攝影測量數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量評定

■李昱

（湖南省地質(zhì)測繪院湖南衡陽421001）

攝影測量數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量評定

■李昱

（湖南省地質(zhì)測繪院湖南衡陽421001）

數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)變成了一項(xiàng)在測繪和設(shè)計(jì)規(guī)劃中的關(guān)鍵，為城市測量和地理信息系統(tǒng)（GIS）提供最為基本的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的測圖方法并不適用于大面積的數(shù)據(jù)采集，攝影測量為此提供了保障。本文從實(shí)際生產(chǎn)的角度出發(fā)，主要以MapMatrix攝影測量軟件為主，簡要地對于DLG數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集和處理以及成果質(zhì)量分析，高效優(yōu)質(zhì)完成數(shù)據(jù)的編輯工作。

攝影測量 內(nèi)業(yè)MapMatrix 數(shù)據(jù)采集

0　前言

數(shù)字?jǐn)z影測量是基于數(shù)字影像和攝影測量的基本原理，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識(shí)別等多學(xué)科的理論與方法，提取所攝對象以數(shù)字方式表達(dá)的幾何與物理信息的攝影測量學(xué)的分支學(xué)科。數(shù)字測圖現(xiàn)在主要分為原有的地圖圖紙的數(shù)字化采集、全野外數(shù)字化采集和航空攝影測量數(shù)字化采集數(shù)據(jù)等方法。在有航攝資料的區(qū)域,全數(shù)字?jǐn)z影測量數(shù)據(jù)采集的優(yōu)勢在于:成圖速度快、精確度高、生產(chǎn)成本低。

目前,因?yàn)楦鞣N工程條件的不同而受到限制，所以人們對于攝影測量采集的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理的要求提高了很多,這就使得數(shù)據(jù)檢查質(zhì)量的好壞將有著直接影響，因此，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)就要求在采集過程和數(shù)據(jù)整理以及數(shù)據(jù)檢查的過程中更加嚴(yán)謹(jǐn)、有序。

1　航測內(nèi)業(yè)流程

1.1數(shù)據(jù)采集內(nèi)容

航測的圖像信息主要包含了影像中所在的位置、大小、分辨率等內(nèi)容。利用影像掃描系統(tǒng)所獲取的數(shù)字影像,有時(shí)候可能不滿足攝影測量作業(yè)中加密和立體建模的要求,例如:影像發(fā)生角度旋轉(zhuǎn)、鏡像旋轉(zhuǎn),則需要進(jìn)行幾何調(diào)整。

1.1.1航片掃描

掃描分辨率：指的是多功能一體機(jī)在實(shí)現(xiàn)掃描功能時(shí)，通過掃描元件將掃描對象每英寸可以被表示成的點(diǎn)數(shù)，其單位是采用dpi來表示的，dpi值越大，掃描的效果也就越好。掃描分辨率主要分為三種：光學(xué)分辨率、機(jī)械分辨率和插值分辨率。它的表示方式是用垂直分辨率和水平分辨率相乘表示的。

1.1.2參數(shù)的調(diào)整

航攝像片的方位元素是指確定攝影時(shí)攝影中心、像片與地面三者之間的相關(guān)位置的參數(shù)。分為內(nèi)方位元素和外方位元素。內(nèi)方位元素指攝影中心與像片之間相互位置的參數(shù)，用符號(hào)x0,y0,f表示，內(nèi)參數(shù)是已知的。外方位元素則是已建立的攝影光束，確定像片攝影瞬間在地面直角坐標(biāo)系中空間位置姿態(tài)參數(shù)，包含三個(gè)直線元素和三個(gè)角元素分別用符號(hào)Xs，Ys，Zs和ψ，ω，κ表示。

1.1.3數(shù)碼航片處理

航片處理通過對于輻射分辨率調(diào)整，然后再進(jìn)行勻色地處理，數(shù)碼航攝影像數(shù)據(jù)一般值域?yàn)?1bit，用16bit表示掃描影像應(yīng)該在使用前進(jìn)行整體勻色，這樣有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

1.1.4解析空中三角測量

空中三角測量（空三加密）：利用測區(qū)中影像連接點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)和少量的已知像點(diǎn)坐標(biāo)及其大地坐標(biāo)的控制坐標(biāo)點(diǎn)，通過平差計(jì)算，求解連接點(diǎn)的大地坐標(biāo)與影像的外方位元素。空中三角測量提供的平差結(jié)果是后續(xù)的一系列攝影測量處理與應(yīng)用的基礎(chǔ)。

1.1.5空三加密流程圖

資料準(zhǔn)備→內(nèi)定向→加密點(diǎn)選取→相對定向→像控點(diǎn)量測→平差計(jì)算→航區(qū)接邊→成果輸出和整理

1.1.6空三加密精度要求

①內(nèi)定向殘余上下視差不大于掃描分辨率的一半

②相對定向限差：相對定向殘余上下視差不大于掃描分辨率的二倍

1.1.7內(nèi)判測圖

基于MapMatrix軟件的測圖步驟：

加載空三像片→創(chuàng)建立體像對→批處理立體像對→定向（相對定向、絕對定向）→生成核線影像

1.1.8圖形采集的總體要求

①每個(gè)像對的測繪面積以定向點(diǎn)連線為準(zhǔn)，最大不大于像片上連線外1cm，且離像片邊緣不應(yīng)該小于1.5cm；

②各分類采集根據(jù)每個(gè)測區(qū)技術(shù)設(shè)計(jì)書規(guī)定按要求作業(yè)；

③數(shù)據(jù)采集完成，應(yīng)該在立體模型上檢查主要地物的采集精度和要素丟漏情況。

1.2數(shù)據(jù)整合

在南方CASS中打開MapMatrix采集和編輯的地物地形數(shù)據(jù),用南方CASS屬性轉(zhuǎn)換菜單把沒有屬性的地物賦予相應(yīng)的編碼,將其匹配為南方CASS格式,完成整體數(shù)據(jù)編輯工作。

1.3數(shù)據(jù)檢查

全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換已經(jīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn),對各種線型、符號(hào)的編輯可按圖層順序逐層完成,完成一個(gè)圖層的編輯后須作檢查,以避免個(gè)別符號(hào)未處理到位而影響成圖質(zhì)量。

1.4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集流程圖

2　數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

立體模型所采集數(shù)據(jù)的精度主要體現(xiàn)在模型點(diǎn)采集、模型點(diǎn)位置判讀、模型地物要素判讀、模型地貌要素判讀的判測精度。

原則上是：DLG所要表達(dá)的地形要素與規(guī)范所定義及幾何位置要一致。

3　質(zhì)量檢測分析

在進(jìn)行攝影測量時(shí)，采集的地形圖數(shù)據(jù)一般均是采用（或參考）國家測繪局制定的《攝影測量與遙感測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督抽檢實(shí)施細(xì)則》（試行）的“當(dāng)點(diǎn)位的平面或高程誤差大于2倍中誤差的點(diǎn)數(shù)達(dá)到總點(diǎn)數(shù)的5%以上時(shí)（含5%），計(jì)為嚴(yán)重缺陷”。且大于2倍中誤差的值定義為粗差，粗差個(gè)數(shù)與檢測總數(shù)之比為粗差率。

對于一個(gè)測區(qū)來說，其中的地物點(diǎn)對鄰近控制點(diǎn)、地物點(diǎn)間的相對位置檢測情況，其點(diǎn)位、間距中誤差均需要滿足要求。如果其中個(gè)別誤差較大，則主要原因是由于影像不清、高建筑物壓蓋其它低地物、密度大的陰影導(dǎo)致立體效果差而導(dǎo)致判測錯(cuò)誤；外業(yè)調(diào)繪時(shí)，也可能會(huì)因?yàn)榻粫?huì)量距錯(cuò)誤、尺寸及位置引起錯(cuò)誤標(biāo)注；內(nèi)業(yè)編輯時(shí)，位置及尺寸存在偏移等因素也會(huì)導(dǎo)致問題。

4　結(jié)論

航測成圖DLG數(shù)據(jù)的精度受制于像片中的像控點(diǎn)布設(shè)與選刺、觀測；同時(shí)還受制于空三加密的精度要求；也受制于立體模型數(shù)據(jù)采集。像控點(diǎn)網(wǎng)要求嚴(yán)密布設(shè)（規(guī)范要求），其成果均為平高點(diǎn)，且平高點(diǎn)的航線跨度縮短為2-3條。目前像控點(diǎn)的觀測均為全球定位儀GPS觀測，其精度可得到有效的控制，成果可靠、穩(wěn)定?？杖用懿捎脭?shù)字影像相關(guān)技術(shù)，全片密集布點(diǎn)、點(diǎn)位均勻分布；連接點(diǎn)多，構(gòu)網(wǎng)力度強(qiáng)，有效地降低了構(gòu)網(wǎng)的系統(tǒng)誤差。光束法區(qū)域網(wǎng)平差具有自動(dòng)化程度高、很強(qiáng)的粗差檢測功能，能對各種類型的粗差進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測、定位、實(shí)時(shí)修測和高精度的平差計(jì)算功能。因此空三加密精度是必須可靠的。但是由于在立體模型數(shù)據(jù)采集時(shí)，其精度要受制于人工作業(yè)，直接影響DLG的精度。作業(yè)前，除了對不同地理位置的測區(qū)的地形、地貌的特征及技術(shù)要求必須要了解以外，采集數(shù)據(jù)時(shí)，注意測標(biāo)所測模型點(diǎn)的細(xì)節(jié)過程。

由于高于地面的地物結(jié)構(gòu)形狀、高度、大小、像片上不同位置所引起的投影方向不同、不同或相同材質(zhì)光線反射角度不同影響致成像顏色的差異、陰影遇其它地物或地形起伏的投射方向也有所不同，不能是某一個(gè)單一的動(dòng)作應(yīng)用，而是幾個(gè)動(dòng)作的綜合應(yīng)用，正確判測。航測法成圖，對立體測繪人員技術(shù)能力的要求比較高。要達(dá)到立體采集數(shù)據(jù)的這種技術(shù)能力，必須對立體測繪人員進(jìn)行強(qiáng)化培訓(xùn)。學(xué)習(xí)地形要素的不同性質(zhì)、不同用途、不同地區(qū)的常識(shí)性知識(shí)、地形要素影像的判讀特征知識(shí)、航空攝影成像的基本理論、立體模型的空間分析等內(nèi)容。專業(yè)人員演示各分解動(dòng)作，使立體測繪人員正確理解、掌握。對新工作人員如法培訓(xùn)，掌握“判讀是面和線；切測是點(diǎn)”的立體判測過程，提高判讀與判測的準(zhǔn)確性，減少外業(yè)量檐寬、交會(huì)距、注記尺寸、外業(yè)補(bǔ)（實(shí)）測、內(nèi)業(yè)對所注尺寸一一編緝等大量工作，還可避免量距、注記尺寸、內(nèi)業(yè)編圖編緝的差錯(cuò)率，這都是提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效保證。

[1]張勛,張劍清.數(shù)字?jǐn)z影測量學(xué) [M].武漢:武漢測繪科技大學(xué)出版社,1996.

[2]彭斌,劉清華,李桂芳.全數(shù)字?jǐn)z影測量的數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理 [M].資源環(huán)境工程,2006.

[3]黃健,錢元德.數(shù)字圖像處理在數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)中的應(yīng)用與實(shí)踐 [M].鐵路航測, 2001.

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-7-233-2