CN101718549A - 用于大比例尺航空数码摄影两外两内的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于大比例尺航空数码摄影两外两内的测量方法，包括以下步骤：一、航空摄影测量和获取像片控制测量数据；二、全要素数据采集，采集时标注达不到成图精度要求的地物地貌；三、数据的调绘、检核和补测：将步骤二采集的全要素数据回放在调绘底图上，并对表示的地物地貌要素进行逐一核对定性，用标注地物定位距和辅助定位数据的方法，修改表示不正确和不清楚的数据，补调缺漏数据，并补测用调绘方法达不到成图精度要求和步骤二标注出的地物地貌；四、数据编辑和格式转换。本发明通过采用两外两内的作业流程，解决了现有测量中存在的问题，使得测量数据精度高、影像分辨率高和成图质量好，同时降低了测量成本。
Description
技术领域
本发明属于航空摄影测量技术领域，涉及一种航空数码摄影测量方法，尤其是涉及一种用于大比例尺航空数码摄影两外两内的测量方法。
背景技术
航空摄影测量是快速获取地理信息的重要技术手段，是测量和更新国家地形图以及建立地理信息数据库的途径，在空间信息的获取和更新过程中起着不可替代的作用，尤其是大面积及大中比例尺数据的获取和更新更是离不开航空摄影测量。进入21世纪，随着航空数码相机的推出，航空摄影测量空间定向和定位技术日趋成熟，加之全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)的精度不断提高成本不断降低，出现了GPS/INS组合系统，其通过在空中测的位置和姿态数据，经过检校和预处理之后，可以直接给出传感器曝光瞬间的外方位元素，从而实现了只需作少量地面控制点或无地面控制的航空摄影测量。
航空摄影测量通常的作业程序，是在获取摄影影像后即进入地面像片控制测量和像片调绘，调绘是在航摄后和控制测量同时进行的“全要素像片调绘”，其中包括放大像片。通过大量的实践表明，在进行1∶1000、1∶500的大比例尺航测成图时，把空间轮廓影像十分清晰的房屋、道路边线和河流水涯线逐个由外业再放大像片清绘一遍，实属费工费时，况且在调绘像片上也很难标绘清城乡建筑物密集区各幢房屋房檐改正等数据，同时在内业数据采集中也很难切准各个房角的地面位置，这些已成为大比例尺航测成图的隐患。综上所述测量方法可概括总结为“一外一内”的作业程序，其中，“一外”指的是在野外现场获取测量像片和数据，“一内”指的是在室内进行像片调绘、数据采集、成图编辑以及格式转换等。
按常规航空摄影测量作业程序出现的另一严重问题是成图的数学精度不能很好达到规范要求。2005年，航测界曾在权威性专业杂志上发表文章，报道了国内有一定知名度的9家测绘单位在进行1∶500航测成图时，在数学精度检测中，检测地物点的点位中误差和地物间距中误差均超过规范规定，且粗差率大大高于限差，大多数图幅的粗差率达8％以上。因此，怎样在降低测量成本和缩短测量周期的情况下，提高航空摄影测量精度是本领域科研人员急待解决的问题。
发明内容
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，提供用于大比例尺航空数码摄影两外两内的测量方法，其在实现测量数据精度高、影像分辨率高和成图质量好的同时，也降低了测量成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于大比例尺航空数码摄影两外两内的测量方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、航空摄影测量和获取像片控制测量数据：根据初步设计路线进行航空摄影飞行和检校场飞行，并采用GPS-RTK系统、水准仪和全站仪进行外业测量，飞行后获取机载GPS数据、GPS地面基站数据和检校场测量数据以及地面像片控制测量数据；
步骤二、全要素数据采集：在SSK全数字摄影测量工作站和DMS全数字测图系统下，将上述步骤一中得到的地面像片控制测量数据进行空中三角加密，得到空中三角加密成果，并将机载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，根据检校参数对各测区像片控制点测量数据进行系统误差改正，获取每张像片的外方位元素和模型连接点物方坐标，然后导入空中三角加密成果进行立体像对定向，自动创建立体模型，进而进行全要素内业数据采集；在全要素内业数据采集时为减少繁重的野外测量工作应充分发挥立体模型的直观准确性，尽最大可能完整地采集地物地貌元素，同时在采集过程中对于影像不清楚的地方标注“参考”符号，并把高大建筑物阴影内和摄影死角范围的地物圈出来待下步处理；
步骤三、数据的调绘、检核和补测：在野外测量现场由测绘人员将步骤二采集的全要素数据回放在调绘底图上，并对表示的地物地貌要素进行100％巡视检查，逐一核对定性，用标注地物定位距和辅助定位数据的方法，修改表示不正确、不清楚的数据，补调缺漏数据，并补测用调绘方法达不到成图精度要求和步骤二标注以及圈出来的地物地貌；补测过程采用全球定位系统实时动态定位模式，用GPS-RTK系统或CORS连续运行卫星定位服务系统作业模式补充测站点，并用全站仪进行补测，且补测补调的载体比例尺与航测成图比例尺一致；
步骤四、数据编辑和格式转换：将步骤三调绘处理后达到成图精度要求的全要素数据和经过修改、补调以及补测的数据导入PC计算机上进行成图编辑、图廓整饰和注记，然后进行数据格式转换处理，生成数字地形图数据。
上述步骤一中所述地面像片控制测量采用分区域四角布点测量方案。
上述步骤三中所述缺漏数据指房檐改正数据和地理名称变动数据。
上述步骤三中所述补调补测的载体为纸图或膜图。
上述步骤一中所述航空摄影测量采用DMC数码相机系统和IMU/DGPS导航定位技术。
所述测量方法概括总结为两外两内的作业流程。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、数据精度高，本发明通过采用两外两内的作业流程，并把调绘补量补测过程设在工作现场由调绘人员直接承担，及时解决了编辑工作中存在的各种矛盾和问题，弥补了现有方法测量数据表示不正确、不清楚和漏测数据等缺陷。
2、影像分辨率高和图像清晰，由于采用了DMC相机系统和IMU/DGPS(DGPS差分全球定位系统；IMU惯性测量单元)导航定位技术进行航空数码摄影测量，使大比例尺航测成图从数据采集到编辑成图过程中定性和定位作用明显，成图质量好，具有广泛的应用前景。
3、降低了成图成本，由于在航空测量时采用IMU/DGPS导航定位技术，可直接获取外方位元素，缩短了航测成图周期，降低测量成本。
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。
附图说明
图1为本发明的流程框图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示的一种用于大比例尺航空数码摄影两外两内的测量方法包括以下步骤：
步骤一、航空摄影测量和获取像片控制测量数据：根据初步设计路线采用DMC数码相机系统和IMU/DGPS导航定位技术进行航空摄影飞行和检校场飞行，并采用GPS-RTK系统、水准仪和全站仪进行外业测量，飞行后获取机载GPS数据、GPS地面基站数据和检校场测量数据以及地面像片控制测量数据，其中地面像片控制测量采用分区域四角布点测量方案；
步骤二、全要素数据采集：在SSK全数字摄影测量工作站和DMS全数字测图系统下，将上述步骤一中得到的地面像片控制测量数据进行空中三角加密，得到空中三角加密成果，并将机载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，根据检校参数对各测区像片控制点测量数据进行系统误差改正，获取每张像片的外方位元素和模型连接点物方坐标，然后导入空中三角加密成果进行立体像对定向，自动创建立体模型，进而进行全要素内业数据采集；在全要素内业数据采集时为减少繁重的野外测量工作应充分发挥立体模型的直观准确性，尽最大可能完整地采集地物地貌元素，同时在采集过程中对于影像不清楚的地方标注“参考”符号，并把高大建筑物阴影内和摄影死角范围的地物圈出来待下步处理；
步骤三、数据的调绘、检核和补测：在野外测量现场由测绘人员将步骤二采集的全要素数据回放在调绘底图上，并对表示的地物地貌要素进行100％巡视检查，逐一核对定性，用标注地物定位距和辅助定位数据的方法，修改表示不正确、不清楚的数据，补调缺漏数据，并补测用调绘方法达不到成图精度要求和步骤二标注以及圈出来的地物地貌；补测过程采用全球定位系统实时动态定位模式，用GPS-RTK系统或CORS连续运行卫星定位服务系统作业模式补充测站点，并用全站仪进行补测，且补测补调的载体比例尺与航测成图比例尺一致，其中所述补调补测的载体为纸图或膜图，且缺漏数据指房檐改正数据和地理名称变动数据；
步骤四、数据编辑和格式转换：将步骤三调绘处理后达到成图精度要求的全要素数据和经过修改、补调以及补测的数据导入PC计算机上进行成图编辑、图廓整饰和注记，然后进行数据格式转换处理，生成数字地形图数据。
本发明一种用于大比例尺航空数码摄影两外两内的测量方法，可概括总结为两外两内的作业流程，其中，步骤一航空摄影测量和获取像片控制测量数据为“第一次外业”，步骤二全要素数据采集为“第一次内业”，步骤三数据的调绘、检核和补测为“第二次外业”，步骤四数据编辑和格式转换为“第二次内业”。
为保证大比例尺成图的质量，上述四个步骤均要逐项进行检查，并安排资深专业人员把好每一道关，再送交下工序作业；同时在具体实施测量项目中，为了节省内外业往返时间差，以减少内外业沟通麻烦，往往把步骤四也放在项目现场进行数据的后期编辑、整理及检查等。
根据上述步骤我们在近年内完成了杭州、武汉、铜川和淮安等城市约128平方公里的1∶500数字地形图，这些航测项目均完全通过各省测绘质量监督部门或业主的检查验收，且质量合格。
表1：近年内完成的成图比例尺1∶500数字地形图精度统计表
表2：城市测量规范参照表
对照表1和表2数据可知：采用该方法完成上述成图比例尺为1∶500的数字地形图，其精度能够满足城市测量规范要求，即点位中误差均小于0.5mm，间距中误差均小于0.4mm，高程中误差均小于0.15m。
实施例2
以上述方法步骤我们在大亚湾、新乡、濮阳、包头、铜川和哈密等城市完成了约1100平方公里的1∶1000数字地形图。
表3：近年内完成的成图比例尺1∶1000数字地形图精度统计表
对照表3和表2数据可知：采用该方法完成上述成图比例尺为1∶1000数字地形图，其精度能够满足城市测量规范要求，即点位中误差均小于0.5mm，间距中误差均小于0.4mm，高程中误差均在0.15m之内。
实施例3
以上述方法步骤我们还在其它地区进行1∶1000或1∶500数字地形图。
表4：近年来测量部分测区数字线划图达到的数学精度统计表
对照表4和表2数据可知：采用该方法完成的上述1∶1000或1∶500数字地形图，其精度能够满足城市测量规范要求，即点位中误差均小于0.5mm，间距中误差均小于0.4mm，高程中误差均在城市测量规范之内。
在航空数码摄影测量中，数字线划地形图产品的一级质量元素为数学精度和属性精度，其中，数学精度是成图的重要指标，也是成图是否合格的硬性指标。根据本发明的方法步骤，能很好的进行大比例尺航空测量地形成图，其数字精度高、影像分辨率高和成图质量好，同时降低了测量成本，具有广泛的应用前景。
Claims (6)
1.一种用于大比例尺航空数码摄影两外两内的测量方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、航空摄影测量和获取像片控制测量数据：根据初步设计路线进行航空摄影飞行和检校场飞行，并采用GPS-RTK系统、水准仪和全站仪进行外业测量，飞行后获取机载GPS数据、GPS地面基站数据和检校场测量数据以及地面像片控制测量数据；
步骤二、全要素数据采集：在SSK全数字摄影测量工作站和DMS全数字测图系统下，将上述步骤一中得到的地面像片控制测量数据进行空中三角加密，得到空中三角加密成果，并将机载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，根据检校参数对各测区像片控制点测量数据进行系统误差改正，获取每张像片的外方位元素和模型连接点物方坐标，然后导入空中三角加密成果进行立体像对定向，自动创建立体模型，进而进行全要素内业数据采集；在全要素内业数据采集时为减少繁重的野外测量工作应充分发挥立体模型的直观准确性，尽最大可能完整地采集地物地貌元素，同时在采集过程中对于影像不清楚的地方标注“参考”符号，并把高大建筑物阴影内和摄影死角范围的地物圈出来待下步处理；
步骤三、数据的调绘、检核和补测：在野外测量现场由测绘人员将步骤二采集的全要素数据回放在调绘底图上，并对表示的地物地貌要素进行100％巡视检查，逐一核对定性，用标注地物定位距和辅助定位数据的方法，修改表示不正确、不清楚的数据，补调缺漏数据，并补测用调绘方法达不到成图精度要求和步骤二标注以及圈出来的地物地貌；补测过程采用全球定位系统实时动态定位模式，用GPS-RTK系统或CORS连续运行卫星定位服务系统作业模式补充测站点，并用全站仪进行补测，且补测补调的载体比例尺与航测成图比例尺一致；
步骤四、数据编辑和格式转换：将步骤三调绘处理后达到成图精度要求的全要素数据和经过修改、补调以及补测的数据导入PC计算机上进行成图编辑、图廓整饰和注记，然后进行数据格式转换处理，生成数字地形图数据。
2.按照权利要求1所述的用于大比例尺航空数码摄影两外两内的测量方法，其特征在于：步骤一中所述地面像片控制测量采用分区域四角布点测量方案。
3.按照权利要求1所述的用于大比例尺航空数码摄影两外两内的测量方法，其特征在于：步骤三中所述缺漏数据指房檐改正数据和地理名称变动数据。
4.按照权利要求1所述的用于大比例尺航空数码摄影两外两内的测量方法，其特征在于：步骤三中所述补调补测的载体为纸图或膜图。
5.按照权利要求1所述的用于大比例尺航空数码摄影两外两内的测量方法，其特征在于：步骤一中所述航空摄影测量采用DMC数码相机系统和IMU/DGPS导航定位技术。
6.按照权利要求1所述的用于大比例尺航空数码摄影两外两内的测量方法，其特征在于：所述测量方法概括总结为两外两内的作业流程。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SIAN COAL + AERONAUTICS INFORMATION INDUSTRY CO., Free format text: FORMER OWNER: AIR SURVEY REMOTE SENSING BUREAU, CHINESE COAL GEOLOGICAL BUREAU Effective date: 20110322 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 710054 ARSC SURVEYING AND MAPPING ENGINEERING BRANCH COMPANY, NO. 78, CHANGSHENG STREET, XI'AN CITY, SHAANXI PROVINCE TO: 710054 NO. 78, CHANGSHENG STREET, XI'AN CITY, SHAANXI PROVINCE |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20110322 Address after: Xi'an City, Shaanxi province 710054 Changsheng Street No. 78 Applicant after: Sian Coal & Aeronautics Information Industry Co., Ltd. Address before: Chang Sheng Jie 710054 Shaanxi city of Xi'an province No. 78 coal surveying and Mapping Engineering Branch Applicant before: Air Survey Remote Sensing Bureau, Chinese Coal Geological Bureau |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110608 Termination date: 20161210 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |