基于數字正射影像的數字化調繪

喬 斌 ，張兵國

（1.新疆維吾爾自治區第一測繪院，新疆 昌吉 831100）

1 技術方案

1.1 自由網平差方案

其基本思路為：基于全數字攝影測量系統，利用GPS輔助空中三角測量,自動生成初步的數字高程模型(DEM)和數字正射影像,并用它進行快速空間數據更新。

首先，基于全數字攝影測量工作站,在包含成圖區域的范圍內概略加密，以圖幅為單位進行立體建模，通過立體模型進行地物判譯，不能判定的地物作重點標記。考慮到新增地物的補標和其他要素調繪，以及數據的可靠性和一致性，提供給外業人員粗糾正的正射影像圖（DOM）、矢量線劃圖（DLG）、DEM以及和內業采集系統一致的數據處理軟件。然后，由調繪人員對DLG進行核查和補調，并在計算機上適時進行更新。外業像片控制測量結束后，由內業利用最終的空中三角測量，生成全測區的正確的立體模型，根據DPS系統提供的二次定向功能,進行模型的糾正，實現數字化調繪DLG數據的二次糾正.并與外業像控點、檢測點及已成圖接邊進行檢查。分發后由內業人員進行下一步作業，如圖1所示。

圖1 自由網平差作業流程圖

1.2 完全無控制方案

該作業方式要求外業的硬件設備能夠從事立體觀測，在室內或出測后直接建立立體模型，內外業人員或獨立或相互配合進行室內地物的判譯。由于無任何控制點參與平差，提供給外業人員的數據只能是線劃圖，外業當天調繪結束后，應及時在立體模型上將變化和新增的地物進行補充采集。待測區加密完成后，直接將立體模型數據納入到大地坐標系中完成數據轉換。

1.3 方案比較

1）自由網平差需要從地理底圖上查找明顯地物特征點的坐標；完全無控制方案則不需此步驟，但后續工作量很大。

2）在內業數據處理中，自由網平差需在JX4、航天遠景和VirtuoZo系統之間來回切換；完全無控制方案要求在統一的系統中完成。

3）自由網平差方式在模型接邊、給外業提供的數據種類方面具有一定的優勢。

從綜合因素來看，完全無控制方案對軟硬件和作業人員綜合素質的要求都很高，不宜廣泛推廣。自由網平差方案較適合于內、外業有序地進行數字調繪項目生產，因此，本文重點介紹基于全數字攝影測量工作站的自由網平差方式的作業模式。

2 數字化調繪實現的關鍵技術

2.1 正射影像

為了減少紋理信息的損失，提高影像的清晰度，同時保證單幅影像的數據量適中，便于外業調用，一般影像重采樣間隔的設置為0.5 m。

2.2 影像測圖

供外業調繪人員使用的基于正射影像的矢量數據采集有2種平臺：CASS中小比例尺軟件和全數字攝影測量工作站的IGS采集模塊。通過近年的實際作業發現，CASS中小比例尺軟件在圖層組織、數據代碼定義、符號庫設計等方面與1∶10 000地形圖編輯、入庫系統存在較大的差異，二次糾正前的數據處理與轉換等前期工作量較大。全數字攝影測量工作站的IGS采集模塊則恰恰相反，由于內業也使用該模塊進行立體模型的數據采集，因此，二者作業流程完全保持一致，外業采集的數據經過少量的編輯、糾正后可被內業使用。

圖2 糾正流程圖

由圖2可知，用全數字攝影測量工作站的IGS采集數據，不經過數據的2次轉換。糾正后，直接被內業使用，實現了“一套數據、兩種用途”的目的。

2.3 調繪底圖的編輯、制作

矢量采集結束，經調繪人員核查、修改后，即轉入最后的編輯階段。將DLG數據導入全數字攝影測量系統對變化的地物進行修測，需要注意的是，DLG數據在導入前應轉換成三維數據模式，并為DXF數據格式，測圖完畢后導入AutoCAD進行數據編輯，此方法還有利于修測地貌。編輯主要在AutoCADR2004下進行，主要步驟有：①數據導出（*TC.DXF、*MX.DXF）；②符號自動化；③自動賦線寬；④插入TIFF格式的正射影像；⑤補調面狀地物和各種說明注記；⑥ 圖廓外整飾。圖3和圖4為同一地區的2種調繪效果圖。

圖3 手工調繪圖

圖4 數字調繪圖

3 精度分析

為了驗證基于全數字攝影工作站數字調繪作業方式的成圖精度，我們選取了某一測區的部分地物進行比較，地形類別為平地，在圖內均勻、隨機量測了多種地物，與已成圖比較，誤差統計如表1所示。

表1 誤差統計表/m

由表1可知，地物的平面精度符合1∶10 000基礎測繪內業規范的要求；數字化調繪成果經糾正后可滿足1∶10 000基礎測繪成圖要求。

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