数字测绘生产作业流程

1、数字测绘生产作业流程1 .概述2.航摄设计与航摄资料验收3.项目技术设计4.数字影像获取5.控制测量6.外业调绘与补测147 .空中三角测量8.模型定向9.生成核线影像。1 0 .影像匹配及匹配结果的编辑。一。1 91 1 . DEM提取与拼接。12.自动生成等高线13.正射影像生成与镶嵌211 4 .全要素地物采集2216.城市建模与三维景观2617. GI S建库27质量控制与验收29提交成果。29概述本篇共分19个章节，涉及航飞设计，工程项目技术设计，外业控制测 量和调绘，解析空中三角测量，地物采集（DLG数字线划图测绘），数字地形 模型（DEM）生成和拼接，数字正射影像（DOM）纠正及

2、镶嵌，数字地形图编 辑，城市建模和三维景观，GIS建库，以及质量控制等数字测绘工程的全过 程。航摄设计与航摄资料验收1. 摄比例尺的选择摄影比例尺的选择，应顾及航高和焦距，三者是相互关联的。这主要 取决于用户对航测成果的精度要求，同时还应考虑安全航高及地形条件。平面精度与摄影比例尺有关，而高程精度与航高有关。当摄影比例尺 为定值时，则航高与航摄仪焦距成正比，即采用较短的焦距，摄影的航高 应随之成比例地降低，反之亦然。航摄比例尺一般按成图比例尺确定。国标航空摄影规范对各种比例尺地形图的摄影比例尺有相应的规定范围（参见下表）成图比例航摄比例尺尺1 : 5001 : 2000 - - - 1 : 3

3、0001 : 10001 : 4000 - - - 1 : 60001 : 20001 : 8000 - - - 1 : 1 20001 : 50001 : 1 5000 - - - 1 : 200001 : 1 00001 : 25000 - - - 1 : 35000根据经验，航测成图一般为放大成图，放大倍率通常为4-6倍，这 样即可保证成图精度，又可把测绘工作量减少到最小。例如，城市1 : 500大比例尺地形图，摄影比例尺通常采用1: 2500 - - 1: 3000。对于大比例尺测图，如果摄影比例尺已经确定，例如1: 3000,则 可根据安全航高的限制选择适宜的焦距，焦距越短成图的高程

4、精度越高； 但是同时必须照顾到减少阴影和摄影死角，焦距偏短则会加大阴影。一般 在1 53 mm, 210nm和305 mm三种焦距之间选择，在满足安全航高的前提 下，可选择较短的焦距。2. 航摄仪的选择常规航摄仪目前，国内航摄仪主要有两大类：瑞士保卡公司生产的 RC10, RC2 0, RC30系列和德国蔡司公司生产的RMK, LMK系列航空摄影机。前 者框标位于承片框的四角位置，而后者位于四边的中心位置。这两种航空 摄影机的像幅均是23cmx 23cm 。它们都具有较高的分解力和较小的畸变差。但国内尚有一些老式的18cmx 18cm航摄仪仍在使用之中，由于像片 覆盖面积小，加上镜头分解力低、

5、畸变差大，将会大大影响航测生产效率 和质量，应尽量避免使用。航摄仪焦距，对于23cmX 23cm像幅一般有如下几种选择：305mm （常角），210mm （中角），152mm （宽角），87.5mm（特宽角）。航摄仪必须定期进行检定，通常每隔12年检定一次。航摄仪检定 表通常包括如下数据：检定焦距：精度0. 01 mm;框标坐标（x, y ）或框标距（L）:精度0. 01 mm;主点坐标（x0,y0）:精度0.01 mm;镜头径向畸变差：精度0. 0 0 3mm;机载GPS航摄系统机载GPS航摄系统，是由航摄仪、机载GPS天线、GPS信号接收机 （机载一台，地面一个或多个基准站）及相应连接部件

6、组成。利用GPS 载波相位测量差分定位技术，通过测后数据处理获取航摄仪暴光瞬间摄影 中心的三维坐标和方位元素，参与 GPS辅助空中三角测量的联合平差， 可实现少控制点或无控制点空中三角测量。新型的RC系列及LMK系列航摄仪，都是机载GPS航摄系统。国内常 规的航摄仪，很多已改造成机载GPS航摄系统。3. 航摄设计航摄设计也称航带设计。在航空摄影之前，首先应选择确定像幅、航 高和摄影比例尺，然后在较小比例尺地形图上进行航摄设计。航摄设计用图习惯上有如下约定：a.航摄比例尺大于或等于1 : 4 000时，一般采用1 : 1 0000比 例尺地形图。b.航摄比例尺小于1 : 4000时，一般采用1

7、: 50000比例尺地 形图。航摄范围内航摄分区一般应与成图图廓线相一致。航线飞行方向一般 为东西向，少数情况下根据地形走向亦可为南北向。根据专业测绘的特定 要求（如沿铁路、公路线路），航线飞行方向可以为任意方向。为了保证规定的航摄重叠度和不出现摄影漏洞，航摄平均高度需根据 摄区地形高差计算求得。航摄季节和航摄时间的确定，应考虑如下因素：a.选择本摄区最有利的天气条件，尽量减少地表植被和其他覆 盖物（如积雪、洪水等）对摄影和测图的不利影响；b.航摄时间的选择，既要保证具有充足的光照度，又要避免过 大的阴影；一般摄影时间应限制在正午前后的一段时间内；4. 航摄资料验收航空摄影完成后，应对测区的航

8、空像片，主要是航摄底片进行检 查验收。检查飞行质量和摄影质量是否符合规范规定的要求。检查项 目一般包括如下内容：对飞行质量的要求：a.立体像对的航向重叠度：60%- 65%,个别最大不得大于 75%,个别最小不得小于53%;b.相邻航线的旁向重叠度：30% - - 35%,最小不得小于 13%;c.像片倾斜角：一般不大于2个别最大不大于4d.航偏角：一般不大于6° ,最大不大于15。；e.航线弯曲度：不得大于3%;f. 航高差：相邻像片航高差不得大于20m,同一航线内航高差 不得大于30 m;g.航摄漏洞：检查全测区是否完全被立体像对所覆盖；h.航摄比例尺：检查航摄比例尺是否符合合同

9、规定；对摄影质量的要求：a.清晰度、反差：影像应清晰，层次丰富，反差适中，色调柔 和，可辨认细小地物；b.框标影像：框标影像必须清晰、齐全；c.软片压平：压平精度检查应小于0. 02 mm;d.底片缺陷：检查底片上是否有云、云影、划痕、静电斑痕、 折伤、脱胶等；其他资料：a.航摄仪内方位元素鉴定表b.摄区像片索引图c.机载GPS观测数据及预处理结果分析表三.项目技术设计航测数字化测绘项目，一般都是精度要求高、工期紧迫、测绘内容复 杂的综合性测绘工程。在测绘项目启动之前，项目承担方（乙方）应由有 经验的技术人员负责起草测绘工程项目的技术设计书，经技术总负责人 （一般是总工程师）审查签字，加盖单位

10、公章，然后提交甲方进行审核批 准。经甲方项目负责人签字并加盖单位公章后，则该项目技术设计书方可 正式生效，在测绘工程中作为指导生产的技术依据。项目技术设计书，一般由如下部分组成：1。任务概述简要描述此项测绘任务的重要性以及在地区经济建设和城市规划等方 面的作用。同时明确该项测绘工程的测绘范围、工作量、完成时间，以及 航测内业测绘、外业控制测量和调绘等项任务的承担单位。2 .测区概况测区概况通常应包括如下几个方面的内容：a.测区的自然景色以及独特著称的人文景观；b.测区技术经济特色及发展前景；c.测区的地理位置，如测区位于东经 1183530120181 5,北纬 284630302835。d.

11、城市建筑密集程度；e.交通及水系发达情况；f.测区地貌及植被情况，包括地势起伏情况，所属地形类别 （平地、丘陵地、山地及高山地等），最低、平均及最高海拔高程，植被覆盖及密集程度等。3 .航摄资料情况航摄资料情况通常应包括如下几个方面的内容：a.航空摄影工作的承担单位及完成日期；b.航摄飞机类型； c.航空摄影机型号：如RMK-A或RC30;d. 航摄仪焦距：如152. 375mm;e.飞行方式：如常规航迹线为东西方向；f. 摄影比例尺；g.像幅：如 23c mX2 3 cm；h.航摄底片类型：黑白，彩红外，真彩色等；1. 航摄资料验收情况：包括航向、旁向重叠是否符合规范要 求，有否航摄漏洞，像

12、片倾斜角及旋偏角是否超限，航摄补飞情 况，影像反差及投影差（高层建筑物）是否适中等。4. 作业技术依据作业技术依据，是指此测绘项目生产作业过程中，所依据的相应比例 尺地形图国家标准，行业标准，以及地方标准。同时也包括批准后的本项 目技术设计书。国家标准，通常包括相宜比例尺的航空摄影测量外业规范，航 空摄影测量内业规范，地形图图式。行业标准，是指相关行业制定的标准，如适于城市测量的城市测量 规范。地方标准，则是指地方省市指定的测绘标准，如上海市的上海市城 市测量规范。5. 已有资料情况已有资料通常是指测区已有的基础控制资料和已测绘的地形图资料。 基础控制资料是测区布设像控点的基础；而已有的地形图

13、资料，可以作为 本测绘工程的参考，应加以充分利用。一般在编写项目技术设计书之前，需到测区进行现场踏勘，即在搜集 当地已有资料基础上，实地对既有的三角点、水准点等进行踏勘。由于地层沉降以及人为破坏些基础控制点往往不能使用，有时需要作基础控制补充测量。6. 软、硬件设备配置软、硬件设备配置，是指用于完成本测绘项目的主要硬件平台、相关 设备以及相应软件系统。软件系统一般应包括：空中三角测量软件，数据 采集软件，图形数据编辑软件，图象处理软件，城市建模可视化软件，地 理信息系统软件，数据库建库软件等。7. 成图规格及精度指标成图规格及精度指标还可细分成如下几项内容：数学基础：投影方式：国内通常采用高斯

14、-克吕格。带（或。带）投影；平面坐标系统：例如采用19 54年北京坐标系或地方独立坐标系，通 常写明测区中央子午线xxx xx'高程系统：一般采用1985国家高程基准，也有采用1956黄海高程 系或独立高程系统；基本等高距：等高距根据测区地形类别和用图需要确定。高程注记点：注记密度：例如图上每平方分米（10c mx 10cm） 6 10个点；实测方法：如外业水准测量方法；产品规格地形图分幅：50c mx 50cm （正方形）或40c mx 50 cm （矩形）；图幅编号：采用国家标准或当地习惯作法；图廓整饰：按国标图式或地方习惯作法；成图比例尺：根据合同由甲方确定；产品基本内容：如DO

15、M、DEM、DLG;产品介质：磁介质（光盘）或聚脂薄膜线划图等；数据格式栅格数据：正射影像通常采用TIFF格式；矢量数据：如E00 , DXF, DWG, TEXT格式。DEM数据：如DXF, TEXT格式；成图精度成图精度是指地形图的各项精度指标，通常应对如下精度指标做出明 确规定：平面位置中误差：a.内业加密点对最近野外控制点的点位中误差（图上），按有关 规范确定不同地形类别（平地、丘陵地，山地、高山地）的中误差 限差；b.地物点对最近野外控制点的点位中误差（图上），按有关规范确定不同地形类别（平地、丘陵地，山地、高山地）的中误差限差；c.影像图地形元素的平面位置对最近野外控制点的点位中误

16、差 （图上），按有关规范确定不同地形类别（平地、丘陵地，山地、高山地）的中误差限差；高程中误差：a.内业加密点对最近野外控制点的高程中误差，按有关规范确定不同地形类别（平地，丘陵地，山地，高山地）的中误差限差；b.高程注记点对最近野外控制点的高程中误差，按有关规范确定不 同地形类别（平地，丘陵地，山地，高山地）的中误差限差；c.等高线插求点对最近野外控制点的高程中误差，按有关规范确定 不同地形类别（平地，丘陵地，山地，高山地）的中误差限差；格网对最近野外控制点的高程中误差，按有关规范确定不同地形类 别（平地，丘陵地，山地，高山地）的中误差限差；困难地区的精度要求：困难地区（如阴影、摄影死角、森

17、林、隐蔽等困难地区）的平面和高程中误差限差，可按一般规定放宽1/2。最大误差的规定：中误差的两倍值为最大误差。8. 生产流程及工序技术指标项目技术设计书一般应包括整个生产作业的流程图和各生产工序的技 术精度指标。下图是数字测绘生产流程的一个示例。各工序技术精度指标下面以某测绘工程为例，将相关工序的主要技术精度指标列出仅 供参考。a.航片扫描：扫描分辨率：25m；扫描质量要求：扫描影象反差适中，色调饱满，框标清晰。b. 空三加密空三构网方法：利用Vi rt uoZoNT构建空中三角网；区域平差方法：采用世界著名的PAT-B光束法软件进行区域网平差；内定向限差：小于8m；相对定向点残余上下视差：小

18、于8m；加密成果精度要求：（平面指图上）限差类别加密点中误差定向点残差多余控制点不符值公共点较差限差平 面(mm )高 程(m)平面(mm )高程(m)平 面(mm )高 程(m)平 面(mm )高 程(m)平地、丘陵山地说明加密点中误差的倍加密点中误差的倍加密点中误差的2倍说明：对于隐蔽地区，上表中的限差可放宽1/2。c. DEM生成及拼接DEM格网间距：2. 5m （地面）；DEM格网点对于最近野外控制点的高程中误差：平地为0.4m, 丘陵地为0. 5m,山地为0. 7m。DEM接边精度：为格网点中误差的2倍。数据格式：DEM数据文件以图幅为单位存储，文件为文本格式。d.正射影像纠正及镶嵌

19、文件格式：Ti f f格式（非压缩）数据文件以图幅为单位储存；输出分辨率：数字正射影象图的输出分辨率为300DPI ;匹配窗口：为11*11 15*15象素；接边限差：一般不大于图上1. 0 mm ,最大不大于图上1. 5 mm;接边方式：相邻像对间、相邻图幅间DOM应进行接边，接边的 DOM影象应清晰，接边影象不允许出现明显的模糊、重 影及明显的拼接痕迹。色调要求：DOM影象应清晰，纹理信息丰富，片与片之间尽量保 持色调均匀，反差适中，图面上视觉效果良好。E. DLG数据采集定向方法：绝对定向以加密成果导入，原则上不做修改。图幅矢量数据接边精度要求：、项目、地形、一般限差最大限差平面1. 0

20、 m1. 25m高程平地丘陵山地平地丘陵山地0. 70m1. 0 m1. 50m1. 0 m1. 50m2. 0 m数字测绘生产流程:9. 作业技术方案作业技术方案应包括各主要生产流程的作业原则、技术方案、实测方 法等。下面列出主要生产流程应包括的工序，每个工序的作业技术方案这 里就不列举。像片控制测量外业调绘空中三角测量空间基础数据采集DEM生成及接边正射影像纠正及镶嵌城市建模及三维景观1 0.质量控制质量控制是保证数字测绘产品质量的不可缺少的重要环节。质量控制 要有一系列的保证措施，而且要自始至终贯彻在数字测绘生产流程的各个 工序和每一个环节。每个从事测绘生产的单位，都必须建立完善的质量管

21、 理体系。已经通过I SO9000国际标准化质量管理体系认证的单位，必须 严格按ISO9000质量管理体系控制文件执行。质量控制的关键环节包 括：a. 质量记录：每个生产流程的每个作业环节，都必须填写和保留全套完整的质量记 录文件。这是I SO9000国际标准化质量管理体系的核心所在。b. 各工序质量检查：每个生产流程的每个作业环节，都必须建立严格的专职质量检查制 度，而且要由作业员、检查员、技术负责人签字。c. 成果检查验收：各项测绘成果，实行按生产过程逐级检查验收制度，下工序要检查反 馈上工序的质量问题，如发现质量不合格产品，需按规定程序进行处理。最终产品的检查验收，应执行测绘产品标准CH

22、1 002- 95测绘产品 验收规定和CH1003- 95测绘产品评定标准。11。成果提交1） 提交成果资料内容a.控制像片b.像控点成果c.内业加密成果d.数字矢量地形图（DLG）e.数字地面模型（DEMI） f.数字正射影像图（DOM）2） 成果数据格式a.矢量数据（DLG）:如DXF格式或E00格式等；b.栅格数据（DOM）:如Tiff格式；c.地形数据（DEM）:如TEXT文本格式；3） 成果提交介质数字测绘成果提交的介质，通常都采用磁介质，如光盘或硬磁盘。根 据用户需求，也可以提供聚脂薄膜线划地形图，彩色正射影像图等。4） 其他文件资料a.项目技术设计书；b.产品质量检查验收报告；c

23、.项目技术总结。四.数字影像获取1 .数字影象数字影象是数字摄影测量的基础原始数据。数字影象是以象元（象素 pixel）为单位，以灰度值表示的灰度矩阵。也就是说，在扫描过程中将 光学影象抽象为像元的点阵，每个像元范围（一个微小的区域）取灰度的 平均值作为灰度值。2 . 数字影象获取数字影象可直接从装在飞行器上的传感器产生，记录在磁介质上；也 可以利用影象数字化器对摄取的光学影象扫描来获取，即把原来模拟方式 的信息转换成数字形式的信息.通常的航空像片，均须利用高精度的专用扫描仪将其（航摄底片）数 字化.这种扫描仪一般是由CCD（电偶合器件）阵列传感器组成，分为线阵 列和面阵列两种排列方式.目前，

24、用于数字摄影测量的高精度扫描仪，主要有如下几种：a. Lei ca - Hel ava 公司的 DSW 300 扫描仪b. Zes s - I nt er g r ap h 公司的 PhotoScan 扫描仪c. Vexcel 4000 及 Ul t r as can 5000 扫描仪3 . 影像数据量数字影象的每一个数据代表了被摄物体上一个点的灰度或辐射强度, 此点称为像元素、或像素、或像元.像素的灰度值常以8位二进制数表示，即一个字节（byte）.像素的间隔即采样间隔，由影象的分辨率确定.当采样间隔为0. 025mm（ 25科）时，一张 23cm X 23 cm 的影象 的数据量约为 80

25、MB （兆）字节.而一张彩色影像的数据量，为黑白影像的3倍，约240MB字 节。4 .影像的分辨率用于数字摄影测量测绘生产的影像扫描分辨率，通常采用25科，完 全可以满足4D产品的精度要求。对于一些特定要求的项目，诸如高精度 的空中三角测量，可采用更高的影像分辨率，如15如果原始影像为彩色影像，为了减少数据量，提高生产效率，而又不 降低数字测绘产品的精度，可以将原始影像转换成黑白影像，除了正射影 像采用彩色影像外，其余生产过程（DLG, DEM等）均可采用黑白影像。五.控制测量1 .基本概念控制测量，这里主要是指像片控制测量。根据测区提供的基础控制资 料，即高等级的国家三角点和水准点，布设和实

26、测像片控制点，作为内业 空中三角测量的起算数据。对于测区基础控制资料不足的情况，则在进行像片控制测量之前，应 先作补充基础控制测量，其成果视情况可纳入基础控制网；或者根据测区 的实际情况，专门针对本测绘项目的像片控制测量，布设相应的高等级控 制网。例如，合理的布设四等GPS点以及4等水准，作为象片控制测量 的基础控制。作为基础控制测量的4等水准路线，应起闭于国家等级水 准点。2 .控制点布设方案控制点布设依据控制点布设方案的确定，主要取决于甲方对高程精度的要求指标，尤 其是1: 500, 1: 1 000大比例尺城市建筑区的高程精度指标。而平面控 制点按区域空中三角测量方法布设，一般可满足精度

27、要求。例如，对于成图比例尺为1: 500, 1: 1 000的城市建筑区和基本等 高距为0. 5m的平地，城市测量规范规定：高程注记点的高程中误差不得 大于 0.15m。这种情况只能采用高程全野外布点方案，而不能采用内业 加密高程控制点方法。控制点布设方案区域网像控点的布设，规范对区域内的航线数、平高控制点间基线 数、高程控制点间基线数，均作了明确规定。下面将控制点布设原则归纳 如下：平面控制点：一般布设在所测区域的四角及周边，布设原则为区域密 周边布点；高程控制点：根据精度要求按基线数敷设高程导线；不规则区域布点：一般在凸出处布平高点，凹进处布高程点，当凹角 点与凸角点之间距离超过两条基线时

28、，在凹角处也应布设平高点。下图为控制点布设的样例： + + + + + +其中：代表平高控制点；。代表Wj程控制点；+ 表不'像片摄影中心。地面标志布设对于高精度的测绘项目，在航空摄影前应在计划的平面控制点位置布 设特定形状的地面标志，然后进行平面高程联测.3 .像控点联测平面控制测量1）选刺点a.野外像控点应选在影像清晰的明显地物点上，像控点距离像片 上各类标志应大于1mm,距离像片边缘不得小于1cm;b.像控点应选在旁向重叠的中线附近，离开方位线的距离大于 3cm;c.刺孔直径不得大于0. 1 mm,并要刺透，不允许有双孔；d.像控点刺点应有第二人检查，并要在控制像片的反面绘制点位

29、 略图及相应的说明。e.所选点还应满足 GPS测量的要求，以便于 GPS接收机进行工 作。2 ）实测方法：现在使用GPS （全球定位系统）进行平面控制测量比较广泛，也可采 用三角测量或导线测量方法。GPS双频接收机标称精度为5mm+2ppm; GPS单频接收机标称精度为 1 0 mm+ 5p p m。3）控制布设原则：平面控制采用分级布设原则，低一级控制网应起闭于高一级控制网。 若采用GPS作平面控制测量，一般用四等GPS网实测像控点，起闭于三 等或三等以上的GPS点。4）精度要求：采用GPS定位方法，边长相对中误差、点位中误差必须满足四等 GPS控制的规范要求。5）高程联测：GPS点的高程，

30、由水准测量方法联测。6）编号原则：控制点要按一定的原则，统一编号。高程控制测量1 ） 高程控制密度：高程控制密度一般以高程控制点间的基线条数确定，这主要取决于地 形图的高程精度。例如高程控制点间基线条数为2_4条，或全野外布点 （相当于基线数为1 ）。2）实测方法：高程控制测量可采用水准测量和三角高程测量。光电测距三角高程测 量可以代替四等水准测量。高程控制实测方法的选择，主要根据精度指标 以及承担单位的装备情况来确定。3）控制布设原则：像控点的高程控制遵循分级布设原则。以四等或等外水准作为象片控 制测量的基础控制。4等水准路线，应起闭于测区的一等或三等水准点。4）精度指标：采用五等水准路线进

31、行测量，水准路线闭合差 W±30，LL:为附合线或环线长度，不得大于12公里各种计算取位至毫米，高程成果取至厘米。提供成果资料1 ）全部外业观测记录、测量手簿；2）控制点成果表（平面和高程）；3 ）控制点的精度报告及作业单位的检查验收报告；4 ）控制点的点位分布略图；5 ）控制片（经整饰过）六.外业调绘与补测采用航测成图方法测绘全要素地形图，很多地物要素受摄影比例尺以 及其他因素的影响，不可能在内业通过立体观测确定其性质；有的地物由 于被遮盖，无法测定其准确位置，必须到野外进行调绘及补测。根据成图比例尺和地物的密集程度，可以采用先野外像片调绘、后内 业测图，或先内业判读测绘地物、后外

32、业调绘的生产作业流程。一般1: 500, 1: 1000城市大比例尺测图，居民地密集的城区通常都采用先内 业立体判读测图，后利用回放图进行外业调绘，再由内业编绘成图的作业 方法；地物较稀少的郊区以及丘陵地和山区，则采用放大像片先外业调 绘，后内业成图的作业方法。1.调绘的基本原则1）调绘工作要本着外业定性、内业定位的基本原则，采取全要素调绘 法调绘。2）调绘必须判读准确，描绘清楚，图式符号运用恰当，各种注记准确 无误。3 ）对调绘工作总的要求是必须认真细致，做到走到、看到、问到、绘 到。4）对于回放图调绘，要对内业判测的各要素进行全面核查、调注。5）地物调绘一般以航摄时为准，航摄后新增地物通常

33、不进行补调补测。6) 航摄后拆除的地物或像片上虽有影像但可不表示的地物，应在放大调绘片上、回放图上打“X”去掉。7)补测工作的内容，一是被阴影等压盖的应表示的地物；二是回放 图中内业应测而漏测的地物；三是回放图中内业虽概略判绘了其位 置，但注明“不准”、“不清”的地物。补测的方法可用量距图解交会法、截距法，当补测的地物较多图 解法难以保证精度时，应用全站仪等仪器补测。补测地物量取的数据 要在放大调绘片或回放图上相应处标注清楚，必要时应附放大草图， 以使内业能准确定位。8 ) 对于数字化测绘项目，补测地物的准确位置，必须将野外交会定 位的数据以数字标注在回放图上或放大像片上。2.调绘的主要内容1

34、 )居民地房屋的轮廓以墙基外角连线为准。1: 500 , 1: 1000比例尺地形图，当屋檐宽度大于图上0. 15mm 时，应实地量注屋檐宽取位至厘米；房屋一般应标注建筑材料和层数。2)独立地物独立建筑物是定位的重要依据，能依比例尺表示的应绘外轮廓，填绘 符号；不能依比例尺表示的，应准确表示其定位点和定位线。如消火栓、 旗杆、庙宇、烟囱等等。3) 道路及附属设施道路等级分为街道、公路、简易公路、大车路、乡村路、小路。调绘 道路要求位置准确，等级分明，线段曲直和交叉位置的形式反映真实，与 其他地形要素的关系明确，注记齐全。铁路、公路、简易公路、大车路和城区主要街道的中心，应按规范规 定的距离测注

35、高程注记点，主要道路交叉口及转折处也应测注高程。4）管线和垣删电力线（高压线、低压线）、通信线、地面及架空管道（上水、污 水、雨水、煤气、热力、电力、电信、工业）等，均应准确表示。地下管 线通常不表示，但其入口处和各种检修井一般需表示。围墙宽度在1： 500、1： 1 000图上依比例尺表示，若图上宽度小于 0.5mm时，用单线符号表示。各种类型栅栏、栏杆等均用符号表示。5）水系及附属设施水系是江、河、湖、海、井、泉、水库、池塘、沟渠等自然和人工水 体的总称，地形图上必须准确表示，而且要加注其特有的名称。水系的附属设施包括各种水利设施，如水闸、防护堤坝、输水槽等， 也应用相应的符号表示。6）植

36、被植被是指覆盖在地表上的各种植物的总称。外业调绘应标注出植被类 别特征和分布范围。植被的种类，包括耕地（稻田、旱地、菜地、水生经 济作物等），各种果树园地，各种林地，草地等。7）境界境界是区域范围的分界线，包括行政区划界以及自然保护区、森林公 园、风景旅游区等其他地域界。外业调绘应正确标注出境界的类别、等 级、位置以及与其他要素的关系。8）地貌和土质地貌是指地球表面起伏的形态，土质是指地表层覆盖物的类别和性 质。不能用等高线反映的天然或人工地貌元素，应按图式规定调绘在像片 上或回放图上。密集的居民地内一般不绘等高线，以高程注记点表示地 势。9）名称调查和注记地理名称注记是地形图的主要内容之一，

37、是判读和使用地形图的直接 依据。外业调绘时应对居民地、市镇街巷、工矿企业、机关学校、农 （林、牧）场、大型文体建筑、名胜古迹以及山岭、沟谷、河流、湖泊、 海港等名称，调查核实，正确注记。七.空中三角测量空中三角测量，即解析空中三角测量，是指通过航测内业方法（包括 内定向、相对定向、公共连接点的转刺）网构建空中三角网并按严密的数 学模型进行区域整体平差，解求出全区所有加密点的地面坐标及像片方位 元素。数字摄影测量系统，如VirtuoZo NT具有自动空中三角测量功能， 就大大提高了空中三角测量的自动化程度和生产作业效率。1 .自动内定向内定向是指根据量测的像片四角框标坐标和相应的摄影机检定植，恢

38、 复像片与摄影机的相关位置，即确定像点在像框标坐标系中的坐标.1）建立框标模板VirtuoZo NT具有全自动内定向功能，可以全自动识别航片框标并自动解求内定向参数。在进行全测区内定向之前首先需建立框标模板文件。为此须选择一个框标影像最清晰的影像，利用程序自动生 成框标模板，然后对框标模板进行检查确认。2）自动内定向当框标模板建好后，程序可以对全测区的所有像片自动进行框标 识别和内定向参数计算。自动内定向软件模块具有交互式编辑功能， 可以方便灵活地对自动内定向结果进行精确调整。2.自动相对定向和转点相对定向的含义是，恢复摄影瞬间立体像对内左右像片之间的相对空 间方位。 确定两个像片的相对空间方

39、位需要5个参数。相对定向的数学关系通常用同名光线共面条件表示，即左右摄影中心 至地面点的两条光线共面。相对定向方程式为非线性函数，需要将其线 性化。 相对定向至少需量测6个定向点，利用最小二乘法平差解算。常规的解析空中三角测量通常包括：利用精密刺点仪选刺加密点，转 刺连接点，在精密立体坐标量测仪或解析测图仪上立体量测加密点及框标 在左右像片上的坐标，解求确定相对定向参数等步骤。VirtuoZo NT自动空三模块，将自动相对定向、自动选点（包括自 动编号）、自动转点及自动量测集成为一个全自动过程，减少了人工干 预，提高了自动化程度。同时Vi r t uoZo NT提供很强的连接点交互式编辑功能，

40、可以对连接 点进行立体微调等多种编辑操作。3。半自动量测控制点1 ）半自动量测控制点作业人员只需根据控制点在外业刺点片上的点位（按刺点草图），将 测标准确对准右（或左）影像上的相应位置，软件会利用影像匹配算法自 动识别同名像点在右（或左）影像上的对应位置。这比人工交互式量测控 制点明显提高作业效率。2）控制点预测当量测了三个控制点以后，软件可以预测其余控制点的点位，而且随 着量测控制点数的增加，预测的控制点点位将会更准确。4 .区域空中三角测量整体平差区域空中三角测量整体平差，简称区域网平差，是对整个区域自由空 中三角网进行绝对定向和误差配赋。区域网平差目前一般采用独立模型法 或光线束法。独立

41、模型法是以单个立体模型为平差单元；而光线束法则以 单张像片为平差单元。联合平差是指，摄影测量数据与非摄影测量数据的整体联立解算。 联合平差也称带辅助数据的解析空中三角测量。辅助数据系指大地测量观 测数据，例如地面距离、水平角、方位角，像片外方位元素，湖面点等高 等条件。目前，联合平差主要用于，摄影测量数据与机载GPS精确定位 数据的同时整体解算。这是解析空中三角测量的一项重要进展，可以实现 少地控或无地控空中三角测量。Vi r t uoZo NT的自动空三模块 AATM与著名的光束法平差软件PATB 已经集成在一起。PAT- B是在德国斯图加特大学阿克曼教授领导下开发 的光束法平差软件，是国际

42、上著名的、应用非常广的区域网平差软件。 PAT- B区域平差软件，是采用理论上最严密的自检校光线束平差方法， 利用附加参数可以补赏系统误差。PAT- B具有很强的粗差检测功能，尤其是可以准确地检测出小的粗 差，不仅可以提高空三加密的精度，而且可以明显提高加密的效率。PAT-B还具有与机载GPS数据联合平差的功能；与大地观测数据联 合平差的功能；其他特点，包括一个区域内可以允许使用多个摄影机焦 距，以及完善的误差统计分析功能等。PAT- M独立模型法区域平差软件，也是在德国斯图加特大学阿克曼 教授领导下开发的世界著名的空三软件。根据用户需要，适普的自动空三 模块V-AATM也可以和PAT- M进

43、行集成。5 .自动建立区域立体模型及参数在区域整体平差完成之后，VirtuoZoNT的自动空三模块可以自 动建立测区内的所有立体模型，包括内定向、相对定向和绝对定向的结果 参数。这将大大简化后续工序（DEM生成，DLG采集等）的定向工作，只 需直接引用自动空三建立的模型参数，而不需作任何定向工作。八.模型定向数字摄影测量系统与传统的航测成图作业方法类似，都是以立体 模型为基础的。一个立体模型是由相互重叠6 0 %以上的两祯航摄影像 构成的。在进行地物采集、DEM提取、正射影像纠正之前，立体模型 必须恢复摄影瞬间的空间方位，即变换到地面坐标系的绝对位置。这 个过程叫做模型定向，包括内定向、相对定

44、向和绝对定向（或大地定 向）。数字影像的定向有两种方式：单模型定向处理和一个测区的多影 像定向处理。1 .多影像定向处理多影像定向处理，是由空三自动量测模块与区域网平差程序实现的。如果预先作了自动空中三角测量，则在 DEM提取、正射影象纠正或地物 采集前，均不需重做影象的内定向、相对定向及绝对定向，相应的定向参 数可直接由自动空三生成的结果文件中取得，大大简化了定向作业过程， 可明显提高生产效率。2 .单模型定向处理如果没有进行区域的空三自动量测及区域网平差，而是利用已有的控 制点，则需逐个模型地进行定向处理。单模型的内定向、相对定向及绝对 定向，与自动空三中的作业流程基本相同，这里就不再重复

45、。VirtuoZo NT针对单模型定向，设计了方便实用的操作界面，包括 建立框标模板、左右影像内定向、量测同名点、自动相对定向、半自动量 测控制点、绝对定向计算。九.生成核线影像生成核线影象，就是将原始数字影象重新按核线方向，逐条核线进行 排列，形成按核线排列的立体影象。一般情况下，数字影象的扫描行与核 线不重合，为了获取核线上点的灰度序列，必须根据原始影象灰度值进行 内差，即所谓沿核线进行影象灰度重采样。根据摄影测量空间点线面的关系，核面是指通过摄影基线和一对同名 光线的平面。核面与左、右影象平面所成的交线，称为左、右同名核线。 为了保持同名光线相交，即满足同名光线共面条件，则同名像点只能沿

46、相 应的同名核线移动。利用这一几何约束特性，可以将同名像点的二维影象 匹配，简化为一维影象匹配。也就是说，当左核线上选定一点作为目标 区，则同名像点的搜索区，就限定在同名的右核线上。在模型完成了相对定向后，就可以进行核线影象排列。当立体像对生 成核线影像后，就消除了上下视差，可以进行立体观测和地物采集。十.影像匹配及匹配结果的编辑影象匹配，是指沿核线进行一维影象配准，自动确定同名点。 VirtuoZo NT的影象匹配算法，采用金字塔影象数据结构，基于跨接 法的整体影象匹配。VirtuoZo NT与其他数字摄影测量系统相比，最突出的特点是其世 界领先的超快速匹配算法和无与伦比的速度，在PC机上匹

47、配速度高达 800- 1 200 点/秒。根据权威的苏黎士高等工业大学的测试报告，基于VirtuoZo NT数 字摄影测量系统采用世界上最先进的影象匹配算法，在同等精度情况下， 影象匹配速度比其他著名的数字摄影测量系统快4倍左右。2.匹配结果的编辑在影象自动匹配完成后，系统根据相关系数对匹配结果进行统计分 类，并以绿、黄、红三种区域，表示影象匹配较好、一般、较差，当然这 只能作为衡量匹配结果的参考。在立体模型中通过显示匹配后同名点的视 差（左右视差）断面或等视差曲线，可以发现粗差，显示出系统认为不可 靠的点。交互式机助编辑方式，有点编辑、线编辑及面编辑。通常先选择编辑 范围，然后选择编辑方法，

48、例如平滑计算、表面拟合计算，或给定高程值 水平面拟合等。需要进行编辑的情况：a.由于影像中常有大片纹理不清晰的影像，如湖泊、沙漠、雪山 等地方出现大片匹配不好的点，需要进行编辑；b.由于影像的不连续、被遮盖及阴影等原因，使得匹配点未能切 准地面，需要进行编辑；c.城市的人工建筑物、山区的树林等，使得匹配点位于物体表 面，而不是期望的地面上的点，需要进行编辑；d.大面积的平地、沟渠以及比较破碎的地貌，需要进行编辑。十一.DEM提取与拼接1 .数字地面模型的概念数字地面模型(Digital Terrain Mo del)，简称数地模 (DTM),是描述地表形态的一系列点坐标值(X, Y, Z)的集

49、合，即 地形特征的空间分布。数字地面模型这一概念，是由美国麻省理工学院教授 Charles L. Mi l l er于五十年代后期提出的，首先用于公路工程设计。2 .数字地面模型的种类数字地面模型，可根据其数据结构、建立方法、用途等进行分 类。 DTM可以定义为二维区域上的地形、地质、资源、环境、土 地利用、人口分布等多种信息。1) .数字地面模型DTMDTM是以一系列三维坐标点(包括平面坐标X, Y和高程Z)表 示的地形表面数字模型。2) .数字高程模型DEMDEM(Digital Elevation Model) 是 DTM 的特例或子集， 定义为二维区域上的高程。DEM中点的平面位置，通

50、常是按规则排列 的，如矩形格网，其精确位置(坐标)可根据所在的行列序号、格网 间距及起始点的已知绝对坐标，快速计算出来。数字高程模型也叫 DHMDigital Hei ght Model.3) 三角网数字地面模型TIN三角网 DTM,是指按一定规则构成的不规则三角网 TI N(Triangulated Irregular Net work).通常是将按地形特征采连接成覆盖整个区域且互不重叠的角形。建立TIN的规则，主要是基于最佳三角形的条件，即尽可能使每个三角形保持锐角 三角形或三边的长度近似相等，避免出现过大的钝角和过小的锐角。三角网数字地面模型TI N由于能够很好地顾及地貌特征点、线， 表

51、示复杂地貌形态比矩形格网（Grid）更精确，近年来得到了较快的 发展和应用。TI N的缺点在于，它比矩形格网DEM更复杂，它不仅要 存储每个点的高程，还要存储其平面坐标、网点连接的拓扑关系、三 角形及邻接三角形等信息。3。预处理在自动影象匹配之前，可以在立体模型中量测一部分特征线（山脊 线、山谷线、陡坎、断裂线等），特征点（山顶、鞍部点、变坡点等）， 特征面（湖面、阴影区、林区边界等），作为自动影象匹配的控制。经过 上述的预处理，可以明显改善影象匹配的效果，使得生成的DEM能更真 实地反映实际地表形态。对于大比例尺测图，预处理是很重要的。实际上， Vi r t uoZo NT具有很大的灵活性，

52、在影像自动匹配 后，仍可利用预处理功能补充立体量测一些特征点、线、面，程序可 自动顾及这些新量测的点，接续进行新的影像匹配。4.数字地面模型的建立1） .自动提取DTM在完成绝对定向和匹配编辑后，根据编辑后的影象匹配结果（视差数 据），定向结果参数及给定用于建立DEM的参数等，利用移动曲面拟合 法，程序自动内插生成不规则格网的 DTM （影象上规则视差格网投影于 地面坐标系）。2） .内插生成DEM在不规则格网DTM的基础上，再进行插值计算等处理，生成规则格 网的DEM,即数字高程模型。3） DEM的拼接DTM/ DEM的生成和拼接处理，Vi rt uoZo NT有两种处理模式：单模 型处理方

53、式和多模型批处理方式。a.单模型处理方式：首先建立每个模型的DEM。在生成单个模型的DEM后，再将单个模 型的 DEM拼接起来，建立图幅或区域的 DEM。b.多模型的批处理方式：Vi r t uoZo NT系统将指定范围内各模型DEM的自动建立和DEM的自 动拼接，合在一个批处理步骤中，自动化程度很高，可以提高作业效率。4)平坦及城市地区DEM生成VirtuoZo NT的 DEM (FC)模块是针对平坦地区或相对平坦的城市 地区，利用获取的相对稀疏、具有一定密度的离散点，构成三角网，直 接生成数字地面模型。基本方法是：直接引入相对定向中自动匹配的相对定向点，并进 一步自动加密离散点，构成三角网

54、，也可引入道路、高程点等高程信 息，再经过少量的人工编辑，最后生成DEM。十二.自动生成等高线在建立了 DEM后，可自动进行等高线的生成，包括等高线的自动 高程注记。首先需输入测区的等高线参数，包括等高线数据文件名， 记曲线间隔，等高线宽度，等高线注记字高等。生成等高线，可以逐 个模型进行，也可以对多个模型进行批处理。等高线的拼接，将在影 象镶嵌中进行。当等高线生成后，可以显示当前模型的等高线全貌，也可以进行 局部窗口放大检查。在数字化测绘全要素地形图中，等高线的自动生成，对于丘陵地和山 区是一种高效的测绘手段，可以大大提高生产效率。对于大比例尺测图，需要在预处理中量测更密集的地形特征线，以满

55、 足对等高线精度的更高要求。十三.正射影像生成与镶嵌1 .数字微分纠正原理航摄影像为中心投影，要将它变成正直投影，需要进行正射纠正。正 射影像纠正，主要是纠正由于高程差引起的投影误差。在模拟摄影测量中，使用纠正仪将航摄像片纠正为像片平面图；在解 析摄影测量中，利用正射投影仪，例如Leica公司的OR1 , Zeiss公司 的Z 2 ,通过机控缝隙光学纠正，制作正射影象地图。这些作正射纠正的 仪器，均为光机纠正仪器。在数字摄影测量中，采用微分纠正方法获取正射影象，即按像点和物 点的构像方程式，或按一定的数学模型，根据数字地面模型（DTM）及 有关参数，对原始的非正射影像进行映射变换，获取正射影象。数字微分纠正，依划分的最小纠正单元，可分为点元素纠正和线元素 纠正两类。数字微分纠正与光学微分纠正一样，其基本任务是实现两个二维图象 之间的几何变换。在数控正射投影仪中，是利用反算公式（共线方程式），解求缝隙两 端点的对应像点坐标，然后由计算机解求微分线段的纠正参数，通过控制 系统驱动正射投影仪的光学、机械