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摘 要 ：本文以石家庄1：2000数字化地形图成图及数据入库项目为背景,分析了全数字化航空摄影测量一体化成图方法及数据入库的流程,全文是笔者项目实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义.
中图分类号：P2文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)04(a)-0000-00
1.技术设计方案
ADS40相机采用CCD线阵推扫方式,同时获取前视、下视、后视三个视角的图像,由这些图像构成立体模型.此外,ADS40系统集成了GPS/IMU设备,构成了可在航摄的同时记录了外方位元素的POS单元,数据处理较为复杂.利用ADS40数码航摄资料,进行航测测图作业,与传统的框幅式航摄有着不尽相同的作业方法,作业流程如图.
2空中三角测量及立体模型建立
2.1空中三角测量
原始影像引入工程后得到的影像为L0级影像,利用Gpro软件,在其上做自动点匹配(APM),获得像片连接点.然后用ORIMA软件,利用航摄时的GPS定位数据（GPS定位测量利用石家庄市连续运行卫星定位系统（CORS）,定位精度较高）、IMU数据以及像片连接点,进行光束法区域网平差CAP-A.以残差、中误差、标准偏差、误差椭圆、可靠性等指标,剔除含粗差的点及参数调整,再重复进行光束法区域网平差CAP-A,以达到精度要求,获取精确的外方位元素.
2.2L1级影像纠正及立体模型建立
将空三平差所获得的精确外方位元素,重新引入到GPro中,对L0级影像进行纠正,重新获取L1级影像.此时的L1级影像是进行立体观测和目标定位的基础.一般我们只选择前、下、后视3个全色波段的L1级影像来构成立体模型.
3.坐标系统及转换
ADS40航拍数据所获得的数据及L1级影像是基于WGS84坐标系统的,而现有的地形图及修测后的地形图成果是石家庄市平面、高程坐标系,因此需要进行坐标系统的转换.
徕卡为了保证其软件开放性,可以允许用户在一个ASC码文件spheroid.tab中添加自己的转换七参数和水准面精化成果bin文件.其中,bin文件是一个开放格式的二进制文件,内有每个格网点的高程改正值,非常容易解析.而我们知道,现在这些参数和数据都是严格保密的,为了保证数据安全,我们不得不探索另外一种工作流程.
现在采用的作业流程如下,通过编制自主研发的ADS40数字摄影测量数据自动化处理系统,实现对4D产品在UTM84、WGS84、石家庄市坐标系之间任意转换,我们称之为后处理方法,而对应的软件称之为ADS40数字摄影测量数据自动化处理系统,其过程如图所示.UTM84与WGS84椭球参数相同,而坐标单位为米,与WGS84坐标系相比,更有利于测图中的一些数据操作,并且是目前商业软件都能支持的坐标系.
4.航内修测作业方法及步骤
航内空间数据采集及成图由莱卡的LPS数字摄影测量软件平台和PRO600数字测量模块完成.PRO600数字测量模块的成图环境为MicroStation V8,提供dgn格式的图形文件.PRO600软件提供了增加点、线符号代码功能,可以将我们的符号库的符号增加进去,从而获得与现有地形图一致的图形文件.
1）由于PRO600测图环境为3D,而现有地形图为2D,需要将现有地形图的所有点、线、面数据赋予高程值,将其输出为3D图形文件形式.通过Microstation VBA编程取出地形图的每个点位的平面坐标,然后找到此地形图对应图幅号的DEM数据,在这个DEM上插值得到这个点位的高程,重新赋予高程值,最后输出三维DGN格式.这部分功能在ADS40数据后处理软件中实现.2）将图形文件从石家庄市平面、高程坐标系转换为UTM84坐标系.对于一般的点、线、面,除了平面坐标的转换,在高程转换时,需要进行正常高到大地高的高程逆改正.3）打开LPS软件,首次作业需建立工程文件*.blk,主要是建立参考坐标系统、传感器模型、工作单位等一些参数.并调入相应航线的L1级影像.4）在LPS环境下打开PRO600,同样首次作业需建立工程文件*.prj,主要是选择种子文件、点符号库、线性库、成图比例尺等一些参数.5）打开经转换坐标后的图形文件,通过立体模型与地形图对照,对发生变化的地物、地貌,选择相应的代码,便可进行航内修测作业.6）将修测后的UTM84坐标系下的地形图,转换为石家庄市坐标系,同时进行大地高到正常高的高程改正,供后续作业用.与第2步相同,同样要对高程注记进行处理.这部分功能在ADS40数据后处理软件中实现. 7）图根导线布设方式可以采用GZCORS RTK测量控制点再引测图根导线方式,也可以查找周边旧有控制点引测导线的方式.图根导线边长大于900米的需要布设GZCORS RTK控制点,需要满足《GZCORS-RTK城市测量技术规程》要求,允许埋设大钢钉,不作点之记.8）RTK点作为起算时,允许引测4 Km长的图根导线,导线精度满足表1.
5.数字化叠加成图
在AnhuiScan 2.0中打开航内修测的图形文件,在航内修测图形的基础上,以外业调绘图形为基本资料,按照《石家庄市城市勘测信息系统技术规程》的技术要求进行数字化.数字化内容包括对图形的补测、修测、加注记以及地物属性的录入.数字化完成后,形成1:2000地形图入库数据；通过符号配置和图形整饰,形成标准的1:2000地形图成图数据.
6数据入库流程及方法研究
6.1 作业方案
航内空间数据采集采用基于MicroStation V8平台的PRO600数字测量模块完成,采集的数据已按照《石家庄市城市勘测信息系统技术规程》中数据入库的要求进行代码、分层、颜色等的分类.数据入库过程是将Pro600中的代码属性转换为MGE代码,并在MGE环境中采集录入道路、水系、房屋、地名、山名等属性点信息并存储在后台数据库中.
本测区仍按照之前的1：2000航测数据入库方式进行操作.待2009年完成石家庄市城市勘测信息系统EPS软件平台升级后,可将本次作业的MGE数据通过航测与EPS接口软件读入EPS软件中,并通过EPS软件平台转换为MDB格式,并最终导入规划局统一办公平台的ArcGIS数据库.
6.2入库作业流程及方法
（1）石家庄市城市勘测信息系统以Intergraph/ Geovec软件为基础,数据文件格式包括*.DGN、*.ATT、*.PTR、*.PAR和*.XYZ等5种类型.其中DGN文件为石家庄市城市勘测信息系统的图形平台MicroStation的文件格式,主要保存图形要素内容；Ptr、Att文件则主要保存图形元素的编码和属性内容；Par文件保存图幅设置信息；XYZ文件保存图幅坐标范围信息；（2）对提交的航测数字化入库数据进行检查,确保每一入库的图幅其5个格式的文件齐全,以保证入库过程的顺利进行；（3）将航测数字化数据录入临时数据库中,以确保待入库数据的代码、属性信息与图形元素一致；（4）根据待入库数据的图幅范围,确定并连接相应的MGE工程；（5）通过航测数字化软件入库模块,进行图形、属性内容的正式入库；（6）检查入库后的数据,确保所有图形要素正确入库；（7）通过MGE的MGNUC模块,检查入库数据的代码和属性内容是否已正确入库；
通过MGE的BASEMAPPER模块,将入库数据的文件名（图幅号）在工程数据库中注册；并检查维护属性记录在数据库中的一致性、完整性.