數(shù)字測繪生產(chǎn)作業(yè)流程

1、數(shù)字測繪生產(chǎn)作業(yè)流程1 .概述2.航攝設(shè)計與航攝資料驗收3.項目技術(shù)設(shè)計4.數(shù)字影像獲取5.控制測量6.外業(yè)調(diào)繪與補測147 .空中三角測量8.模型定向9.生成核線影像。1 0 .影像匹配及匹配結(jié)果的編輯。一。1 91 1 . DEM提取與拼接。12.自動生成等高線13.正射影像生成與鑲嵌211 4 .全要素地物采集2216.城市建模與三維景觀2617. GI S建庫27質(zhì)量控制與驗收29提交成果。29概述本篇共分19個章節(jié)，涉及航飛設(shè)計，工程項目技術(shù)設(shè)計，外業(yè)控制測 量和調(diào)繪，解析空中三角測量，地物采集（DLG數(shù)字線劃圖測繪），數(shù)字地形 模型（DEM）生成和拼接，數(shù)字正射影像（DOM）糾正及

2、鑲嵌，數(shù)字地形圖編 輯，城市建模和三維景觀，GIS建庫，以及質(zhì)量控制等數(shù)字測繪工程的全過 程。航攝設(shè)計與航攝資料驗收1. 攝比例尺的選擇攝影比例尺的選擇，應(yīng)顧及航高和焦距，三者是相互關(guān)聯(lián)的。這主要 取決于用戶對航測成果的精度要求，同時還應(yīng)考慮安全航高及地形條件。平面精度與攝影比例尺有關(guān)，而高程精度與航高有關(guān)。當(dāng)攝影比例尺 為定值時，則航高與航攝儀焦距成正比，即采用較短的焦距，攝影的航高 應(yīng)隨之成比例地降低，反之亦然。航攝比例尺一般按成圖比例尺確定。國標(biāo)航空攝影規(guī)范對各種比例尺地形圖的攝影比例尺有相應(yīng)的規(guī)定范圍（參見下表）成圖比例航攝比例尺尺1 : 5001 : 2000 - - - 1 : 3

3、0001 : 10001 : 4000 - - - 1 : 60001 : 20001 : 8000 - - - 1 : 1 20001 : 50001 : 1 5000 - - - 1 : 200001 : 1 00001 : 25000 - - - 1 : 35000根據(jù)經(jīng)驗，航測成圖一般為放大成圖，放大倍率通常為4-6倍，這 樣即可保證成圖精度，又可把測繪工作量減少到最小。例如，城市1 : 500大比例尺地形圖，攝影比例尺通常采用1: 2500 - - 1: 3000。對于大比例尺測圖，如果攝影比例尺已經(jīng)確定，例如1: 3000,則 可根據(jù)安全航高的限制選擇適宜的焦距，焦距越短成圖的高程

4、精度越高； 但是同時必須照顧到減少陰影和攝影死角，焦距偏短則會加大陰影。一般 在1 53 mm, 210nm和305 mm三種焦距之間選擇，在滿足安全航高的前提 下，可選擇較短的焦距。2. 航攝儀的選擇常規(guī)航攝儀目前，國內(nèi)航攝儀主要有兩大類：瑞士?？ü旧a(chǎn)的 RC10, RC2 0, RC30系列和德國蔡司公司生產(chǎn)的RMK, LMK系列航空攝影機。前 者框標(biāo)位于承片框的四角位置，而后者位于四邊的中心位置。這兩種航空 攝影機的像幅均是23cmx 23cm 。它們都具有較高的分解力和較小的畸變差。但國內(nèi)尚有一些老式的18cmx 18cm航攝儀仍在使用之中，由于像片 覆蓋面積小，加上鏡頭分解力低、

5、畸變差大，將會大大影響航測生產(chǎn)效率 和質(zhì)量，應(yīng)盡量避免使用。航攝儀焦距，對于23cmX 23cm像幅一般有如下幾種選擇：305mm （常角），210mm （中角），152mm （寬角），87.5mm（特寬角）。航攝儀必須定期進(jìn)行檢定，通常每隔12年檢定一次。航攝儀檢定 表通常包括如下數(shù)據(jù)：檢定焦距：精度0. 01 mm;框標(biāo)坐標(biāo)（x, y ）或框標(biāo)距（L）:精度0. 01 mm;主點坐標(biāo)（x0,y0）:精度0.01 mm;鏡頭徑向畸變差：精度0. 0 0 3mm;機載GPS航攝系統(tǒng)機載GPS航攝系統(tǒng)，是由航攝儀、機載GPS天線、GPS信號接收機 （機載一臺，地面一個或多個基準(zhǔn)站）及相應(yīng)連接部件

6、組成。利用GPS 載波相位測量差分定位技術(shù)，通過測后數(shù)據(jù)處理獲取航攝儀暴光瞬間攝影 中心的三維坐標(biāo)和方位元素，參與 GPS輔助空中三角測量的聯(lián)合平差， 可實現(xiàn)少控制點或無控制點空中三角測量。新型的RC系列及LMK系列航攝儀，都是機載GPS航攝系統(tǒng)。國內(nèi)常 規(guī)的航攝儀，很多已改造成機載GPS航攝系統(tǒng)。3. 航攝設(shè)計航攝設(shè)計也稱航帶設(shè)計。在航空攝影之前，首先應(yīng)選擇確定像幅、航 高和攝影比例尺，然后在較小比例尺地形圖上進(jìn)行航攝設(shè)計。航攝設(shè)計用圖習(xí)慣上有如下約定：a.航攝比例尺大于或等于1 : 4 000時，一般采用1 : 1 0000比 例尺地形圖。b.航攝比例尺小于1 : 4000時，一般采用1

7、: 50000比例尺地 形圖。航攝范圍內(nèi)航攝分區(qū)一般應(yīng)與成圖圖廓線相一致。航線飛行方向一般 為東西向，少數(shù)情況下根據(jù)地形走向亦可為南北向。根據(jù)專業(yè)測繪的特定 要求（如沿鐵路、公路線路），航線飛行方向可以為任意方向。為了保證規(guī)定的航攝重疊度和不出現(xiàn)攝影漏洞，航攝平均高度需根據(jù) 攝區(qū)地形高差計算求得。航攝季節(jié)和航攝時間的確定，應(yīng)考慮如下因素：a.選擇本攝區(qū)最有利的天氣條件，盡量減少地表植被和其他覆 蓋物（如積雪、洪水等）對攝影和測圖的不利影響；b.航攝時間的選擇，既要保證具有充足的光照度，又要避免過 大的陰影；一般攝影時間應(yīng)限制在正午前后的一段時間內(nèi)；4. 航攝資料驗收航空攝影完成后，應(yīng)對測區(qū)的航

8、空像片，主要是航攝底片進(jìn)行檢 查驗收。檢查飛行質(zhì)量和攝影質(zhì)量是否符合規(guī)范規(guī)定的要求。檢查項 目一般包括如下內(nèi)容：對飛行質(zhì)量的要求：a.立體像對的航向重疊度：60%- 65%,個別最大不得大于 75%,個別最小不得小于53%;b.相鄰航線的旁向重疊度：30% - - 35%,最小不得小于 13%;c.像片傾斜角：一般不大于2個別最大不大于4d.航偏角：一般不大于6° ,最大不大于15。；e.航線彎曲度：不得大于3%;f. 航高差：相鄰像片航高差不得大于20m,同一航線內(nèi)航高差 不得大于30 m;g.航攝漏洞：檢查全測區(qū)是否完全被立體像對所覆蓋；h.航攝比例尺：檢查航攝比例尺是否符合合同

9、規(guī)定；對攝影質(zhì)量的要求：a.清晰度、反差：影像應(yīng)清晰，層次豐富，反差適中，色調(diào)柔 和，可辨認(rèn)細(xì)小地物；b.框標(biāo)影像：框標(biāo)影像必須清晰、齊全；c.軟片壓平：壓平精度檢查應(yīng)小于0. 02 mm;d.底片缺陷：檢查底片上是否有云、云影、劃痕、靜電斑痕、 折傷、脫膠等；其他資料：a.航攝儀內(nèi)方位元素鑒定表b.攝區(qū)像片索引圖c.機載GPS觀測數(shù)據(jù)及預(yù)處理結(jié)果分析表三.項目技術(shù)設(shè)計航測數(shù)字化測繪項目，一般都是精度要求高、工期緊迫、測繪內(nèi)容復(fù) 雜的綜合性測繪工程。在測繪項目啟動之前，項目承擔(dān)方（乙方）應(yīng)由有 經(jīng)驗的技術(shù)人員負(fù)責(zé)起草測繪工程項目的技術(shù)設(shè)計書，經(jīng)技術(shù)總負(fù)責(zé)人 （一般是總工程師）審查簽字，加蓋單位

10、公章，然后提交甲方進(jìn)行審核批 準(zhǔn)。經(jīng)甲方項目負(fù)責(zé)人簽字并加蓋單位公章后，則該項目技術(shù)設(shè)計書方可 正式生效，在測繪工程中作為指導(dǎo)生產(chǎn)的技術(shù)依據(jù)。項目技術(shù)設(shè)計書，一般由如下部分組成：1。任務(wù)概述簡要描述此項測繪任務(wù)的重要性以及在地區(qū)經(jīng)濟建設(shè)和城市規(guī)劃等方 面的作用。同時明確該項測繪工程的測繪范圍、工作量、完成時間，以及 航測內(nèi)業(yè)測繪、外業(yè)控制測量和調(diào)繪等項任務(wù)的承擔(dān)單位。2 .測區(qū)概況測區(qū)概況通常應(yīng)包括如下幾個方面的內(nèi)容：a.測區(qū)的自然景色以及獨特著稱的人文景觀；b.測區(qū)技術(shù)經(jīng)濟特色及發(fā)展前景；c.測區(qū)的地理位置，如測區(qū)位于東經(jīng) 1183530120181 5,北緯 284630302835。d.

11、城市建筑密集程度；e.交通及水系發(fā)達(dá)情況；f.測區(qū)地貌及植被情況，包括地勢起伏情況，所屬地形類別 （平地、丘陵地、山地及高山地等），最低、平均及最高海拔高程，植被覆蓋及密集程度等。3 .航攝資料情況航攝資料情況通常應(yīng)包括如下幾個方面的內(nèi)容：a.航空攝影工作的承擔(dān)單位及完成日期；b.航攝飛機類型； c.航空攝影機型號：如RMK-A或RC30;d. 航攝儀焦距：如152. 375mm;e.飛行方式：如常規(guī)航跡線為東西方向；f. 攝影比例尺；g.像幅：如 23c mX2 3 cm；h.航攝底片類型：黑白，彩紅外，真彩色等；1. 航攝資料驗收情況：包括航向、旁向重疊是否符合規(guī)范要 求，有否航攝漏洞，像

12、片傾斜角及旋偏角是否超限，航攝補飛情 況，影像反差及投影差（高層建筑物）是否適中等。4. 作業(yè)技術(shù)依據(jù)作業(yè)技術(shù)依據(jù)，是指此測繪項目生產(chǎn)作業(yè)過程中，所依據(jù)的相應(yīng)比例 尺地形圖國家標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以及地方標(biāo)準(zhǔn)。同時也包括批準(zhǔn)后的本項 目技術(shù)設(shè)計書。國家標(biāo)準(zhǔn)，通常包括相宜比例尺的航空攝影測量外業(yè)規(guī)范，航 空攝影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范，地形圖圖式。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是指相關(guān)行業(yè)制定的標(biāo)準(zhǔn)，如適于城市測量的城市測量 規(guī)范。地方標(biāo)準(zhǔn)，則是指地方省市指定的測繪標(biāo)準(zhǔn)，如上海市的上海市城 市測量規(guī)范。5. 已有資料情況已有資料通常是指測區(qū)已有的基礎(chǔ)控制資料和已測繪的地形圖資料。 基礎(chǔ)控制資料是測區(qū)布設(shè)像控點的基礎(chǔ)；而已有的地形圖

13、資料，可以作為 本測繪工程的參考，應(yīng)加以充分利用。一般在編寫項目技術(shù)設(shè)計書之前，需到測區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，即在搜集 當(dāng)?shù)匾延匈Y料基礎(chǔ)上，實地對既有的三角點、水準(zhǔn)點等進(jìn)行踏勘。由于地層沉降以及人為破壞些基礎(chǔ)控制點往往不能使用，有時需要作基礎(chǔ)控制補充測量。6. 軟、硬件設(shè)備配置軟、硬件設(shè)備配置，是指用于完成本測繪項目的主要硬件平臺、相關(guān) 設(shè)備以及相應(yīng)軟件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)一般應(yīng)包括：空中三角測量軟件，數(shù)據(jù) 采集軟件，圖形數(shù)據(jù)編輯軟件，圖象處理軟件，城市建模可視化軟件，地 理信息系統(tǒng)軟件，數(shù)據(jù)庫建庫軟件等。7. 成圖規(guī)格及精度指標(biāo)成圖規(guī)格及精度指標(biāo)還可細(xì)分成如下幾項內(nèi)容：數(shù)學(xué)基礎(chǔ)：投影方式：國內(nèi)通常采用高斯

14、-克呂格。帶（或。帶）投影；平面坐標(biāo)系統(tǒng)：例如采用19 54年北京坐標(biāo)系或地方獨立坐標(biāo)系，通 常寫明測區(qū)中央子午線xxx xx'高程系統(tǒng)：一般采用1985國家高程基準(zhǔn)，也有采用1956黃海高程 系或獨立高程系統(tǒng)；基本等高距：等高距根據(jù)測區(qū)地形類別和用圖需要確定。高程注記點：注記密度：例如圖上每平方分米（10c mx 10cm） 6 10個點；實測方法：如外業(yè)水準(zhǔn)測量方法；產(chǎn)品規(guī)格地形圖分幅：50c mx 50cm （正方形）或40c mx 50 cm （矩形）；圖幅編號：采用國家標(biāo)準(zhǔn)或當(dāng)?shù)亓?xí)慣作法；圖廓整飾：按國標(biāo)圖式或地方習(xí)慣作法；成圖比例尺：根據(jù)合同由甲方確定；產(chǎn)品基本內(nèi)容：如DO

15、M、DEM、DLG;產(chǎn)品介質(zhì)：磁介質(zhì)（光盤）或聚脂薄膜線劃圖等；數(shù)據(jù)格式柵格數(shù)據(jù)：正射影像通常采用TIFF格式；矢量數(shù)據(jù)：如E00 , DXF, DWG, TEXT格式。DEM數(shù)據(jù)：如DXF, TEXT格式；成圖精度成圖精度是指地形圖的各項精度指標(biāo)，通常應(yīng)對如下精度指標(biāo)做出明 確規(guī)定：平面位置中誤差：a.內(nèi)業(yè)加密點對最近野外控制點的點位中誤差（圖上），按有關(guān) 規(guī)范確定不同地形類別（平地、丘陵地，山地、高山地）的中誤差 限差；b.地物點對最近野外控制點的點位中誤差（圖上），按有關(guān)規(guī)范確定不同地形類別（平地、丘陵地，山地、高山地）的中誤差限差；c.影像圖地形元素的平面位置對最近野外控制點的點位中誤

16、差 （圖上），按有關(guān)規(guī)范確定不同地形類別（平地、丘陵地，山地、高山地）的中誤差限差；高程中誤差：a.內(nèi)業(yè)加密點對最近野外控制點的高程中誤差，按有關(guān)規(guī)范確定不同地形類別（平地，丘陵地，山地，高山地）的中誤差限差；b.高程注記點對最近野外控制點的高程中誤差，按有關(guān)規(guī)范確定不 同地形類別（平地，丘陵地，山地，高山地）的中誤差限差；c.等高線插求點對最近野外控制點的高程中誤差，按有關(guān)規(guī)范確定 不同地形類別（平地，丘陵地，山地，高山地）的中誤差限差；格網(wǎng)對最近野外控制點的高程中誤差，按有關(guān)規(guī)范確定不同地形類 別（平地，丘陵地，山地，高山地）的中誤差限差；困難地區(qū)的精度要求：困難地區(qū)（如陰影、攝影死角、森

17、林、隱蔽等困難地區(qū)）的平面和高程中誤差限差，可按一般規(guī)定放寬1/2。最大誤差的規(guī)定：中誤差的兩倍值為最大誤差。8. 生產(chǎn)流程及工序技術(shù)指標(biāo)項目技術(shù)設(shè)計書一般應(yīng)包括整個生產(chǎn)作業(yè)的流程圖和各生產(chǎn)工序的技 術(shù)精度指標(biāo)。下圖是數(shù)字測繪生產(chǎn)流程的一個示例。各工序技術(shù)精度指標(biāo)下面以某測繪工程為例，將相關(guān)工序的主要技術(shù)精度指標(biāo)列出僅 供參考。a.航片掃描：掃描分辨率：25m；掃描質(zhì)量要求：掃描影象反差適中，色調(diào)飽滿，框標(biāo)清晰。b. 空三加密空三構(gòu)網(wǎng)方法：利用Vi rt uoZoNT構(gòu)建空中三角網(wǎng)；區(qū)域平差方法：采用世界著名的PAT-B光束法軟件進(jìn)行區(qū)域網(wǎng)平差；內(nèi)定向限差：小于8m；相對定向點殘余上下視差：小

18、于8m；加密成果精度要求：（平面指圖上）限差類別加密點中誤差定向點殘差多余控制點不符值公共點較差限差平 面(mm )高 程(m)平面(mm )高程(m)平 面(mm )高 程(m)平 面(mm )高 程(m)平地、丘陵山地說明加密點中誤差的倍加密點中誤差的倍加密點中誤差的2倍說明：對于隱蔽地區(qū)，上表中的限差可放寬1/2。c. DEM生成及拼接DEM格網(wǎng)間距：2. 5m （地面）；DEM格網(wǎng)點對于最近野外控制點的高程中誤差：平地為0.4m, 丘陵地為0. 5m,山地為0. 7m。DEM接邊精度：為格網(wǎng)點中誤差的2倍。數(shù)據(jù)格式：DEM數(shù)據(jù)文件以圖幅為單位存儲，文件為文本格式。d.正射影像糾正及鑲嵌

19、文件格式：Ti f f格式（非壓縮）數(shù)據(jù)文件以圖幅為單位儲存；輸出分辨率：數(shù)字正射影象圖的輸出分辨率為300DPI ;匹配窗口：為11*11 15*15象素；接邊限差：一般不大于圖上1. 0 mm ,最大不大于圖上1. 5 mm;接邊方式：相鄰像對間、相鄰圖幅間DOM應(yīng)進(jìn)行接邊，接邊的 DOM影象應(yīng)清晰，接邊影象不允許出現(xiàn)明顯的模糊、重 影及明顯的拼接痕跡。色調(diào)要求：DOM影象應(yīng)清晰，紋理信息豐富，片與片之間盡量保 持色調(diào)均勻，反差適中，圖面上視覺效果良好。E. DLG數(shù)據(jù)采集定向方法：絕對定向以加密成果導(dǎo)入，原則上不做修改。圖幅矢量數(shù)據(jù)接邊精度要求：、項目、地形、一般限差最大限差平面1. 0

20、 m1. 25m高程平地丘陵山地平地丘陵山地0. 70m1. 0 m1. 50m1. 0 m1. 50m2. 0 m數(shù)字測繪生產(chǎn)流程:9. 作業(yè)技術(shù)方案作業(yè)技術(shù)方案應(yīng)包括各主要生產(chǎn)流程的作業(yè)原則、技術(shù)方案、實測方 法等。下面列出主要生產(chǎn)流程應(yīng)包括的工序，每個工序的作業(yè)技術(shù)方案這 里就不列舉。像片控制測量外業(yè)調(diào)繪空中三角測量空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集DEM生成及接邊正射影像糾正及鑲嵌城市建模及三維景觀1 0.質(zhì)量控制質(zhì)量控制是保證數(shù)字測繪產(chǎn)品質(zhì)量的不可缺少的重要環(huán)節(jié)。質(zhì)量控制 要有一系列的保證措施，而且要自始至終貫徹在數(shù)字測繪生產(chǎn)流程的各個 工序和每一個環(huán)節(jié)。每個從事測繪生產(chǎn)的單位，都必須建立完善的質(zhì)量管

21、 理體系。已經(jīng)通過I SO9000國際標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量管理體系認(rèn)證的單位，必須 嚴(yán)格按ISO9000質(zhì)量管理體系控制文件執(zhí)行。質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)包 括：a. 質(zhì)量記錄：每個生產(chǎn)流程的每個作業(yè)環(huán)節(jié)，都必須填寫和保留全套完整的質(zhì)量記 錄文件。這是I SO9000國際標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量管理體系的核心所在。b. 各工序質(zhì)量檢查：每個生產(chǎn)流程的每個作業(yè)環(huán)節(jié)，都必須建立嚴(yán)格的專職質(zhì)量檢查制 度，而且要由作業(yè)員、檢查員、技術(shù)負(fù)責(zé)人簽字。c. 成果檢查驗收：各項測繪成果，實行按生產(chǎn)過程逐級檢查驗收制度，下工序要檢查反 饋上工序的質(zhì)量問題，如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不合格產(chǎn)品，需按規(guī)定程序進(jìn)行處理。最終產(chǎn)品的檢查驗收，應(yīng)執(zhí)行測繪產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)CH

22、1 002- 95測繪產(chǎn)品 驗收規(guī)定和CH1003- 95測繪產(chǎn)品評定標(biāo)準(zhǔn)。11。成果提交1） 提交成果資料內(nèi)容a.控制像片b.像控點成果c.內(nèi)業(yè)加密成果d.數(shù)字矢量地形圖（DLG）e.數(shù)字地面模型（DEMI） f.數(shù)字正射影像圖（DOM）2） 成果數(shù)據(jù)格式a.矢量數(shù)據(jù)（DLG）:如DXF格式或E00格式等；b.柵格數(shù)據(jù)（DOM）:如Tiff格式；c.地形數(shù)據(jù)（DEM）:如TEXT文本格式；3） 成果提交介質(zhì)數(shù)字測繪成果提交的介質(zhì)，通常都采用磁介質(zhì)，如光盤或硬磁盤。根 據(jù)用戶需求，也可以提供聚脂薄膜線劃地形圖，彩色正射影像圖等。4） 其他文件資料a.項目技術(shù)設(shè)計書；b.產(chǎn)品質(zhì)量檢查驗收報告；c

23、.項目技術(shù)總結(jié)。四.數(shù)字影像獲取1 .數(shù)字影象數(shù)字影象是數(shù)字?jǐn)z影測量的基礎(chǔ)原始數(shù)據(jù)。數(shù)字影象是以象元（象素 pixel）為單位，以灰度值表示的灰度矩陣。也就是說，在掃描過程中將 光學(xué)影象抽象為像元的點陣，每個像元范圍（一個微小的區(qū)域）取灰度的 平均值作為灰度值。2 . 數(shù)字影象獲取數(shù)字影象可直接從裝在飛行器上的傳感器產(chǎn)生，記錄在磁介質(zhì)上；也 可以利用影象數(shù)字化器對攝取的光學(xué)影象掃描來獲取，即把原來模擬方式 的信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的信息.通常的航空像片，均須利用高精度的專用掃描儀將其（航攝底片）數(shù) 字化.這種掃描儀一般是由CCD（電偶合器件）陣列傳感器組成，分為線陣 列和面陣列兩種排列方式.目前，

24、用于數(shù)字?jǐn)z影測量的高精度掃描儀，主要有如下幾種：a. Lei ca - Hel ava 公司的 DSW 300 掃描儀b. Zes s - I nt er g r ap h 公司的 PhotoScan 掃描儀c. Vexcel 4000 及 Ul t r as can 5000 掃描儀3 . 影像數(shù)據(jù)量數(shù)字影象的每一個數(shù)據(jù)代表了被攝物體上一個點的灰度或輻射強度, 此點稱為像元素、或像素、或像元.像素的灰度值常以8位二進(jìn)制數(shù)表示，即一個字節(jié)（byte）.像素的間隔即采樣間隔，由影象的分辨率確定.當(dāng)采樣間隔為0. 025mm（ 25科）時，一張 23cm X 23 cm 的影象 的數(shù)據(jù)量約為 80

25、MB （兆）字節(jié).而一張彩色影像的數(shù)據(jù)量，為黑白影像的3倍，約240MB字 節(jié)。4 .影像的分辨率用于數(shù)字?jǐn)z影測量測繪生產(chǎn)的影像掃描分辨率，通常采用25科，完 全可以滿足4D產(chǎn)品的精度要求。對于一些特定要求的項目，諸如高精度 的空中三角測量，可采用更高的影像分辨率，如15如果原始影像為彩色影像，為了減少數(shù)據(jù)量，提高生產(chǎn)效率，而又不 降低數(shù)字測繪產(chǎn)品的精度，可以將原始影像轉(zhuǎn)換成黑白影像，除了正射影 像采用彩色影像外，其余生產(chǎn)過程（DLG, DEM等）均可采用黑白影像。五.控制測量1 .基本概念控制測量，這里主要是指像片控制測量。根據(jù)測區(qū)提供的基礎(chǔ)控制資 料，即高等級的國家三角點和水準(zhǔn)點，布設(shè)和實

26、測像片控制點，作為內(nèi)業(yè) 空中三角測量的起算數(shù)據(jù)。對于測區(qū)基礎(chǔ)控制資料不足的情況，則在進(jìn)行像片控制測量之前，應(yīng) 先作補充基礎(chǔ)控制測量，其成果視情況可納入基礎(chǔ)控制網(wǎng)；或者根據(jù)測區(qū) 的實際情況，專門針對本測繪項目的像片控制測量，布設(shè)相應(yīng)的高等級控 制網(wǎng)。例如，合理的布設(shè)四等GPS點以及4等水準(zhǔn)，作為象片控制測量 的基礎(chǔ)控制。作為基礎(chǔ)控制測量的4等水準(zhǔn)路線，應(yīng)起閉于國家等級水 準(zhǔn)點。2 .控制點布設(shè)方案控制點布設(shè)依據(jù)控制點布設(shè)方案的確定，主要取決于甲方對高程精度的要求指標(biāo)，尤 其是1: 500, 1: 1 000大比例尺城市建筑區(qū)的高程精度指標(biāo)。而平面控 制點按區(qū)域空中三角測量方法布設(shè)，一般可滿足精度

27、要求。例如，對于成圖比例尺為1: 500, 1: 1 000的城市建筑區(qū)和基本等 高距為0. 5m的平地，城市測量規(guī)范規(guī)定：高程注記點的高程中誤差不得 大于 0.15m。這種情況只能采用高程全野外布點方案，而不能采用內(nèi)業(yè) 加密高程控制點方法?？刂泣c布設(shè)方案區(qū)域網(wǎng)像控點的布設(shè)，規(guī)范對區(qū)域內(nèi)的航線數(shù)、平高控制點間基線 數(shù)、高程控制點間基線數(shù)，均作了明確規(guī)定。下面將控制點布設(shè)原則歸納 如下：平面控制點：一般布設(shè)在所測區(qū)域的四角及周邊，布設(shè)原則為區(qū)域密 周邊布點；高程控制點：根據(jù)精度要求按基線數(shù)敷設(shè)高程導(dǎo)線；不規(guī)則區(qū)域布點：一般在凸出處布平高點，凹進(jìn)處布高程點，當(dāng)凹角 點與凸角點之間距離超過兩條基線時

28、，在凹角處也應(yīng)布設(shè)平高點。下圖為控制點布設(shè)的樣例： + + + + + +其中：代表平高控制點；。代表Wj程控制點；+ 表不'像片攝影中心。地面標(biāo)志布設(shè)對于高精度的測繪項目，在航空攝影前應(yīng)在計劃的平面控制點位置布 設(shè)特定形狀的地面標(biāo)志，然后進(jìn)行平面高程聯(lián)測.3 .像控點聯(lián)測平面控制測量1）選刺點a.野外像控點應(yīng)選在影像清晰的明顯地物點上，像控點距離像片 上各類標(biāo)志應(yīng)大于1mm,距離像片邊緣不得小于1cm;b.像控點應(yīng)選在旁向重疊的中線附近，離開方位線的距離大于 3cm;c.刺孔直徑不得大于0. 1 mm,并要刺透，不允許有雙孔；d.像控點刺點應(yīng)有第二人檢查，并要在控制像片的反面繪制點位

29、 略圖及相應(yīng)的說明。e.所選點還應(yīng)滿足 GPS測量的要求，以便于 GPS接收機進(jìn)行工 作。2 ）實測方法：現(xiàn)在使用GPS （全球定位系統(tǒng)）進(jìn)行平面控制測量比較廣泛，也可采 用三角測量或?qū)Ь€測量方法。GPS雙頻接收機標(biāo)稱精度為5mm+2ppm; GPS單頻接收機標(biāo)稱精度為 1 0 mm+ 5p p m。3）控制布設(shè)原則：平面控制采用分級布設(shè)原則，低一級控制網(wǎng)應(yīng)起閉于高一級控制網(wǎng)。 若采用GPS作平面控制測量，一般用四等GPS網(wǎng)實測像控點，起閉于三 等或三等以上的GPS點。4）精度要求：采用GPS定位方法，邊長相對中誤差、點位中誤差必須滿足四等 GPS控制的規(guī)范要求。5）高程聯(lián)測：GPS點的高程，

30、由水準(zhǔn)測量方法聯(lián)測。6）編號原則：控制點要按一定的原則，統(tǒng)一編號。高程控制測量1 ） 高程控制密度：高程控制密度一般以高程控制點間的基線條數(shù)確定，這主要取決于地 形圖的高程精度。例如高程控制點間基線條數(shù)為2_4條，或全野外布點 （相當(dāng)于基線數(shù)為1 ）。2）實測方法：高程控制測量可采用水準(zhǔn)測量和三角高程測量。光電測距三角高程測 量可以代替四等水準(zhǔn)測量。高程控制實測方法的選擇，主要根據(jù)精度指標(biāo) 以及承擔(dān)單位的裝備情況來確定。3）控制布設(shè)原則：像控點的高程控制遵循分級布設(shè)原則。以四等或等外水準(zhǔn)作為象片控 制測量的基礎(chǔ)控制。4等水準(zhǔn)路線，應(yīng)起閉于測區(qū)的一等或三等水準(zhǔn)點。4）精度指標(biāo)：采用五等水準(zhǔn)路線進(jìn)

31、行測量，水準(zhǔn)路線閉合差 W±30，LL:為附合線或環(huán)線長度，不得大于12公里各種計算取位至毫米，高程成果取至厘米。提供成果資料1 ）全部外業(yè)觀測記錄、測量手簿；2）控制點成果表（平面和高程）；3 ）控制點的精度報告及作業(yè)單位的檢查驗收報告；4 ）控制點的點位分布略圖；5 ）控制片（經(jīng)整飾過）六.外業(yè)調(diào)繪與補測采用航測成圖方法測繪全要素地形圖，很多地物要素受攝影比例尺以 及其他因素的影響，不可能在內(nèi)業(yè)通過立體觀測確定其性質(zhì)；有的地物由 于被遮蓋，無法測定其準(zhǔn)確位置，必須到野外進(jìn)行調(diào)繪及補測。根據(jù)成圖比例尺和地物的密集程度，可以采用先野外像片調(diào)繪、后內(nèi) 業(yè)測圖，或先內(nèi)業(yè)判讀測繪地物、后外

32、業(yè)調(diào)繪的生產(chǎn)作業(yè)流程。一般1: 500, 1: 1000城市大比例尺測圖，居民地密集的城區(qū)通常都采用先內(nèi) 業(yè)立體判讀測圖，后利用回放圖進(jìn)行外業(yè)調(diào)繪，再由內(nèi)業(yè)編繪成圖的作業(yè) 方法；地物較稀少的郊區(qū)以及丘陵地和山區(qū)，則采用放大像片先外業(yè)調(diào) 繪，后內(nèi)業(yè)成圖的作業(yè)方法。1.調(diào)繪的基本原則1）調(diào)繪工作要本著外業(yè)定性、內(nèi)業(yè)定位的基本原則，采取全要素調(diào)繪 法調(diào)繪。2）調(diào)繪必須判讀準(zhǔn)確，描繪清楚，圖式符號運用恰當(dāng)，各種注記準(zhǔn)確 無誤。3 ）對調(diào)繪工作總的要求是必須認(rèn)真細(xì)致，做到走到、看到、問到、繪 到。4）對于回放圖調(diào)繪，要對內(nèi)業(yè)判測的各要素進(jìn)行全面核查、調(diào)注。5）地物調(diào)繪一般以航攝時為準(zhǔn)，航攝后新增地物通常

33、不進(jìn)行補調(diào)補測。6) 航攝后拆除的地物或像片上雖有影像但可不表示的地物，應(yīng)在放大調(diào)繪片上、回放圖上打“X”去掉。7)補測工作的內(nèi)容，一是被陰影等壓蓋的應(yīng)表示的地物；二是回放 圖中內(nèi)業(yè)應(yīng)測而漏測的地物；三是回放圖中內(nèi)業(yè)雖概略判繪了其位 置，但注明“不準(zhǔn)”、“不清”的地物。補測的方法可用量距圖解交會法、截距法，當(dāng)補測的地物較多圖 解法難以保證精度時，應(yīng)用全站儀等儀器補測。補測地物量取的數(shù)據(jù) 要在放大調(diào)繪片或回放圖上相應(yīng)處標(biāo)注清楚，必要時應(yīng)附放大草圖， 以使內(nèi)業(yè)能準(zhǔn)確定位。8 ) 對于數(shù)字化測繪項目，補測地物的準(zhǔn)確位置，必須將野外交會定 位的數(shù)據(jù)以數(shù)字標(biāo)注在回放圖上或放大像片上。2.調(diào)繪的主要內(nèi)容1

34、 )居民地房屋的輪廓以墻基外角連線為準(zhǔn)。1: 500 , 1: 1000比例尺地形圖，當(dāng)屋檐寬度大于圖上0. 15mm 時，應(yīng)實地量注屋檐寬取位至厘米；房屋一般應(yīng)標(biāo)注建筑材料和層數(shù)。2)獨立地物獨立建筑物是定位的重要依據(jù)，能依比例尺表示的應(yīng)繪外輪廓，填繪 符號；不能依比例尺表示的，應(yīng)準(zhǔn)確表示其定位點和定位線。如消火栓、 旗桿、廟宇、煙囪等等。3) 道路及附屬設(shè)施道路等級分為街道、公路、簡易公路、大車路、鄉(xiāng)村路、小路。調(diào)繪 道路要求位置準(zhǔn)確，等級分明，線段曲直和交叉位置的形式反映真實，與 其他地形要素的關(guān)系明確，注記齊全。鐵路、公路、簡易公路、大車路和城區(qū)主要街道的中心，應(yīng)按規(guī)范規(guī) 定的距離測注

35、高程注記點，主要道路交叉口及轉(zhuǎn)折處也應(yīng)測注高程。4）管線和垣刪電力線（高壓線、低壓線）、通信線、地面及架空管道（上水、污 水、雨水、煤氣、熱力、電力、電信、工業(yè)）等，均應(yīng)準(zhǔn)確表示。地下管 線通常不表示，但其入口處和各種檢修井一般需表示。圍墻寬度在1： 500、1： 1 000圖上依比例尺表示，若圖上寬度小于 0.5mm時，用單線符號表示。各種類型柵欄、欄桿等均用符號表示。5）水系及附屬設(shè)施水系是江、河、湖、海、井、泉、水庫、池塘、溝渠等自然和人工水 體的總稱，地形圖上必須準(zhǔn)確表示，而且要加注其特有的名稱。水系的附屬設(shè)施包括各種水利設(shè)施，如水閘、防護(hù)堤壩、輸水槽等， 也應(yīng)用相應(yīng)的符號表示。6）植

36、被植被是指覆蓋在地表上的各種植物的總稱。外業(yè)調(diào)繪應(yīng)標(biāo)注出植被類 別特征和分布范圍。植被的種類，包括耕地（稻田、旱地、菜地、水生經(jīng) 濟作物等），各種果樹園地，各種林地，草地等。7）境界境界是區(qū)域范圍的分界線，包括行政區(qū)劃界以及自然保護(hù)區(qū)、森林公 園、風(fēng)景旅游區(qū)等其他地域界。外業(yè)調(diào)繪應(yīng)正確標(biāo)注出境界的類別、等 級、位置以及與其他要素的關(guān)系。8）地貌和土質(zhì)地貌是指地球表面起伏的形態(tài)，土質(zhì)是指地表層覆蓋物的類別和性 質(zhì)。不能用等高線反映的天然或人工地貌元素，應(yīng)按圖式規(guī)定調(diào)繪在像片 上或回放圖上。密集的居民地內(nèi)一般不繪等高線，以高程注記點表示地 勢。9）名稱調(diào)查和注記地理名稱注記是地形圖的主要內(nèi)容之一，

37、是判讀和使用地形圖的直接 依據(jù)。外業(yè)調(diào)繪時應(yīng)對居民地、市鎮(zhèn)街巷、工礦企業(yè)、機關(guān)學(xué)校、農(nóng) （林、牧）場、大型文體建筑、名勝古跡以及山嶺、溝谷、河流、湖泊、 海港等名稱，調(diào)查核實，正確注記。七.空中三角測量空中三角測量，即解析空中三角測量，是指通過航測內(nèi)業(yè)方法（包括 內(nèi)定向、相對定向、公共連接點的轉(zhuǎn)刺）網(wǎng)構(gòu)建空中三角網(wǎng)并按嚴(yán)密的數(shù) 學(xué)模型進(jìn)行區(qū)域整體平差，解求出全區(qū)所有加密點的地面坐標(biāo)及像片方位 元素。數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)，如VirtuoZo NT具有自動空中三角測量功能， 就大大提高了空中三角測量的自動化程度和生產(chǎn)作業(yè)效率。1 .自動內(nèi)定向內(nèi)定向是指根據(jù)量測的像片四角框標(biāo)坐標(biāo)和相應(yīng)的攝影機檢定植，恢

38、 復(fù)像片與攝影機的相關(guān)位置，即確定像點在像框標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo).1）建立框標(biāo)模板VirtuoZo NT具有全自動內(nèi)定向功能，可以全自動識別航片框標(biāo)并自動解求內(nèi)定向參數(shù)。在進(jìn)行全測區(qū)內(nèi)定向之前首先需建立框標(biāo)模板文件。為此須選擇一個框標(biāo)影像最清晰的影像，利用程序自動生 成框標(biāo)模板，然后對框標(biāo)模板進(jìn)行檢查確認(rèn)。2）自動內(nèi)定向當(dāng)框標(biāo)模板建好后，程序可以對全測區(qū)的所有像片自動進(jìn)行框標(biāo) 識別和內(nèi)定向參數(shù)計算。自動內(nèi)定向軟件模塊具有交互式編輯功能， 可以方便靈活地對自動內(nèi)定向結(jié)果進(jìn)行精確調(diào)整。2.自動相對定向和轉(zhuǎn)點相對定向的含義是，恢復(fù)攝影瞬間立體像對內(nèi)左右像片之間的相對空 間方位。 確定兩個像片的相對空間方

39、位需要5個參數(shù)。相對定向的數(shù)學(xué)關(guān)系通常用同名光線共面條件表示，即左右攝影中心 至地面點的兩條光線共面。相對定向方程式為非線性函數(shù)，需要將其線 性化。 相對定向至少需量測6個定向點，利用最小二乘法平差解算。常規(guī)的解析空中三角測量通常包括：利用精密刺點儀選刺加密點，轉(zhuǎn) 刺連接點，在精密立體坐標(biāo)量測儀或解析測圖儀上立體量測加密點及框標(biāo) 在左右像片上的坐標(biāo)，解求確定相對定向參數(shù)等步驟。VirtuoZo NT自動空三模塊，將自動相對定向、自動選點（包括自 動編號）、自動轉(zhuǎn)點及自動量測集成為一個全自動過程，減少了人工干 預(yù)，提高了自動化程度。同時Vi r t uoZo NT提供很強的連接點交互式編輯功能，

40、可以對連接 點進(jìn)行立體微調(diào)等多種編輯操作。3。半自動量測控制點1 ）半自動量測控制點作業(yè)人員只需根據(jù)控制點在外業(yè)刺點片上的點位（按刺點草圖），將 測標(biāo)準(zhǔn)確對準(zhǔn)右（或左）影像上的相應(yīng)位置，軟件會利用影像匹配算法自 動識別同名像點在右（或左）影像上的對應(yīng)位置。這比人工交互式量測控 制點明顯提高作業(yè)效率。2）控制點預(yù)測當(dāng)量測了三個控制點以后，軟件可以預(yù)測其余控制點的點位，而且隨 著量測控制點數(shù)的增加，預(yù)測的控制點點位將會更準(zhǔn)確。4 .區(qū)域空中三角測量整體平差區(qū)域空中三角測量整體平差，簡稱區(qū)域網(wǎng)平差，是對整個區(qū)域自由空 中三角網(wǎng)進(jìn)行絕對定向和誤差配賦。區(qū)域網(wǎng)平差目前一般采用獨立模型法 或光線束法。獨立

41、模型法是以單個立體模型為平差單元；而光線束法則以 單張像片為平差單元。聯(lián)合平差是指，攝影測量數(shù)據(jù)與非攝影測量數(shù)據(jù)的整體聯(lián)立解算。 聯(lián)合平差也稱帶輔助數(shù)據(jù)的解析空中三角測量。輔助數(shù)據(jù)系指大地測量觀 測數(shù)據(jù)，例如地面距離、水平角、方位角，像片外方位元素，湖面點等高 等條件。目前，聯(lián)合平差主要用于，攝影測量數(shù)據(jù)與機載GPS精確定位 數(shù)據(jù)的同時整體解算。這是解析空中三角測量的一項重要進(jìn)展，可以實現(xiàn) 少地控或無地控空中三角測量。Vi r t uoZo NT的自動空三模塊 AATM與著名的光束法平差軟件PATB 已經(jīng)集成在一起。PAT- B是在德國斯圖加特大學(xué)阿克曼教授領(lǐng)導(dǎo)下開發(fā) 的光束法平差軟件，是國際

42、上著名的、應(yīng)用非常廣的區(qū)域網(wǎng)平差軟件。 PAT- B區(qū)域平差軟件，是采用理論上最嚴(yán)密的自檢校光線束平差方法， 利用附加參數(shù)可以補賞系統(tǒng)誤差。PAT- B具有很強的粗差檢測功能，尤其是可以準(zhǔn)確地檢測出小的粗 差，不僅可以提高空三加密的精度，而且可以明顯提高加密的效率。PAT-B還具有與機載GPS數(shù)據(jù)聯(lián)合平差的功能；與大地觀測數(shù)據(jù)聯(lián) 合平差的功能；其他特點，包括一個區(qū)域內(nèi)可以允許使用多個攝影機焦 距，以及完善的誤差統(tǒng)計分析功能等。PAT- M獨立模型法區(qū)域平差軟件，也是在德國斯圖加特大學(xué)阿克曼 教授領(lǐng)導(dǎo)下開發(fā)的世界著名的空三軟件。根據(jù)用戶需要，適普的自動空三 模塊V-AATM也可以和PAT- M進(jìn)

43、行集成。5 .自動建立區(qū)域立體模型及參數(shù)在區(qū)域整體平差完成之后，VirtuoZoNT的自動空三模塊可以自 動建立測區(qū)內(nèi)的所有立體模型，包括內(nèi)定向、相對定向和絕對定向的結(jié)果 參數(shù)。這將大大簡化后續(xù)工序（DEM生成，DLG采集等）的定向工作，只 需直接引用自動空三建立的模型參數(shù)，而不需作任何定向工作。八.模型定向數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)與傳統(tǒng)的航測成圖作業(yè)方法類似，都是以立體 模型為基礎(chǔ)的。一個立體模型是由相互重疊6 0 %以上的兩禎航攝影像 構(gòu)成的。在進(jìn)行地物采集、DEM提取、正射影像糾正之前，立體模型 必須恢復(fù)攝影瞬間的空間方位，即變換到地面坐標(biāo)系的絕對位置。這 個過程叫做模型定向，包括內(nèi)定向、相對定

44、向和絕對定向（或大地定 向）。數(shù)字影像的定向有兩種方式：單模型定向處理和一個測區(qū)的多影 像定向處理。1 .多影像定向處理多影像定向處理，是由空三自動量測模塊與區(qū)域網(wǎng)平差程序?qū)崿F(xiàn)的。如果預(yù)先作了自動空中三角測量，則在 DEM提取、正射影象糾正或地物 采集前，均不需重做影象的內(nèi)定向、相對定向及絕對定向，相應(yīng)的定向參 數(shù)可直接由自動空三生成的結(jié)果文件中取得，大大簡化了定向作業(yè)過程， 可明顯提高生產(chǎn)效率。2 .單模型定向處理如果沒有進(jìn)行區(qū)域的空三自動量測及區(qū)域網(wǎng)平差，而是利用已有的控 制點，則需逐個模型地進(jìn)行定向處理。單模型的內(nèi)定向、相對定向及絕對 定向，與自動空三中的作業(yè)流程基本相同，這里就不再重復(fù)

45、。VirtuoZo NT針對單模型定向，設(shè)計了方便實用的操作界面，包括 建立框標(biāo)模板、左右影像內(nèi)定向、量測同名點、自動相對定向、半自動量 測控制點、絕對定向計算。九.生成核線影像生成核線影象，就是將原始數(shù)字影象重新按核線方向，逐條核線進(jìn)行 排列，形成按核線排列的立體影象。一般情況下，數(shù)字影象的掃描行與核 線不重合，為了獲取核線上點的灰度序列，必須根據(jù)原始影象灰度值進(jìn)行 內(nèi)差，即所謂沿核線進(jìn)行影象灰度重采樣。根據(jù)攝影測量空間點線面的關(guān)系，核面是指通過攝影基線和一對同名 光線的平面。核面與左、右影象平面所成的交線，稱為左、右同名核線。 為了保持同名光線相交，即滿足同名光線共面條件，則同名像點只能沿

46、相 應(yīng)的同名核線移動。利用這一幾何約束特性，可以將同名像點的二維影象 匹配，簡化為一維影象匹配。也就是說，當(dāng)左核線上選定一點作為目標(biāo) 區(qū)，則同名像點的搜索區(qū)，就限定在同名的右核線上。在模型完成了相對定向后，就可以進(jìn)行核線影象排列。當(dāng)立體像對生 成核線影像后，就消除了上下視差，可以進(jìn)行立體觀測和地物采集。十.影像匹配及匹配結(jié)果的編輯影象匹配，是指沿核線進(jìn)行一維影象配準(zhǔn)，自動確定同名點。 VirtuoZo NT的影象匹配算法，采用金字塔影象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，基于跨接 法的整體影象匹配。VirtuoZo NT與其他數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)相比，最突出的特點是其世 界領(lǐng)先的超快速匹配算法和無與倫比的速度，在PC機上匹

47、配速度高達(dá) 800- 1 200 點/秒。根據(jù)權(quán)威的蘇黎士高等工業(yè)大學(xué)的測試報告，基于VirtuoZo NT數(shù) 字?jǐn)z影測量系統(tǒng)采用世界上最先進(jìn)的影象匹配算法，在同等精度情況下， 影象匹配速度比其他著名的數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)快4倍左右。2.匹配結(jié)果的編輯在影象自動匹配完成后，系統(tǒng)根據(jù)相關(guān)系數(shù)對匹配結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分 類，并以綠、黃、紅三種區(qū)域，表示影象匹配較好、一般、較差，當(dāng)然這 只能作為衡量匹配結(jié)果的參考。在立體模型中通過顯示匹配后同名點的視 差（左右視差）斷面或等視差曲線，可以發(fā)現(xiàn)粗差，顯示出系統(tǒng)認(rèn)為不可 靠的點。交互式機助編輯方式，有點編輯、線編輯及面編輯。通常先選擇編輯 范圍，然后選擇編輯方法，

48、例如平滑計算、表面擬合計算，或給定高程值 水平面擬合等。需要進(jìn)行編輯的情況：a.由于影像中常有大片紋理不清晰的影像，如湖泊、沙漠、雪山 等地方出現(xiàn)大片匹配不好的點，需要進(jìn)行編輯；b.由于影像的不連續(xù)、被遮蓋及陰影等原因，使得匹配點未能切 準(zhǔn)地面，需要進(jìn)行編輯；c.城市的人工建筑物、山區(qū)的樹林等，使得匹配點位于物體表 面，而不是期望的地面上的點，需要進(jìn)行編輯；d.大面積的平地、溝渠以及比較破碎的地貌，需要進(jìn)行編輯。十一.DEM提取與拼接1 .數(shù)字地面模型的概念數(shù)字地面模型(Digital Terrain Mo del)，簡稱數(shù)地模 (DTM),是描述地表形態(tài)的一系列點坐標(biāo)值(X, Y, Z)的集

49、合，即 地形特征的空間分布。數(shù)字地面模型這一概念，是由美國麻省理工學(xué)院教授 Charles L. Mi l l er于五十年代后期提出的，首先用于公路工程設(shè)計。2 .數(shù)字地面模型的種類數(shù)字地面模型，可根據(jù)其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、建立方法、用途等進(jìn)行分 類。 DTM可以定義為二維區(qū)域上的地形、地質(zhì)、資源、環(huán)境、土 地利用、人口分布等多種信息。1) .數(shù)字地面模型DTMDTM是以一系列三維坐標(biāo)點(包括平面坐標(biāo)X, Y和高程Z)表 示的地形表面數(shù)字模型。2) .數(shù)字高程模型DEMDEM(Digital Elevation Model) 是 DTM 的特例或子集， 定義為二維區(qū)域上的高程。DEM中點的平面位置，通

50、常是按規(guī)則排列 的，如矩形格網(wǎng)，其精確位置(坐標(biāo))可根據(jù)所在的行列序號、格網(wǎng) 間距及起始點的已知絕對坐標(biāo)，快速計算出來。數(shù)字高程模型也叫 DHMDigital Hei ght Model.3) 三角網(wǎng)數(shù)字地面模型TIN三角網(wǎng) DTM,是指按一定規(guī)則構(gòu)成的不規(guī)則三角網(wǎng) TI N(Triangulated Irregular Net work).通常是將按地形特征采連接成覆蓋整個區(qū)域且互不重疊的角形。建立TIN的規(guī)則，主要是基于最佳三角形的條件，即盡可能使每個三角形保持銳角 三角形或三邊的長度近似相等，避免出現(xiàn)過大的鈍角和過小的銳角。三角網(wǎng)數(shù)字地面模型TI N由于能夠很好地顧及地貌特征點、線， 表

51、示復(fù)雜地貌形態(tài)比矩形格網(wǎng)（Grid）更精確，近年來得到了較快的 發(fā)展和應(yīng)用。TI N的缺點在于，它比矩形格網(wǎng)DEM更復(fù)雜，它不僅要 存儲每個點的高程，還要存儲其平面坐標(biāo)、網(wǎng)點連接的拓?fù)潢P(guān)系、三 角形及鄰接三角形等信息。3。預(yù)處理在自動影象匹配之前，可以在立體模型中量測一部分特征線（山脊 線、山谷線、陡坎、斷裂線等），特征點（山頂、鞍部點、變坡點等）， 特征面（湖面、陰影區(qū)、林區(qū)邊界等），作為自動影象匹配的控制。經(jīng)過 上述的預(yù)處理，可以明顯改善影象匹配的效果，使得生成的DEM能更真 實地反映實際地表形態(tài)。對于大比例尺測圖，預(yù)處理是很重要的。實際上， Vi r t uoZo NT具有很大的靈活性，

52、在影像自動匹配 后，仍可利用預(yù)處理功能補充立體量測一些特征點、線、面，程序可 自動顧及這些新量測的點，接續(xù)進(jìn)行新的影像匹配。4.數(shù)字地面模型的建立1） .自動提取DTM在完成絕對定向和匹配編輯后，根據(jù)編輯后的影象匹配結(jié)果（視差數(shù) 據(jù)），定向結(jié)果參數(shù)及給定用于建立DEM的參數(shù)等，利用移動曲面擬合 法，程序自動內(nèi)插生成不規(guī)則格網(wǎng)的 DTM （影象上規(guī)則視差格網(wǎng)投影于 地面坐標(biāo)系）。2） .內(nèi)插生成DEM在不規(guī)則格網(wǎng)DTM的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行插值計算等處理，生成規(guī)則格 網(wǎng)的DEM,即數(shù)字高程模型。3） DEM的拼接DTM/ DEM的生成和拼接處理，Vi rt uoZo NT有兩種處理模式：單模 型處理方

53、式和多模型批處理方式。a.單模型處理方式：首先建立每個模型的DEM。在生成單個模型的DEM后，再將單個模 型的 DEM拼接起來，建立圖幅或區(qū)域的 DEM。b.多模型的批處理方式：Vi r t uoZo NT系統(tǒng)將指定范圍內(nèi)各模型DEM的自動建立和DEM的自 動拼接，合在一個批處理步驟中，自動化程度很高，可以提高作業(yè)效率。4)平坦及城市地區(qū)DEM生成VirtuoZo NT的 DEM (FC)模塊是針對平坦地區(qū)或相對平坦的城市 地區(qū)，利用獲取的相對稀疏、具有一定密度的離散點，構(gòu)成三角網(wǎng)，直 接生成數(shù)字地面模型?；痉椒ㄊ牵褐苯右胂鄬Χㄏ蛑凶詣悠ヅ涞南鄬Χㄏ螯c，并進(jìn) 一步自動加密離散點，構(gòu)成三角網(wǎng)

54、，也可引入道路、高程點等高程信 息，再經(jīng)過少量的人工編輯，最后生成DEM。十二.自動生成等高線在建立了 DEM后，可自動進(jìn)行等高線的生成，包括等高線的自動 高程注記。首先需輸入測區(qū)的等高線參數(shù)，包括等高線數(shù)據(jù)文件名， 記曲線間隔，等高線寬度，等高線注記字高等。生成等高線，可以逐 個模型進(jìn)行，也可以對多個模型進(jìn)行批處理。等高線的拼接，將在影 象鑲嵌中進(jìn)行。當(dāng)?shù)雀呔€生成后，可以顯示當(dāng)前模型的等高線全貌，也可以進(jìn)行 局部窗口放大檢查。在數(shù)字化測繪全要素地形圖中，等高線的自動生成，對于丘陵地和山 區(qū)是一種高效的測繪手段，可以大大提高生產(chǎn)效率。對于大比例尺測圖，需要在預(yù)處理中量測更密集的地形特征線，以滿

55、 足對等高線精度的更高要求。十三.正射影像生成與鑲嵌1 .數(shù)字微分糾正原理航攝影像為中心投影，要將它變成正直投影，需要進(jìn)行正射糾正。正 射影像糾正，主要是糾正由于高程差引起的投影誤差。在模擬攝影測量中，使用糾正儀將航攝像片糾正為像片平面圖；在解 析攝影測量中，利用正射投影儀，例如Leica公司的OR1 , Zeiss公司 的Z 2 ,通過機控縫隙光學(xué)糾正，制作正射影象地圖。這些作正射糾正的 儀器，均為光機糾正儀器。在數(shù)字?jǐn)z影測量中，采用微分糾正方法獲取正射影象，即按像點和物 點的構(gòu)像方程式，或按一定的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)數(shù)字地面模型（DTM）及 有關(guān)參數(shù)，對原始的非正射影像進(jìn)行映射變換，獲取正射影象。數(shù)字微分糾正，依劃分的最小糾正單元，可分為點元素糾正和線元素 糾正兩類。數(shù)字微分糾正與光學(xué)微分糾正一樣，其基本任務(wù)是實現(xiàn)兩個二維圖象 之間的幾何變換。在數(shù)控正射投影儀中，是利用反算公式（共線方程式），解求縫隙兩 端點的對應(yīng)像點坐標(biāo)，然后由計算機解求微分線段的糾正參數(shù)，通過控制 系統(tǒng)驅(qū)動正射投影儀的光學(xué)、機械