关于快速实现基础测绘生产的探讨

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2017年11月11日 11:18

...三十三期 房产测绘聚细流以成江海

张海艳++李军++马红利

摘 要:该文介绍了在1:10 000基础测绘实际生产过程中,以新疆1万叶城实验区作为实验,通过在INPHO下进行实现快速空三加密、提取DTM、生产DOM、DSM;在DSM基础上反生的等高线与传统在JX4立体下采集等高线的方法相结合,高效、高精度的完成等高线采集工作,从而在很大程度上快速、高效的实现基础测绘的生产。

关键词:DTM DSM 反生等高线

中图分类号:P23 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)06(c)-0082-05

Abstract: This article introduces the 1∶10 000 basic surveying and mapping, in the process of actual production in Xinjiang Yecheng 1∶10 000 experimental area as the experiment, through fast under the INPHO empty three encryption, extract DTM, production DOM, DSM; Born in DSM based on the contour and the traditional acquisition under JX4 three-dimensional contours combined method, high efficiency, high precision contour acquisition work.

Key Words: DTM; DSM; The raw contour

“十二五”期間,国家测绘地理信息局大力推进地理信息资源共享整合和互联互通,完成了全国1∶10 000 基础地理信息数据库整合升级,基础测绘项目是当前各级政府大力推进与实施的一项基础性、前期性的工作。随着社会和科技的不断发展,传统的技术路线、作业模式已经不能满足现实的发展要求,因此为了减少人工的作业量和缩短生产作业周期、提升生产效率值、保证作业精度就必须要有一套科学的、行之有效的生产作业工艺流程和作业生产模式,只有这样才能更有效的满足当前的需要。

1 实验基础测绘生产工艺流程介绍

1.1 实验基础

该实验以INPHO软件为依托平台,INPHO摄影测量系统是由世界著名的测绘学家Fritz Ackermann教授于20世纪80年代在德国斯图加特创立,INPHO支持各种扫描框幅式相机、数字CCD相机、自定义相机、推扫式相机以及卫星传感器获取的影像数据的处理,其模块化的产品体系使得INPHO极为方便地整合到其他工作流程中。

MATCH-AT基于先进而独特的影像处理算法为用户提供了高精度、高效率、高稳定性的航空三角摄影测量软件。对于各种航空框幅式相机、数字框幅式CCD相机、推扫式ADS40相机甚至无人机承载的数码相机等获取的影像均可实现完全自动化的高效空三处理。对于沙漠、水域等纹理较差的区域都可实现自动、有效的连接点匹配。

MATCH-T DSM自动进行地形和地表提取,从航空或卫星影像中提取高精度的数字地形模型(DTM)和数字地表模型(DSM),为整个目标测区生成无缝模型。自动选择最适影像进行智能多影像匹配,生成的DSM可以媲美LIDAR点云数据。

OrthoMaster是INPHO的一款为数字航片或卫片进行严格正射纠正的专业软件。处理过程高度自动化,并且生产效率非常高效。既可以处理单景影像,也可同时处理测区内的所有影像。既支持DTM进行严格正射纠正,也可以基于平面模型进行纠正。与OrthoVista结合后可以生成正射镶嵌图。

OrthoVista是全球领先的生产镶嵌匀色影像的专业软件。利用先进的影像处理技术,对任意来源的正射影像进行自动调整、合并,从而生成一幅无缝的、颜色平衡的镶嵌图。全自动的拼接线查找算法可以探测人工建筑物,因而拼接线甚至是在城区依然可以有效地绕开建筑物,并可自动调整拼接线周边羽化区域。可同时处理上万张影像。

该文通过介绍在以上INPHO模块下进行快速空三加密、提取DTM、生产DOM、DSM;在DSM基础上反生的等高线与传统在JX4立体下采集等高线的方法相结合,高效、高精度的完成等高线采集工作,来代替常规的部分操作流程,从而使1∶10 000基础测绘更新的周期大大缩短,作业技术有了进一步的提高。

1.2 实验概况与数据准备

区域概况:实验区位于新疆维吾尔自治区西南部。南依昆仑山山脉,紧连塔克拉玛干沙漠,总面积约2 162 km2。海拔约1 500~2 900 m,冲积扇绿洲区域分布有大量农田和居民地。地形南高北低,主要为山地和丘陵地。

数据准备:选取叶城南区域三个区域网的45幅图等高距为10 m的高三区域作为研究区域,进行快速空三加密;选取45幅图中的具有不同地貌特征的6幅图作为反生等高线的研究区域。

1.3 实验生产工艺流程介绍

基于航摄影像资料,参考其他资料,根据不同区域的地形特征、地形类别和精度要求等,采用相应的控制测量、快速空三加密、提取DTM、生产DOM、DSM;在DSM基础上反生等高线;像片调绘,完成项目规定覆盖范围内数字正射影像、数字线划图和数字高程模型的生产。

以下为传统基础测绘生产工艺流程和该实验基础测绘生产工艺流程图的详细比较,见图1、图2。

2 实验内容及方法

2.1 快速空三加密(用时6 h)

(1)在安装目录下点击生成的图标来启动“Applications Master”新建工程,从相机编辑器导入已存在的相机文件,从文件导入GNSS坐标,确认坐标系统和单位,如果这里的坐标类型和项目单位与创建的项目不同,会做自动的转换,下一步进入航带生成和外方位元素初始化界面,可以通过加载的GNSS/IMU进行航带的自动生成和外方位元素初始化,最后根据实际情况设置标准差。见图3。

相片数:524。

(2)打开控制点编辑导入控制点,建立金字塔,量测控制点。

控制点的量测有两种操作方式:先手工量测所有的地面控制点,然后启动空中三角测量进行自动连接点提取。这个过程得出来的结果是绝对外方位元素。这个方法是传统的方式并且推荐使用,为了要得到更好的自动连接点提取结果,最好先量测控制点并利用尽可能好的量测数据,如GNSS/IMU。在没有量测控制点的情况下进行空三计算。在自动连接点提取和后处理之后得出的是比较稳定的连接点和相对外方位元素。如果手里有充足的地面控制点,建议不要使用这个流程。

注意:有时候如果需要手工量测大量地面控制点,利用迭代的方式量测控制点会很有帮助,首先自动提取连接点,然后手工量测4个焦点的控制点,然后后处理,之后控制点的位置只需做微调即可。

(3)在“Applications Master下的MATCH-AT”子菜单选择Triangulation启动空中三角测量连接点提取用时:50 min每张片子上至少有200个点,photo measure tool中查看空三结果(要在以下情况出现时进行后处理:点的附加量测;标准差设置改变;自动提取的连接点被中心量测。后处理也就是对前面的运行结果进行重新计算,它只会在测区中的点重新量测后或者平差参数改变。前面运行的结果会在后处理中被当作近似值利用,与新量测的点或者改变的参数进行测区平差)。

(4)抽希点有两个关键的参数。

①Match-AT通常会在自动提取连接点的时候创建一些连接点蔟,即多个连接点距离很近,为了得到这个蔟中的最后的点,需要设置每个簇中连接点间的最小距离,在这个距离之内只保存一个点。

②剔除2度重叠点:因为2度重叠点只连接两张像片,可信度较差,但这里有两个选项,是选择删除全部2度重叠点还是要保留每个航带头尾两张像片的2度重叠点。

2.2 生产DOM、提取DSM(用时7 h)

单片正射:( 用时3 h,采用提取的dtm作为正射),正射裁切(匀色、拼接、标准分幅一次产生)orthovista用时3 h45 min;DSM提取(用时30 min),如图4、图5所示。

2.3 DSM反生等高线

地形类别为高山地。

JX4下立体采集等高线与Inpho反生曲线对比:基于立体影像的等高线检查是一种最基本的检测方法。经过检测,实验区的等高线数据全部符合精度要求。如图6、图7所示。

2.4 实验结果及对比分析

根据前面对试验区域研究分析得出,在INPHO下空三部分自动化程度较高,对于构架航线无需特殊设置及处理,同时经把空三加密数据在JX4下生成立体相对通过控制点和保密点检测高程最大存在大约2 m的误差,但在精度要求范围内;在INPHO下DSM反生的等高线将其再次套合到影像上,对其进行检查修侧或对其中特别差的等高线再用传统采集方法将其补充完整,由表1可知,在INPHO下进行1∶10 000基础测绘明显缩短了作业周期,减少了人工参与,大大缩短工期;对于此种由自动生成等高线与传统检查修侧相结合方法制作的等高线完全可以满足成果数据要求;INPHO数字摄影测量系统在DOM的生产上具有独特的优势,速度快、精度高,同时很好地解决了DOM影像的接边难题,其次也很好地解决了影像的匀光、匀色难题。

3 结语

随着计算机技术的不断发展和成熟,从而带动了数字制图技术的发展,由于这一技术的发展,给测绘工作带来了快捷和高效,其表现为提高了工作效率、缩短了制图的周期,INPHO软件是计算机发展的产物,它不仅使传统的复杂作业流程更简单化、自动化,而且使更多的人员从繁琐的重复作业中解脱出来。但是由于目前还无法真正实现完全的全自动化处理,部分工作还需要人机配合完成。当然,随着当今科学技术、生产技术及INPHO软件的不断发展与完善,相信定会有更好的作业方式应用于实践的作业过程中,希望大家共同探讨、共同学习。

参考文献

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[2] INPHO OrthoVista中文操作手册[M].北京超图软件股份有限公司,2012.

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