向家壩水電站航空攝影測量項目測繪成果生產質量控制

(1. 長江三峽技術經濟發展有限公司工程檢測中心， 湖北 宜昌 443133；2. 中國長江三峽集團公司測量中心，湖北 宜昌 443133)

向家壩水電站航空攝影測量項目測繪成果生產質量控制

司三平1,2

(1. 長江三峽技術經濟發展有限公司工程檢測中心， 湖北 宜昌 443133；2. 中國長江三峽集團公司測量中心，湖北 宜昌 443133)

本文以向家壩水電站工程航空攝影測量項目為例，闡述了航空攝影測量技術生產DLG、DEM 、DOM成果的質量控制過程與質量檢查方法，可為同類項目提供參考。

航空攝影測量；測繪成果；過程檢查；最終檢查；驗收

1 引 言

為了反映向家壩水電站水庫蓄水后現狀地形，為后期的工程建設、樞紐運行管理等提供基礎測繪成果資料，2014年10月，三峽集團公司工程建設管理局委托工程檢測中心承擔向家壩水電站工程航空攝影測量工作，航攝面積約為85km2。為確保測繪成果在可靠性和精度方面能夠滿足規范要求，檢測中心依據《測繪成果質量檢查與驗收》和《數字測繪成果質量檢查與驗收》等規范標準對測繪成果、生產工序等各環節進行了質量控制。

2 概 述

2.1 工程概況

向家壩水電站壩址位于川滇兩省交界的金沙江下游河段，左岸為四川省宜賓縣，右岸是云南省水富縣，下距水富縣城區1.5km、宜賓市區33km，是一座以發電為主，兼顧防洪、攔沙、灌溉、航運等綜合效益的巨型水電站。電站安裝8臺單機容量為75萬kW的水輪發電機組,裝機總容量為600萬kW，多年平均發電量為301.3億kW·h。工程施工總工期9年，籌建期為2年，2005年正式開工，2008年實現截流。工程開工建設后第7年，首批機組投產發電。2014年全部機組投產發電。

根據《測繪生產困難類別細則》規定，向家壩水電站測區航空攝影測量、外業控制測量、外業調繪、攝影測量內業均屬于測繪生產困難類別Ⅲ類。

2.2 項目概況

2.2.1 工作任務

任務內容是測制向家壩水電站樞紐區、太平料場、南北干渠首部取水工程區域1∶1000數字線劃圖(DLG)、1∶2000數字線劃圖(DLG)、1∶5000數字線劃圖(DLG)、1∶2000數字高程模型(DEM)、1∶2000數字正射影像圖(DOM)、1∶5000數字正射影像圖(DOM)。

2.2.2 項目計劃

2014年10月5日進行航空攝影，11月開始像片控制測量、空三加密等測繪成果的生產，2015年12月月底完成項目并提交成果。

2.2.3 作業流程

項目作業流程：測區踏勘→收集資料→技術設計→人員設備準備→航空攝影→像片控制測量→空三加密→內業數據采集→制作DLG、DEM、DOM→外業調繪→成果驗收、提交。

2.2.4 投入的人員和設備

人員配置：投入技術人員18人，其中高級工程師5人，工程師6人，技術員7人。

主要儀器設備配置：數字航攝儀1套，飛機1架，GPS4臺，全站儀2臺，汽車2輛，便攜式計算機1臺，全數字化攝影測量系統(VirtoZo 2014版)5套，自動空中三角測量系統(VirtoZo AAT V3.4NT版)1套，HP7100繪圖儀1臺，南方CASS9.2成圖軟件5套。

3 質量控制基本規定

3.1 質量檢查制度

該項目質量控制實行二級檢查一級驗收制度，過程檢查由檢測中心作業組質量檢查人員承擔，即項目級檢查,最終檢查由質量監督檢測室負責實施，即單位級檢查。測繪成果經最終檢查合格后進行驗收工作, 該級驗收工作由三峽集團建設管理公司組織實施，各級檢查驗收工作獨立，按順序進行。

3.2 質量檢查依據

主要包括：測繪合同；有關測繪的法律、法規和規范性文件；有關國家標準、行業標準；經審批的技術設計書或作業指導書。

3.3 檢查方式

a. 內業檢查。對測繪成果及測繪技術文檔等資料的各項內容進行室內100%詳查。

b. 外業檢查。對測繪成果野外100%詳查，按照《測繪成果質量檢查與驗收》規定,采用隨機抽樣的方法對幾何精度進行野外測點檢測，其隨機抽樣數量依據“批量與樣本量對照表”確定。

3.4 數學精度檢測規定

a. 檢測點位選取要求。圖類單位成果高程精度檢測、平面位置精度檢測及相對位置精度檢測，檢測點(邊)應分布均勻、位置明顯。檢測點(邊)數量視地物復雜程度、比例尺等具體情況確定，每幅圖一般各選取20～50個。

b. 精度統計要求。按單位成果統計數學精度，困難時可以適當擴大統計范圍。在允許中誤差2倍以內(含2倍)的誤差均應參與數學精度統計，超過允許中誤差2倍的誤差視為粗差。

c. 精度檢測公式選取。在精度評定時，利用高精度檢測進行質量評定，當檢測點(邊)數量少于20時，以誤差的算術平均值代替中誤差；大于20時按中誤差統計，高精度檢測中誤差按下式計算：

式中M——成果中誤差；

n——檢測點(邊)總數；

Δi——較差。

將檢測值視為真值。

4 質量控制實施過程

4.1 成果質量過程檢查

4.1.1 航攝影像

經檢查，航攝影像總體清晰、反差適中、層次豐富、色調飽滿、彩色表達正常。航攝影像主要存在問題及處理意見如下：

a. 01分區，02航線，003～017號像片，存在云影。

b. 04分區，01～06航線，整線像片，因晴天光照太強，導致山體陰影大。

經過分析，以上情況不影響成圖，資料可用, 對航攝影像存在陰影的區域組織技術人員進行外業補測。

4.1.2 像片控制點

在太平料場測區空三加密整體平差過程中，檢查發現新增加的7個像控點成果與原有的像控點成果資料存在一個偏差定值，X坐標差0.3m，Y坐標差2.7m，高程差0.4m。經內業過程反復檢查后，認為新增加的像控點成果有誤，反饋到外業像控點測量作業組查明原因，經檢查后確認，太平料場像控點GPS測量時，GPS基準站架設在20多km之外的向家壩壩區，未架設在就近的太平料場，導致GPS平差解算超出壩區轉換模型參數范圍。

處理方法：將GPS基準站架設在太平料場區域，以太平料場已有的控制點成果為起算數據，對7個像控點重新進行GPS觀測、計算，重測后成果滿足精度要求。

4.1.3 內業數據采集檢查

航測內業數據采集質量主要由攝影遙感室專業負責人控制，檢查的問題和處理情況如下：

a. 個別區域立體采集的陡崖位置與DEM生成的等高線存在誤差，反饋給數據采集人員重新修改。

b. 有些區域檢查發現等高線、陡崖錯位現象，經過分析主要是相鄰航帶間存在精度誤差、模型數據重疊度不夠所導致，對存在精度問題的像對重新進行相對定向和匹配，達到精度要求。

4.1.4 DEM數據編輯與DOM生產檢查

對DEM 與DOM生產的原始資料、作業過程等環節檢查的問題和處理情況如下：

a. 在上下兩個像對重疊處，有大片房屋時，DOM鑲嵌出來的房屋出現錯位變形情況，主要是因為兩條航帶間、房屋的攝影角度不一致，影像拼接時產生的錯位現象。

處理方法：在拼接成片房屋時，通過把鑲嵌線繞過房屋或盡量只以一個像對的房屋為準，解決錯位現象。

b. 對有些區域DOM存在色差的問題，通過局部勻光、勻色處理。

4.1.5 地形圖外業調繪工作底圖編制檢查

航測地形圖外業調繪工作底圖編制由具有編繪地形圖經驗的專業技術人員負責，工作底圖編制過程中檢查的問題和處理情況如下：

a. 地形圖部分圖幅之間接邊存在問題，檢查發現后反饋給數據采集作業人員進行修改。

b. 通過DOM與地形圖套合發現部分圖幅存在漏測地物，地物幾何形狀不相符(主要指漏測特征點)等，查出此類的問題，通知數據采集作業人員進行補測。

4.1.6 地形圖外業調繪檢查

地形圖外業調繪工作由具有編繪地形圖經驗的專業技術人員攜帶打印的圖紙現場核對、糾正，要求調繪資料注記詳細，并對復雜地物拍攝照片，以便內業修編參考。調繪過程中檢查的問題和處理情況如下：

a. 野外調繪過程中發現地物要素的屬性、圖式符號、分類、地物之間的拓撲關系等與現場不符的情況，調繪人員在圖紙上進行修改標注。

b. 對野外調繪過程中，有新增、變化的地形、地物，或者由于地物遮蔽、影像模糊等原因造成內業漏測的地形點、地物，在調繪圖紙上做標記，并根據現場實際情況進行補測。

4.1.7 地形圖外業調繪成果內業修編檢查

地形圖外業調繪成果內業修編工作由具有編繪地形圖經驗的專業技術人員負責修改，修改過程中檢查的問題和處理情況如下：利用現場調繪成果資料在計算機上對相應圖幅的電子文件進行修改，發現有外業調繪記錄不清楚、存在疑問的部位，現場再次補調。

4.2 成果質量最終檢查

4.2.1 數字線劃圖(DLG)

a. 空間參考系。通過核查分析、比對分析、實地檢測等方法對空間參考系進行全面檢查，主要檢查大地基準、高程基準、地圖投影各項質量元素是否符合要求。

b. 位置精度。通過核查分析、比對分析、實地檢測等方法對位置精度進行全面檢查，主要檢查平面精度、高程精度是否符合要求。

平面絕對位置中誤差檢測方法：從生產完成的100幅1∶1000比例尺地形圖中隨機抽查了14幅圖，檢測點的平面坐標利用全站儀采用外業散點法按測站點精度施測明顯地物點的三維坐標，并以圖幅為單位計算地物點的平面點位中誤差，對誤差最大的圖幅進行精度統計，其檢測結果見表1。

表1 數字線劃地形圖(DLG)平面絕對位置精度統計

注記點高程中誤差檢測方法：從生產完成的100幅1∶1000比例尺地形圖中隨機抽查了14幅，檢測點的高程值利用全站儀采用外業散點法按測站點精度施測地物點的高程值，并與圖上注記點的高程值進行對比，以圖幅為單位統計高程中誤差，對誤差最大的圖幅進行精度統計，其精度檢測結果見表2。

表2 數字線劃地形圖(DLG)高程精度統計

等高線高程中誤差檢測方法：采用外業實測和原有地形圖成果，通過相鄰等高線內插推算高程值的方法隨機抽查檢測地形圖的等高線高程中誤差，核查分析，等高線高程中誤差符合規范要求。

c. 屬性精度。通過核查分析、數據檢查軟件分析處理、剔除偽錯漏等方法對屬性精度進行全面檢查，主要檢查要素分類和要素屬性的正確程度以及要素屬性項完整性。

d. 完整性。通過核查分析檢查含有多余要素的程度和缺少應包含要素的程度。

e. 邏輯一致性。通過核查分析、數據檢查軟件分析處理等方法對邏輯一致性進行全面檢查，主要包括概念一致性、格式一致性、拓撲一致性。

f. 時間精度。通過核查分析檢查數據與資料的現實性。

g. 元數據。通過核查分析檢查元數據正確性和完整性。

h. 表征質量。通過核查分析、數據檢查軟件分析處理等方法對表征質量進行全面檢查，主要檢查幾何形態和要素地理形態反映的準確程度以及符號使用、注記使用、圖面整飾的正確性。

i. 附件質量。通過核查分析檢查圖歷簿和各類附屬文檔的完整性和準確性。

4.2.2 數字高程模型(DEM)

a. 空間參考系。通過核查分析、比對分析、實地檢測等方法對空間參考系進行全面檢查，主要檢查大地基準、高程基準、地圖投影各項質量元素是否符合要求。

b. 位置精度。通過核查分析、比對分析、實地檢測等方法對位置精度進行全面檢查，主要檢查平面精度、高程精度是否符合要求。

高程精度檢測方法：從生產完成的33幅1∶2000 DEM成果中隨機抽查6幅圖，用野外測量方法實地測量散點的三維坐標，用已建立的數字高程模型內插出檢測點位置上的高程，將其與對應的實測高程點相比較，求得每組高程差，并統計數字高程模型點的高程中誤差，對誤差最大的圖幅進行精度統計，其精度檢測結果見表3。

表3 數字高程模型(DEM)高程精度統計

c. 邏輯一致性。通過核查分析、數據檢查軟件分析處理等方法對格式一致性進行全面檢查，主要包括數據文件存儲組織、數據文件格式、數據文件命名是否符合要求以及數據文件是否缺失、多余、數據無法讀出。

d. 時間精度。通過核查分析檢查數據及資料的現實性。

e. 柵格質量。通過核查分析檢查格網參數的正確性。

f. 元數據質量。通過核查分析檢查元數據正確性和完整性。

g. 附件質量。通過核查分析檢查圖歷簿和各類附屬文檔的完整性和準確性。

4.2.3 數字正射影像圖(DOM)

a. 空間參考系。通過核查分析、比對分析、實地檢測等方法對空間參考系進行全面檢查，主要檢查大地基準、高程基準、地圖投影各項質量元素是否符合要求。

b. 位置精度。通過核查分析、比對分析、實地檢測等方法對位置精度進行全面檢查，主要檢查平面精度是否符合要求。其具體檢測方法如下：從生產完成的33幅1∶2000 DOM成果中隨機抽查5幅1∶2000 DOM(其中樞紐區左岸2幅，右岸2幅，太平料場1幅)，通過利用符合精度要求的1∶2000數字線劃圖與數字正攝影像圖疊加后，在圖上分別獲取線劃地形圖與數字正攝影像上同名點坐標，并以圖幅為單位統計DOM平面位置中誤差，對誤差最大的圖幅進行精度統計，其精度檢測結果見表4。

表4 數字正射影像圖(DOM)平面絕對位置精度統計

c. 邏輯一致性。通過核查分析、數據檢查軟件分析處理等方法對格式一致性進行全面檢查，主要包括數據文件存儲組織、數據文件格式、數據文件命名是否符合要求以及數據文件是否缺失、多余、數據無法讀出。

d. 時間精度。通過核查分析，檢查數據及資料的現實性。

e. 影像質量。通過目視、數據檢查軟件等方法檢查影像特征，主要檢查色彩模式是否符合要求；檢查影像色調不均勻、明顯失真、反差不明顯的區域；檢查影響噪聲、污點、劃痕等的影響程度；檢查由于數據處理造成的紋理不清、噪聲、清晰度差、影像模糊、裂縫、漏洞等無法判讀影像信息的區域或像素缺失、丟失的程度。

f. 元數據質量。通過核查分析，檢查元數據正確性和完整性。

g. 表征質量。通過核查分析等方法檢查圖廓整飾的正確性。

h. 附件質量。通過核查分析，檢查圖力簿和各類附屬文檔的完整性和準確性。

4.3 成果驗收質量控制

測繪成果經最終檢查合格后，編寫質量檢查報告，隨成果一并提交驗收。驗收工作由三峽集團建設管理公司組織實施，驗收中發現有不符合技術標準、技術設計書的成果時，應及時提出處理意見，交生產單位進行改正。當問題較多或性質較重時，可將部分或全部成果退回生產單位重新處理，然后再交給驗收部門進行復檢, 直至不再存在問題為止。

5 結 語

該項目DLG、DEM 、DOM成果通過“二級檢查，一級驗收”質量控制后，成果質量元素各項內容滿足技術設計要求，成果綜合質量評定為優良，可以為向家壩水電站后期工程建設、樞紐運行管理等項目提供使用。

[1] 國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會. GB/T 18316—2008數字測繪成果質量檢查與驗收[S]. 北京： 中國標準出版社， 2008.

[2] 國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會. GB/T 24356—2009測繪成果質量檢查與驗收[S]. 北京： 中國標準出版社， 2009.

[3] 國家測繪地理信息局職業技能指導中心. 測繪管理與法律法規[M]. 北京： 測繪出版社， 2015.

[4] 國家測繪地理信息局. CH/T 9008.3—2010基礎地理信息數字成果1∶500、1∶1000、1∶2000數字正射影像圖[S]. 北京： 測繪出版社，2010.

SurveyingandmappingresultproductionqualitycontrolofaerialphotographysurveyingprojectinXiangjiabaHydropowerStation

SI Sanping1, 2

(1.YangtzeThreeGorgesTechnologyandEconomyDevelopmentCo.,Ltd.,EngineeringTestingCenter,Yichang443133,China;2.ChinaThreeGorgesCorporationSurveyCenter,Yichang443133,China)

In the paper, aerial photography surveying project of Xiangjiaba Hydropower Station Project is adopted as an example for describing the quality control process and quality inspection method of aerial photography surveying technique production DLG, DEM and DOM results, thereby providing reference for similar projects.

aerial photogrammetry; surveying and mapping results; process inspection; final inspection; acceptance

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.011.016

P231

B

1005-4774(2017)011-0065-05