基于数字正射影像的数字化调绘

乔 斌 ，张兵国

（1.新疆维吾尔自治区第一测绘院，新疆 昌吉 831100）

1 技术方案

1.1 自由网平差方案

其基本思路为：基于全数字摄影测量系统，利用GPS辅助空中三角测量,自动生成初步的数字高程模型(DEM)和数字正射影像,并用它进行快速空间数据更新。

首先，基于全数字摄影测量工作站,在包含成图区域的范围内概略加密，以图幅为单位进行立体建模，通过立体模型进行地物判译，不能判定的地物作重点标记。考虑到新增地物的补标和其他要素调绘，以及数据的可靠性和一致性，提供给外业人员粗纠正的正射影像图（DOM）、矢量线划图（DLG）、DEM以及和内业采集系统一致的数据处理软件。然后，由调绘人员对DLG进行核查和补调，并在计算机上适时进行更新。外业像片控制测量结束后，由内业利用最终的空中三角测量，生成全测区的正确的立体模型，根据DPS系统提供的二次定向功能,进行模型的纠正，实现数字化调绘DLG数据的二次纠正.并与外业像控点、检测点及已成图接边进行检查。分发后由内业人员进行下一步作业，如图1所示。

图1 自由网平差作业流程图

1.2 完全无控制方案

该作业方式要求外业的硬件设备能够从事立体观测，在室内或出测后直接建立立体模型，内外业人员或独立或相互配合进行室内地物的判译。由于无任何控制点参与平差，提供给外业人员的数据只能是线划图，外业当天调绘结束后，应及时在立体模型上将变化和新增的地物进行补充采集。待测区加密完成后，直接将立体模型数据纳入到大地坐标系中完成数据转换。

1.3 方案比较

1）自由网平差需要从地理底图上查找明显地物特征点的坐标；完全无控制方案则不需此步骤，但后续工作量很大。

2）在内业数据处理中，自由网平差需在JX4、航天远景和VirtuoZo系统之间来回切换；完全无控制方案要求在统一的系统中完成。

3）自由网平差方式在模型接边、给外业提供的数据种类方面具有一定的优势。

从综合因素来看，完全无控制方案对软硬件和作业人员综合素质的要求都很高，不宜广泛推广。自由网平差方案较适合于内、外业有序地进行数字调绘项目生产，因此，本文重点介绍基于全数字摄影测量工作站的自由网平差方式的作业模式。

2 数字化调绘实现的关键技术

2.1 正射影像

为了减少纹理信息的损失，提高影像的清晰度，同时保证单幅影像的数据量适中，便于外业调用，一般影像重采样间隔的设置为0.5 m。

2.2 影像测图

供外业调绘人员使用的基于正射影像的矢量数据采集有2种平台：CASS中小比例尺软件和全数字摄影测量工作站的IGS采集模块。通过近年的实际作业发现，CASS中小比例尺软件在图层组织、数据代码定义、符号库设计等方面与1∶10 000地形图编辑、入库系统存在较大的差异，二次纠正前的数据处理与转换等前期工作量较大。全数字摄影测量工作站的IGS采集模块则恰恰相反，由于内业也使用该模块进行立体模型的数据采集，因此，二者作业流程完全保持一致，外业采集的数据经过少量的编辑、纠正后可被内业使用。

图2 纠正流程图

由图2可知，用全数字摄影测量工作站的IGS采集数据，不经过数据的2次转换。纠正后，直接被内业使用，实现了“一套数据、两种用途”的目的。

2.3 调绘底图的编辑、制作

矢量采集结束，经调绘人员核查、修改后，即转入最后的编辑阶段。将DLG数据导入全数字摄影测量系统对变化的地物进行修测，需要注意的是，DLG数据在导入前应转换成三维数据模式，并为DXF数据格式，测图完毕后导入AutoCAD进行数据编辑，此方法还有利于修测地貌。编辑主要在AutoCADR2004下进行，主要步骤有：①数据导出（*TC.DXF、*MX.DXF）；②符号自动化；③自动赋线宽；④插入TIFF格式的正射影像；⑤补调面状地物和各种说明注记；⑥ 图廓外整饰。图3和图4为同一地区的2种调绘效果图。

图3 手工调绘图

图4 数字调绘图

3 精度分析

为了验证基于全数字摄影工作站数字调绘作业方式的成图精度，我们选取了某一测区的部分地物进行比较，地形类别为平地，在图内均匀、随机量测了多种地物，与已成图比较，误差统计如表1所示。

表1 误差统计表/m

由表1可知，地物的平面精度符合1∶10 000基础测绘内业规范的要求；数字化调绘成果经纠正后可满足1∶10 000基础测绘成图要求。

[1]郭辉,陈万年,梁飞.1:10 000 DLG地物数据快速更新方法探讨[J].地理空间信息,2006，4(6):72-74

[2]祝国瑞.地图设计与编绘[M].武汉:武汉大学出版社,2010

[3]廖克.现代地图学教程[M].北京:科学出版社,2007

[4]张祖勋,张剑清.数字摄影测量[M].武汉:武汉大学出版社,2000