機(jī)載SAR控制點(diǎn)測(cè)量、判讀及調(diào)繪試驗(yàn)方案

OmniStar定位與機(jī)載SAR控制點(diǎn)測(cè)量、判讀及調(diào)繪試驗(yàn)方案技術(shù)設(shè)計(jì)方案1、概述1.1項(xiàng)目名稱OmniStar定位與機(jī)載SAR控制點(diǎn)測(cè)量、判讀及調(diào)繪試驗(yàn)方案（以下簡稱：塔東、青東綜合選取指標(biāo)試驗(yàn)）。1.2任務(wù)來源1.3項(xiàng)目任務(wù)及主要工作內(nèi)容2、項(xiàng)目目標(biāo)及主要指標(biāo)2.1項(xiàng)目的目標(biāo)驗(yàn)證OmniStar在橫斷山脈地區(qū)的精度及可靠性，以便在機(jī)載SAR數(shù)據(jù)獲取過程中利用OmniStar進(jìn)行精確導(dǎo)航；為機(jī)載SAR測(cè)圖的控制點(diǎn)測(cè)量、判讀、調(diào)繪提供參考依據(jù)。2.2產(chǎn)品形式及主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目的產(chǎn)品形式主要為OmniStar和GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)、矢量圖、柵格圖和文檔資料。2.3提交成果（包括成果形式，規(guī)格，數(shù)量等）項(xiàng)目完成后提交的成果為：OmniStar靜態(tài)、動(dòng)態(tài)精度測(cè)試結(jié)果；控制測(cè)量成果；SAR影像與光學(xué)影像調(diào)繪調(diào)繪成果;對(duì)比分析報(bào)告;典型地物、地貌的樣本集；DOM、DLG精度檢測(cè)報(bào)告；相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)文檔；技術(shù)報(bào)告；工作總結(jié)報(bào)告等。所有文檔資料采用A4紙打?。▓D件資料除外），具體數(shù)量見本設(shè)計(jì)書的第4.8條：項(xiàng)目成果歸檔內(nèi)容和要求。3、項(xiàng)目資料情況或技術(shù)狀況分析3.1已有資料數(shù)量、品種情況1）測(cè)區(qū)5條航帶的35張1m分辨率雷達(dá)影像、49幅1:1萬地形圖、航片。2）測(cè)區(qū)符合精度要求的GPS控制點(diǎn)。3）Omnistar設(shè)備1套、GPS設(shè)備6套。3.2已有資料的質(zhì)量情況及評(píng)價(jià)1）測(cè)區(qū)1m分辨率雷達(dá)影像1:1萬地形圖由國家測(cè)繪局組織生產(chǎn)。2）測(cè)區(qū)1m分辨率雷達(dá)影像由中國測(cè)繪科學(xué)研究院提供。3）測(cè)區(qū)GPS控制點(diǎn)。4）Omnistar設(shè)備由中國測(cè)繪科學(xué)研究院提供，精度HP：10cm；XP：15cm；VBS：<1m。5）DGPS設(shè)備由川局提供，。4、項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案4.1項(xiàng)目設(shè)計(jì)的依據(jù)（包括法規(guī)、文件等）1）《國家西部1：50000地形圖空白區(qū)測(cè)圖工程總體方案》國家測(cè)繪局，2007'年7月；2）《關(guān)于下達(dá)國家西部1：50000地形圖空白區(qū)測(cè)圖工程2007年度二期計(jì)劃的通知》（國測(cè)國字[2007]39號(hào)），2007年7月；3）《國家西部1：50000地形圖空白區(qū)測(cè)圖工程2007年生產(chǎn)技術(shù)試驗(yàn)指南》（西部函[2007]37號(hào)）；4）《國家西部1：50000地形圖空白區(qū)測(cè)圖工程2007年度生產(chǎn)實(shí)施方案》（西部函[2007]35號(hào)）。5）《OmniStar定位與機(jī)載SAR控制點(diǎn)測(cè)量、判讀及調(diào)繪試驗(yàn)指南》中國測(cè)繪科學(xué)研究院，2007年9月；6）經(jīng)審批后的本技術(shù)設(shè)計(jì)書。4.3技術(shù)路線4.3.1橫斷山脈地區(qū)雷達(dá)測(cè)圖試驗(yàn)區(qū)外業(yè)踏勘對(duì)橫斷山脈地區(qū)雷達(dá)測(cè)圖試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行實(shí)地踏勘（包括周邊可用機(jī)場(chǎng)-九寨機(jī)場(chǎng)調(diào)查），需2個(gè)數(shù)碼相機(jī)。踏勘范圍見圖1中紅色區(qū)域：東經(jīng)101°30’?104°30’，北緯32。?33°50’。踏勘內(nèi)容包括：1）該區(qū)域自然和經(jīng)濟(jì)地理情況調(diào)查；2）該區(qū)域外業(yè)調(diào)繪情況調(diào)查；7\3）該區(qū)域控制點(diǎn)情況調(diào)查；4）該區(qū)域制圖要素調(diào)查；5）該區(qū)域作業(yè)資源調(diào)查；6）該區(qū)域相關(guān)資料的調(diào)研；7）野外作業(yè)分析；8）角反射器布設(shè)與可達(dá)到情況；9）機(jī)場(chǎng)調(diào)研與可利用情況；10）適合作業(yè)的時(shí)間段等。4.3.2OmniStar靜態(tài)、動(dòng)態(tài)定位試驗(yàn)本試驗(yàn)在上述踏勘區(qū)內(nèi)結(jié)合踏勘進(jìn)行，需差分GPS設(shè)備2?3套，用于測(cè)試OmniStar靜態(tài)、動(dòng)態(tài)定位精度。驗(yàn)證OmniStar在橫斷山脈地區(qū)的精度及可靠性，以便在機(jī)載SAR數(shù)據(jù)獲取過程中利用OmniStar進(jìn)行精確導(dǎo)航。1）差分系統(tǒng)靜態(tài)精度測(cè)試方案（1）長時(shí)間精度測(cè)試選擇觀測(cè)條件良好的精度達(dá)到厘米級(jí)的GPS已知點(diǎn)，將OmniStar用戶站安置在該點(diǎn)上，連續(xù)靜態(tài)觀測(cè)24小時(shí)，在記錄原始觀測(cè)數(shù)據(jù)的同時(shí)實(shí)時(shí)每秒按照NMEA0183（$GPGGA）格式輸出定位成果，形成一個(gè)結(jié)果文件。（2）不同環(huán)境精度測(cè)試

將OmniStar安置在不同的觀測(cè)環(huán)境下進(jìn)行觀測(cè)，靜態(tài)連續(xù)3個(gè)小時(shí)，記錄原始數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)輸出0183結(jié)果。不同的觀測(cè)環(huán)境可以按照橫斷山脈測(cè)區(qū)的實(shí)際地址地理環(huán)境測(cè)試，盡量做全，如高林山地、丘陵平地等。重點(diǎn)測(cè)試觀測(cè)環(huán)境不太好的情況下，如非靜空，周圍有T擾，多路徑效應(yīng)等對(duì)OmniStar所產(chǎn)生的影響。（3）精度均勻性測(cè)試在踏勘區(qū)選擇一定范圍，平均設(shè)置節(jié)點(diǎn)，在節(jié)點(diǎn)上用OmniStar進(jìn)行靜態(tài)觀測(cè)，每次觀測(cè)3小時(shí)，主要測(cè)試OmniStar系統(tǒng)在不同距離的精度均勻性。2）差分系統(tǒng)動(dòng)態(tài)精度測(cè)試將OmniStar與差分GPS接收機(jī)安置在同一車輛上，進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試。（1）規(guī)則圖形動(dòng)態(tài)測(cè)試選擇一個(gè)規(guī)則的圖形，如兩條交叉的道路（如圖2所示），分別在兩條道路上，穿過交叉點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)定位測(cè)試；道路BI--f叉-I--f叉-—^1動(dòng)態(tài)測(cè)試兩點(diǎn)間的一條基線，同時(shí)量取此基線真實(shí)長度，進(jìn)行對(duì)比。（2）不同環(huán)境動(dòng)態(tài)測(cè)試選擇不同的動(dòng)態(tài)環(huán)境，如平地道路，丘陵道路等進(jìn)行動(dòng)態(tài)OmniStar定位，輸出原始數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)結(jié)果，主要測(cè)試不同環(huán)境下的接收衛(wèi)星情況，接收差分信號(hào)情況，不良環(huán)境的影響。車載OmniStar動(dòng)態(tài)測(cè)試，包含車輛的不同速度對(duì)差分信號(hào)及其精度的影響。4.3.3成都試驗(yàn)區(qū)1米分辨率SAR影像控制點(diǎn)測(cè)量1）任務(wù)范圍2）布點(diǎn)方案3）像片控制點(diǎn)施測(cè)收集國家國家III上三角點(diǎn)、GPSC級(jí)點(diǎn)、四等以上的水準(zhǔn)點(diǎn)作為起算點(diǎn)。采用靜態(tài)GPS測(cè)量方法施測(cè)。其中平面精度按E級(jí)點(diǎn)施測(cè)。高程點(diǎn)精度應(yīng)滿足1：1萬相應(yīng)地形類別的像片控制點(diǎn)的高程精度要求。收集高等級(jí)控制點(diǎn)（國家I上三角點(diǎn)、國家四等以上的水準(zhǔn)點(diǎn)、GPSC級(jí)點(diǎn)）作為起算點(diǎn)。其中，GPS網(wǎng)中作平面起算的高等級(jí)控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)數(shù)量不少4個(gè)，并均勻分布。像控點(diǎn)采用靜態(tài)差分GPS測(cè)量方法按E級(jí)點(diǎn)觀測(cè)。在像控點(diǎn)的施測(cè)區(qū)域，均勻選布供施測(cè)像控點(diǎn)的固定觀測(cè)參考站，與高等級(jí)控制點(diǎn)進(jìn)行構(gòu)網(wǎng)施測(cè)。像控點(diǎn)至固定觀測(cè)參考站之間的基線邊長一般為50公里，其觀測(cè)時(shí)間一般不少于45分鐘，固定觀測(cè)參考站之間及與已知點(diǎn)之間最大不超過100公里，其觀測(cè)時(shí)間不少于60分鐘。參考站除滿足GPS觀測(cè)條件外應(yīng)盡量選在供電有保障、交通方便的場(chǎng)鎮(zhèn)附近，便于長時(shí)間的觀測(cè)。施測(cè)像控點(diǎn)時(shí)，一般采用雙參考站作業(yè)方式布設(shè)觀測(cè)，也可采用單參考站星網(wǎng)狀方式。不同觀測(cè)單元之間應(yīng)有基準(zhǔn)基線相互聯(lián)結(jié)，以構(gòu)成整個(gè)網(wǎng)的骨架。平差計(jì)算時(shí)，應(yīng)將測(cè)區(qū)內(nèi)所有的GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)納入一個(gè)網(wǎng)中進(jìn)行整網(wǎng)平差，以求取統(tǒng)一的平面參數(shù)并進(jìn)行轉(zhuǎn)換。對(duì)于GPS像控點(diǎn)高程的獲取，應(yīng)收集或布測(cè)8個(gè)以上水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)于網(wǎng)中。其中，啟用5個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)作為高程已知點(diǎn)進(jìn)行高程擬合計(jì)算，解求每個(gè)像控點(diǎn)的高程，另3個(gè)以上的水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行精度檢查。本試驗(yàn)區(qū)內(nèi)已有水準(zhǔn)成果資料主要有I綿成線、I成龍線、另有三等水準(zhǔn)0003、0004、0005三條線路。4.3.41米分辨率SAR影像1:10000測(cè)圖外業(yè)調(diào)繪與樣本采集在上述試驗(yàn)范圍內(nèi)，選擇不同地形類別的10幅1:10000地形圖，完成1米分辨率SAR影像外業(yè)調(diào)繪。本試驗(yàn)區(qū)以平原為主，其東北部有部分丘陵。由于SAR影像與光學(xué)影像的成像原理不同（前者是主動(dòng)地發(fā)射電磁波并通過接受其回波測(cè)得被探測(cè)物體至雷達(dá)天線的斜距和方位向，再經(jīng)投影變換成形的二維SAR影像，后者是被動(dòng)地接受地面物體的反射光,進(jìn)行感光成像），因此同一地物其圖像紋理在兩種影像上存在差異，有的地物如居民地的圖像紋理差異較大，如圖5；其投影方式也不同（前者是側(cè)掃成像，后者為中心投影）導(dǎo)致SAR影像“形成”的投影差較大，特別是在起伏的地形如丘陵、山地，背向側(cè)掃的一面會(huì)形成較大區(qū)域的陰影，如圖6。在SAR影像外業(yè)調(diào)繪區(qū)域時(shí)，對(duì)于較大區(qū)域的陰影，應(yīng)注意利用不同航帶的影像進(jìn)行判讀以加彌補(bǔ)。同時(shí)，針對(duì)兩種影像中圖像紋理的差異和投影變形較大的典型地物、地貌，用航空光學(xué)影像進(jìn)行對(duì)比判讀調(diào)繪，并采集SAR影像、光學(xué)影像、實(shí)地?cái)?shù)碼照片樣本，建立樣本對(duì)比庫。調(diào)繪片統(tǒng)一采用數(shù)碼沖印，按1：8000左右比例尺出片，每幅圖沖印4*4張，同時(shí)把相鄰航帶的影像提交外業(yè)作為調(diào)繪判讀參考。調(diào)繪的有關(guān)要求如下：圖5場(chǎng)鎮(zhèn)居民地的SAR影像

圖6山SAR影像的側(cè)掃“盲區(qū)”形成的陰影調(diào)繪原則上以攝影時(shí)間為準(zhǔn)。攝影后拆除的地物，應(yīng)在原影像上用紅色繪“X”。若影像質(zhì)量較差，如SAR影像因側(cè)掃形成大片陰影或投影偏差較大，外業(yè)調(diào)繪時(shí)注意獨(dú)立地物及高層房屋的投影改正。如圖7。圖7民地SAR影像中的投影偏差水系調(diào)繪中，要注意成都平原的水系構(gòu)網(wǎng)表示，而丘陵地區(qū)的盤山水曲相對(duì)隱蔽，應(yīng)注意判繪。植被調(diào)繪時(shí)注意樹林邊界的投影差改正。（5）境界我局已有全省縣級(jí)以上境界勘界數(shù)據(jù)，可直接利用。（6）地名的調(diào)繪充分收集利用民政地名資料和第一代圖的地名要素，再實(shí)地核實(shí)。（7）圖幅（包括片與片之間和幅與幅之間）應(yīng)嚴(yán)格接邊。原則上本圖幅負(fù)責(zé)西、北邊圖廓邊的接邊工作。（8）具體的表示內(nèi)容按《四川省1:10000地形要素?cái)?shù)據(jù)規(guī)定》和《1：10000基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品數(shù)字線劃圖（DLG）生產(chǎn)技術(shù)規(guī)定》執(zhí)行，若《四川省1:10000地形要素?cái)?shù)據(jù)規(guī)定》等未明確的要素取舍指標(biāo)、技術(shù)指標(biāo)參照《國家基本比例尺地圖圖式第2部分：1：50001：10000地形圖圖式》GB/T20257.2-2006及《1：50001：10000地形圖航空攝影測(cè)量外業(yè)規(guī)范》執(zhí)行。（9）對(duì)于典型的地物、地貌以及在采用光學(xué)影像進(jìn)行對(duì)比調(diào)繪的地物、地貌應(yīng)實(shí)地拍照采樣。并按圖8建立目標(biāo)樣本庫。采集目標(biāo)樣本圖片

目標(biāo)實(shí)地目標(biāo)實(shí)地相片目標(biāo)描述4.3.51米分辨率SAR影像制作的1:10000DOM、DLG的精度評(píng)價(jià)在上述試驗(yàn)范圍內(nèi)，對(duì)9幅1:10000DOM、DLG進(jìn)行精度評(píng)價(jià)。精度評(píng)價(jià)采用野外控制測(cè)量檢查。4.4工藝流程和精度估算說明4.5軟硬件環(huán)境4.6質(zhì)量保障措施和要求1）試驗(yàn)生產(chǎn)單位與試驗(yàn)技術(shù)支撐單位加強(qiáng)聯(lián)系，保持技術(shù)交流，在試驗(yàn)開展的過程中不斷舉行技術(shù)交流座談會(huì)。2）及時(shí)將項(xiàng)目進(jìn)展匯報(bào)項(xiàng)目部有關(guān)人員，接受檢查。3）在生產(chǎn)中按照技術(shù)設(shè)計(jì)書的要求，嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)技術(shù)規(guī)程，對(duì)生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種技術(shù)問題及時(shí)匯報(bào)處理，重大技術(shù)問題通過局及時(shí)向上級(jí)主管部門請(qǐng)示。4）加強(qiáng)調(diào)研和向有關(guān)專家咨詢活動(dòng)，及時(shí)跟蹤技術(shù)發(fā)展和完善試驗(yàn)手段。4.7項(xiàng)目組織形式4.8項(xiàng)目成果歸檔內(nèi)容和要求1）OmniStar靜態(tài)、動(dòng)態(tài)精度測(cè)試結(jié)果（紙質(zhì)、電子文檔），各1份。2）控制測(cè)量成果（5*5幅機(jī)載SAR影像圖幅范圍區(qū)域網(wǎng)像控點(diǎn)、9幅1:10000地形圖全野外像控點(diǎn)）（紙質(zhì)、電子文