一类为道路及硬化地面的高程注记点且其包括测区内的所有道路以及测区内的各村庄和城镇内的硬化地面上的高程注记点，另一类为测区内其它地面上的高程注记点。其中，“其它地面”指的是所述测区内除道路与硬化地面之外的地面，“其它地面”为软化地面，具体包括耕地、田地和洼地。
[0062]其中，对道路及硬化地面的高程注记点进行测量时，对测区内各道路路面上的高程注记点以及测区内各村庄和城镇内的硬化地面上的高程注记点分别进行外业实测。
[0063]本实施例中，道路及硬化地面中的“道路”包括位于测区内的省道、国道、相邻乡村之间所通公路与大车路以及乡村内所修行走道路，道路及硬化地面中的“硬化地面”包括各村庄和城镇内的硬化地面为空地。
[0064]对道路及硬化地面的高程注记点进行测量时，采用车载GPS高程测量与实地高程测量相结合的方法进行测量。首先，采用车载GPS系统进行高程注记点测量，之后再采用GPS-RTK测量系统或全站仪对车载GPS系统未测出的高程注记点进行补测。本实施例中，采用车载GPS高程注记点测量的方式在测区内道路及硬化地面上实测高程注记点，并对测得的高程注记点进行检测和分析；对于由于GPS信号遮挡等原因造成车载GPS系统未获得高程注记点的地段，再采用GPS-RTK测量系统或全站仪进行补测。
[0065]本实施例中，车载GPS系统为DGPS系统。实际测量时，采用基于DGPS精密定位技术的车载GPS高程测量进行野外实测，大大提高了工作效率和定位精度。
[0066]本实施例中，对测区内除道路及硬化地面之外的其它地面上的高程注记点进行测量时，采用GPS-RTK测量系统或全站仪进行测量。
[0067]本实施例中，对测区内其它地面上的高程注记点进行测量时，先将所述航摄影像放大并划分成多个尺寸均相同的方形网格，各方形网格的实际尺寸为100米X 100米，且每个方形网格内实测不小于N个高程注记点，其中N为正整数且N = 4。
[0068]本实施例中，每个方形网格内实测的N个高程注记点呈均匀分布。
[0069]也就是说，按照每个方形网格内不少于4个高程注记点的密度进行施测，所测量高程注记点的点位要具有普遍地貌的代表性，地貌变化不规则区域要适当增加，分布尽量均匀。
[0070]本实施例中，将所述航摄影像划分成多个尺寸均相同的方形网格时，先将所述航摄影像的比例尺缩放成比例尺为1: 2000的影像图。之后，将一幅图平均分为100个方形网格，每个方形网格对应的实际区域大小为100米X 100米，该方形网格的大小与比例尺为1: 1000的数字影像图中的一个方形网格的尺寸相同。每个方形网格内必须保证有四个以上实测的高程注记点(不含方形网格内道路及硬化地面上的高程注记点)，每个方形网格内实测的高程注记点所处位置在该方形网格内应均匀分布，且高程注记点所处的地形能代表该高程注记点周围的地形特征。
[0071]步骤402、内业数据采集:利用对测区进行航空摄影测量时所获取的航空摄影测量数据、步骤一中所建立的测量控制网和步骤三中所获得的空三加密数据，创建测区的立体模型；之后，利用所创建的立体模型，对测区内的所有地物进行全要素数据采集，并利用平差后模型对测区内的高程注记点进行采集；所述平差后模型为利用步骤401中实测得到的地面高程数据对所创建立体模型的高程数据进行平差后获得的立体模型。
[0072]也就是说，高程注记点采集时，所采集的数据为利用步骤401中实测得到的地面高程数据对所述立体模型的高程数据进行平差后的高程数据。
[0073]步骤402中内业数据采集过程中，对所述立体模型中不能满足成图精度要求的地物进行标注。
[0074]其中，地物是指的是地面上各种有形物(如山川、森林、建筑物等)和无形物(如省、县界等)的总称，泛指地球表面上相对固定的物体。根据《中华人民共和国国家标准GB/T20257.1-20071:5001:10001:2000地形图图式》将所有地图地物要素分为测量控制点、水系、居民地及设施、交通、管线、境界、地貌和植被与土质8个一级大类。
[0075]本实施例中，对测区进行航空摄影测量时，在机载GPS/INS系统的导航定位下，按照预先设计的飞行路线进行测区航空摄影飞行和检校场飞行，飞行过程中连续进行拍摄，飞行结束后获取的航空摄影测量数据包括航摄仪测量数据、机载GPS数据、检校场测量数据和GPS地面基站数据，且飞行结束后便获得所述航摄影像。
[0076]实际进行超高倍放大成图的航空摄影测量时，所述航摄影像的成图比例尺为1:B，其中B=500?1000。本实施例中，所述航摄影像的成图比例尺为1: 1000。
[0077]步骤402中创建所述立体模型时，先将飞行结束后获取的机载GPS数据和GPS地面基站数据进行联合平差，同时对检校场测量数据进行空中三角解算，获取检校参数，根据检校参数对测区内各像片控制点的测量数据进行系统误差改正，获取待各张像片的外方位元素和模型连接点物方坐标，然后导入空中三角测量加密成果进行立体像对相对定向，自动创建立体模型。
[0078]由于测区的航摄比例尺较小，为了保证地形图高程精度，室内高程注记点时，按照步骤401中外业实测的高程注记点平差后的所述平差后模型进行采集；且对除高程注记点之外的所有地物进行全要素数据采集时，按照所创建的立体模型进行采集。
[0079]其中，本步骤中进行内业数据采集时，内定向、相对定向和绝对定向的精度均按现有《航空摄影技术设计规范》(具体指《GB-T19294-2003航空摄影技术设计规范》和《GB/T27919-2011IMU/GPS辅助航空摄影技术规范》)的要求执行，平面对点均以测标中心对准点位或地物几何中心，对准误差不得大于三分之一测标直径，提高定向的平面精度。
[0080]内业数据采集时，应保持原始数据记录的完整性和正确性，不应有断缺、遗漏和移位。做到测绘地物、地貌元素无错漏、不变形和不移位。采集依比例尺表示的符号时，测标中心严格切准其定位点或定位线。测绘房屋和街区轮廊时，应以测标中心切准墙基角或轮角拐点，然后打点连线；各种道路、管线、沟堤等均应跟迹描绘，走向明确，衔接合理。
[0081]描绘等高线时，要求特别细致。测标一定要切准模型，不能上浮或深切。在测绘被植被覆盖地段的等高线时，须在变换地段实测出植被高度加入改正数描绘。
[0082]本实施例中，步骤402中所述立体模型中不能满足成图精度要求的地物包括影像模糊、不清楚的地物和阴影遮盖的地物，例如阴影遮盖以及所述立体模型中不清楚的建筑物(如:房角、电杆)，无法准确测定位置时，在相应位置作出“A”标记，进行外业调绘和实地补测。
[0083]本实施例中，步骤402中进行内业数据采集时，先对步骤401中外业实测得出的地面高程注记点进行检查:当外业实测得出的高程注记点与内业采集的高程注记点较差较小时，内业数据采集时根据外业实测得出的高程注记点数据进行数据采集，具体是内业地形数据采集时根据外业实测得出的高程注记点数据测绘地形要素；当外业实测得出的高程注记点与内业采集的高程注记点较差较大时，加大步骤401中外业实测高程注记点的密度。
[0084]当立体量测及内业数据采集完成后，即可对采集的地物地貌的图面按常归进行初步编辑，然后喷绘出航测线划图，提供步骤五使用。
[0085]本实施例中，步骤四中采用外业实测和内业采集相结合的方法进行数据采集，能有效保证超高倍放大成图的精度。
[0086]本实施例中，步骤五中进行数据调绘及外业补测之前，对步骤402中所采集的数据进行成图编辑，并生成数字线划图；步骤五中进行数据调绘及外业补测时，利用所述数字线划图，进行数据调绘及外业补测。
[0087]步骤五、数据调绘及外业补测:通过外业调绘对步骤402中所采集的数据进行巡视检查，对检查出的不正确的数据进行修改，并对检查出的遗漏数据进行补充；同时，对步骤402中标注出的不能满足成图精度要求的地物进行实地补测。
[0088]本实施例中，步骤五中进行外业补测时，包括以下步骤:
[0089]步骤501、对步骤402中标注出的影像模糊、不清楚的地物以及航空摄影至数据调绘及外业补测期间测区内发生变化和新增的地物进行补测，且实际进行补测时，采用交会法、截距法、RTK测量仪或全站仪进行测量。
[0090]其中，对测区内发生变化和新增的地物进行测量时，需对地面进行高程注记点测量。
[0091]步骤502、步骤402中标注出的阴影遮盖的地物进行补测时，采用勘丈法与外业实测相结合的方法进行补测；实际进行补测时，先采用勘丈法进行补测，且采用勘丈法不能完成补测时，再采用GPS-RTK测量系统或全站仪进行实测；采用勘丈法进行补测时，利用所述航摄影像中已完成调绘的地物进行勘丈距离和定位。
[0092]也就是说，对于阴影遮盖的地物(如因投影压盖、树影遮挡的地物)，条件允许的地方，利用航空摄影测量时已有的地物勘丈距离，利用房角作为定位点时一律以房基为准，要先改房檐再补地物；条件不允许的地方，利用全站仪进行实测。本实施例中，对于需要实测的地方，用GPS-RTK测量系统测量图根点，并用钢钉作标记。
[0093]综上，内业数据采集结束且完成线划图测图之后，第二次进入野外作业，其中第一次野外作业为步骤401中进行的外业实测。第二次野外作业，主要解决以下问题:一是调绘、补测新增地物；二是检查内业测图的平面、高程精度；三是实测高程并修改内业测绘的等高线，并实测平面精度要求较高的地物点平面位置。
[0094]实际进行实地补测时，应考虑成图的用途与特点，并结合内业数据采集后形成的线划图进行，主要是对变化或新增的线状与点状地物以及主要道路上的检修井、阀门、污水篦子等进行实测，实测点尽可能要带上高程数据，并能当高程注记点使用。
[0095]本实施例中，步骤五中进行数据调绘及外业补测时，还需进行高程注记点检测，通过对步骤402中内业数据采集时所采集的高程数据进行检测以验证所采集高程数据的精度。实际进行高程注记点检测时，对所选择高程检测点的高程进行野外实测。所述高程检测点位于所述测区内的道路路面、硬化地面或田地中，且所述高程检测点与内业数据采集时所采集高程注记点的位置相同，所选择高程检测点的数量不大于步骤402中内业数据采集时所采集高程注记点的数量。
[0096]本实施例中，步骤503中高程注记点检测完成后，还需根据检测结果对步骤402中内业数据采集时所采集高程数据的精度进行判断:当所采集高程数据的精度符合航空摄影技术设计规范的高程精度要求时，将步骤503中所选择高程检测点的密度调小，且相邻两个高程检测点之间的间距为80米~100米；否则，需对步骤402中内业数据采集时所采集的所有高程注记点进行外业实测。
[0097]实际操作过程中，外业必须针对各种地形选取少量图幅进行高程精度检测，以验证内业采集高程精度。高程检测点一般选取在地形变化不大的道路路面、硬化地面或田地中。
[0098]步骤六、地形图数据编辑:对步骤402中所采集的数据进行成图编辑，获得初步编辑后的数据文件；之后，将步骤五中经过修改的数据、补充的遗漏数据和补测的数据均添加至初步编辑后的数据文件，并生成数字地形图。
[0099]本实施例中，步骤六中所生成的数字地形图为对所述航摄影像放大M倍后的数字地形图，其中M≥7倍。步骤六中所生成数字地形图的成图比例尺为1: MXB，其中，B=500 ~1000, M=7 ~35。
[0100]由于航摄资料的放大倍率远远超过《航空摄影技术设计规范》要求，要想基本达到或接近规范成图精度要求，必须对测绘作业的每一道工序制订出提高测绘精度的技术措施。采取先室内数据判绘采集形成航测线划图，再由外业进行补测调绘，内业采集高程注记点，结合实测的道路及硬化地面实测高程注记点，最终进行编辑成图的作业程序。
[0101]本实施例中，当立体量测及内业数据采集完成后，即可对采集的地物地貌的图面按常归进行初步编辑，然后喷绘出1: 1000航测线划图，提供外业调绘、补测之用。
[0102]本步骤中，再将步骤五中经过修改的数据、补充的遗漏数据和补测的数据再追加到初编的数字化地形图的原始文件中。编辑时注意保持高程点及曲线三维值。地物修正原则:为了保证数学精度不受损失，不能为了追求图面美观而随意进行大于0.2mm的修正。在数据保真的基础上进行几何图形的处理，以实现数据的数字精度和几何精度的内在统一。
[0103]实际测量时，步骤401中进行外业实测和步骤五中进行外业补测时，均利用步骤一中所建立的测量控制网进行测量。
[0104]此处，所测量的测区地处西安咸阳国际机场，航飞高度受到严格限制，航空摄影测量所获得航摄影像的成图比例尺为1: 1000，经本发明放大成图后的比例尺为1: 31000，完成测区面积约787平方公里。也就是说，本发明所采用航摄影像的成图比例尺为1:1000。
[0105] 首先，进行空三加密精度统计:[0106]该测区数字空中三角测量，像片控制点量测在全数字摄影测量工作站SSK上进行。空中三角测量共量测平面定向点531个，高程定向点532个，设平面检查点20个，高程检查点20个，加密成果的精度指标:
[0107]定向点Ms=±0.0701 米，Mh=±0.0171 米；
[0108]检查点Ms=±0.1151 米，Mh=±0.1042 米；
[0109]平面加密精度小于设计规范规定的0.35米，高程加密精度小于设计规范规定的
0.35米。加密结果优于技术设计要求。
[0110]同时，对本测区内24幅图的高程进行检测，对23幅图平面进行检测，规范要求的允许值与实际检测结果对比表，详见表1:
[0111]表11: 1000地形图精度统计表
[0112]
【权利要求】
1.一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，对测区进行航空摄影测量后获取的航空摄影图像为航摄影像，其特征在于该方法包括以下步骤: 步骤一、基础控制测量:在测区内布设多个基础控制点，并建立测量控制网； 步骤二、像片控制测量:利用步骤一中所建立的测量控制网，在测区内所布设的多个像片控制点分别进行测量，并获得像片控制测量数据； 步骤三、内业空中三角测量:对步骤二中所获得的像片控制测量数据进行空中三角测量，获得空三加密数据； 步骤四、地形图数据采集:采用外业实测和内业采集相结合的方法进行数据采集，过程如下: 步骤401、外业实测:对测区内地面的高程注记点进行外业实测； 步骤402、内业数据采集:利用对测区进行航空摄影测量时所获取的航空摄影测量数据、步骤一中所建立的测量控制网和步骤三中所获得的空三加密数据，创建测区的立体模型；之后，利用所创建的立体模型，对测区内的所有地物进行全要素数据采集，并利用平差后模型对测区内的高程注记点进行采集；所述平差后模型为利用步骤401中实测得到的地面高程数据对所创建立体模型的高程数据进行平差后获得的立体模型； 步骤402中内业数据采集过程中，对所述立体模型中不能满足成图精度要求的地物进行标注； 步骤五、数据调绘及外业补测:通过外业调绘对步骤402中所采集的数据进行巡视检查，对检查出的不正确的数据进行修改，并对检查出的遗漏数据进行补充；同时，对步骤402中标注出的不能满足成图精度要求的地物进行实地补测； 步骤六、地形图数据编辑:对步骤402中所采集的数据进行成图编辑，获得初步编辑后的数据文件；之后，将步骤五中经过修改的数据、补充的遗漏数据和补测的数据均添加至初步编辑后的数据文件，并生成数字地形图，所述数字地形图为对所述航摄影像放大M倍后的数字地形图，其中M≥7倍。
2.按照权利要求1所述的一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，其特征在于:步骤一中进行基础控制测量时，所建立的测量控制网要与所述测区附近的多个高等级国家控制点进行联测，且联测点数不少于3个；所述测量控制网采用边连式布网形式或网连式布网形式，且所述测量控制网不允许出现自由基线；所述测量控制网为D级GPS控制网或E级GPS控制网，所述D级GPS控制网中最简异步环或附和线路的边数均不大于8条，所述E级控制网中最简异步环或附和线路的边数均不大于10条。
3.按照权利要求1或2所述的一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，其特征在于:对测区进行航空摄影测量时，在机载GPS/INS系统的导航定位下，按照预先设计的飞行路线进行测区航空摄影飞行和检校场飞行，飞行过程中连续进行拍摄，飞行结束后获取的航空摄影测量数据包括航摄仪测量数据、机载GPS数据、检校场测量数据和GPS地面基站数据，且飞行结束后便获得所述航摄影像。
4.按照权利要求1或2所述的一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，其特征在于:步骤401中对测区内地面的高程注记点进行外业实测时，先将测区内地面的高程注记点分为两类，一类为道路及硬化地面的高程注记点且其包括测区内的所有道路以及测区内的各村庄和城镇内的硬化地面上的高程注记点，另一类为测区内其它地面上的高程注记占.^ \\\ ? 其中，对道路及硬化地面的高程注记点进行测量时，对测区内各道路路面上的高程注记点以及测区内各村庄和城镇内的硬化地面上的高程注记点分别进行外业实测； 对测区内除道路及硬化地面之外的其它地面上的高程注记点进行测量时，先将所述航摄影像放大并划分成多个尺寸均相同的方形网格，各方形网格的实际尺寸为100米XlOO米，且每个方形网格内实测不小于N个高程注记点，其中N为正整数且N = 4。
5.按照权利要求1或2所述的一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，其特征在于:步骤402中进行内业数据采集时，先对步骤401中外业实测得出的地面高程注记点进行检查:当外业实测得出 的高程注记点与内业采集的高程注记点较差较小时，内业数据采集时根据外业实测得出的高程注记点数据进行数据采集；当外业实测得出的高程注记点与内业采集的高程注记点较差较大时，加大步骤401中外业实测高程注记点的密度。
6.按照权利要求4所述的一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，其特征在于:对道路及硬化地面的高程注记点进行测量时，采用车载GPS高程测量与实地高程测量相结合的方法进行测量；首先，采用车载GPS系统进行高程注记点测量，之后再采用GPS-RTK测量系统或全站仪对车载GPS系统未测出的高程注记点进行补测；对测区内其它地面上的高程注记点进行测量时，采用GPS-RTK测量系统或全站仪进行测量。
7.按照权利要求1或2所述的一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，其特征在于:步骤402中所述立体模型中不能满足成图精度要求的地物包括影像模糊、不清楚的地物和阴影遮盖的地物； 步骤五中进行外业补测时，包括以下步骤: 步骤501、对步骤402中标注出的影像模糊、不清楚的地物以及航空摄影至数据调绘及外业补测期间测区内发生变化和新增的地物进行补测，且实际进行补测时，采用交会法、截距法、RTK测量仪或全站仪进行测量； 步骤502、步骤402中标注出的阴影遮盖的地物进行补测时，采用勘丈法与外业实测相结合的方法进行补测；实际进行补测时，先采用勘丈法进行补测，且采用勘丈法不能完成补测时，再采用GPS-RTK测量系统或全站仪进行实测；采用勘丈法进行补测时，利用所述航摄影像中已完成调绘的地物进行勘丈距离和定位。
8.按照权利要求1或2所述的一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，其特征在于:步骤五中进行数据调绘及外业补测时，还需进行高程注记点检测，通过对步骤402中内业数据采集时所采集的高程数据进行检测以验证所采集高程数据的精度；实际进行高程注记点检测时，对所选择高程检测点的高程进行野外实测；所述高程检测点位于所述测区内的道路路面、硬化地面或田地中，且所述高程检测点与内业数据采集时所采集高程注记点的位置相同，所选择高程检测点的数量不大于步骤402中内业数据采集时所采集高程注记点的数量。
9.按照权利要求8所述的一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，其特征在于:步骤503中高程注记点检测完成后，还需根据检测结果对步骤402中内业数据采集时所采集高程数据的精度进行判断:当所采集高程数据的精度符合航空摄影技术设计规范的高程精度要求时，将步骤503中所选择高程检测点的密度调小，且相邻两个高程检测点之间的间距为80米~100米；否则，需对步骤402中内业数据采集时所采集的所有高程注记点进行外业实测。
10.按照权利要求1或2所述的一种超高倍放大成图的数字航空摄影测量方法，其特征在于:步骤二中进行像片控制测量时，所布设像片控制点要求影像清楚、目标小、摄影后实地无变化且易于内业判读；所选取的刺点为平房房角、围墙拐角、道路交叉口、水池角、影像小于0.2mm点状地物、电杆根部中心或接近直角的线状地物交点；实际对像片控制点进行测量时，联测不少于3个四等以上已知平面控制点和不少于6个已知高程控制点，且采用静态定位模式、GPS快速静态定位模式或RTK实时动态定位模式进行测量；对各像片控制点进行测量时，每个像片控制点均要进行三次测量，每次测量时间不得少于5秒，对三次测量结果进行比较且任意两次测量结果之间均相差不大于3厘米时，取三次测量结果的平均值作为最终的测量 成果。
【文档编号】G01C11/00GK103940410SQ201410148875
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月14日 优先权日:2014年4月14日
【发明者】白志刚, 李力, 朱永福, 赵节霞 申请人:西安煤航信息产业有限公司