ADS40相机采用CCD线阵推扫方式, 同时获取前视、下视、后视三个视角的图像, 由这些图像构成立体模型。此外, ADS40系统集成了GPS/IMU设备, 构成了可在航摄的同时记录了外方位元素的POS单元, 数据处理较为复杂。利用ADS40数码航摄资料, 进行航测测图作业, 与传统的框幅式航摄有着不尽相同的作业方法, 作业流程如图1。
原始影像引入工程后得到的影像为L级影像, 利用GPro软件, 在其上做自动点匹配 (APM) , 获得像片连接点。然后用ORIMA软件, 利用航摄时的GPS定位数据 (GPS定位测量利用石家庄市连续运行卫星定位系统 (CORS) , 定位精度较高) 、IMU数据以及像片连接点, 进行光束法区域网平差CAP-A。以残差、中误差、标准偏差、误差椭圆、可靠性等指标, 剔除含粗差的点及参数调整, 再重复进行光束法区域网平差CAP-A, 以达到精度要求, 获取精确的外方位元素。
将空三平差所获得的精确外方位元素, 重新引入到GPro中, 对L0级影像进行纠正, 重新获取L1级影像。此时的L1级影像是进行立体观测和目标定位的基础。一般我们只选择前、下、后视3个全色波段的L1级影像来构成立体模型。
ADS40航拍数据所获得的数据及L1级影像是基于WGS84坐标系统的, 而现有的地形图及修测后的地形图成果是石家庄市平面、高程坐标系, 因此需要进行坐标系统的转换。
徕卡为了保证其软件开放性, 可以允许用户在一个ASC码文件spheroid.tab中添加自己的转换七参数和水准面精化成果bin文件。其中, bin文件是一个开放格式的二进制文件, 内有每个格网点的高程改正值, 非常容易解析。而我们知道, 现在这些参数和数据都是严格保密的, 为了保证数据安全, 我们不得不探索另外一种工作流程。
现在采用的作业流程如下, 通过编制自主研发的ADS40数字摄影测量数据自动化处理系统, 实现对4 D产品在U T M 8 4、WGS84、石家庄市坐标系之间任意转换, 我们称之为后处理方法, 而对应的软件称之为ADS40数字摄影测量数据自动化处理系统, 其过程如图所示。U T M 8 4与W G S 8 4椭球参数相同, 而坐标单位为米, 与WGS84坐标系相比, 更有利于测图中的一些数据操作, 并且是目前商业软件都能支持的坐标系。
航内空间数据采集及成图由莱卡的LPS数字摄影测量软件平台和PRO600数字测量模块完成。PRO600数字测量模块的成图环境为MicroStationV8, 提供dgn格式的图形文件。PRO600软件提供了增加点、线符号代码功能, 可以将我们的符号库的符号增加进去, 从而获得与现有地形图一致的图形文件。
(1) 由于PRO600测图环境为3D, 而现有地形图为2D, 需要将现有地形图的所有点、线、面数据赋予高程值, 将其输出为3D图形文件形式。通过MicrostationVBA编程取出地形图的每个点位的平面坐标, 然后找到此地形图对应图幅号的DEM数据, 在这个DEM上插值得到这个点位的高程, 重新赋予高程值, 最后输出三维DGN格式。这部分功能在ADS40数据后处理软件中实现。 (2) 将图形文件从石家庄市平面、高程坐标系转换为UTM84坐标系。对于一般的点、线、面, 除了平面坐标的转换, 在高程转换时, 需要进行正常高到大地高的高程逆改正。 (3) 打开LPS软件, 首次作业需建立工程文件*.blk, 主要是建立参考坐标系统、传感器模型、工作单位等一些参数。并调入相应航线的L1级影像。 (4) 在L P S环境下打开PRO600, 同样首次作业需建立工程文件*.prj, 主要是选择种子文件、点符号库、线性库、成图比例尺等一些参数。 (5) 打开经转换坐标后的图形文件, 通过立体模型与地形图对照, 对发生变化的地物、地貌, 选择相应的代码, 便可进行航内修测作业。 (6) 将修测后的UTM84坐标系下的地形图, 转换为石家庄市坐标系, 同时进行大地高到正常高的高程改正, 供后续作业用。与第2步相同, 同样要对高程注记进行处理。这部分功能在ADS40数据后处理软件中实现。 (7) 图根导线布设方式可以采用G Z C O R S R T K测量控制点再引测图根导线方式, 也可以查找周边旧有控制点引测导线的方式。图根导线边长大于9 0 0 m的需要布设三级GZCORSRTK控制点, 需要满足《G Z C O R S-RTK城市测量技术规程》要求, 允许埋设大钢钉, 不作点之记。 (8) RTK点作为起算时, 允许引测4km长的图根导线, 导线精度满足表1。
在AnhuiScan2.0中打开航内修测的图形文件, 在航内修测图形的基础上, 以外业调绘图形为基本资料, 按照《石家庄市城市勘测信息系统技术规程》的技术要求进行数字化。数字化内容包括对图形的补测、修测、加注记以及地物属性的录入。数字化完成后, 形成1∶2000地形图入库数据;通过符号配置和图形整饰, 形成标准的1∶2000地形图成图数据。
航内空间数据采集采用基于MicroStat ionV8平台的PRO600数字测量模块完成, 采集的数据已按照《石家庄市城市勘测信息系统技术规程》中数据入库的要求进行代码、分层、颜色等的分类。数据入库过程是将PRO600中的代码属性转换为MGE代码, 并在M G E环境中采集录入道路、水系、房屋、地名、山名等属性点信息并存储在后台数据库中。
本测区仍按照之前的1∶2000航测数据入库方式进行操作。待2009年完成石家庄市城市勘测信息系统EPS软件平台升级后, 可将本次作业的MGE数据通过航测与EPS接口软件读入EPS软件中, 并通过EPS软件平台转换为MDB格式, 并最终导入规划局统一办公平台的ArcGIS数据库。
(1) 石家庄市城市勘测信息系统以Intergraph/Geovec软件为基础, 数据文件格式包括*.D G N、*.A T T、*.P T R、*.P A R和*.XYZ等5种类型。其中DGN文件为石家庄市城市勘测信息系统的图形平台MicroStation的文件格式, 主要保存图形要素内容;Ptr、Att文件则主要保存图形元素的编码和属性内容;Par文件保存图幅设置信息;XYZ文件保存图幅坐标范围信息。 (2) 对提交的航测数字化入库数据进行检查, 确保每一入库的图幅其5个格式的文件齐全, 以保证入库过程的顺利进行。 (3) 将航测数字化数据录入临时数据库中, 以确保待入库数据的代码、属性信息与图形元素一致。 (4) 根据待入库数据的图幅范围, 确定并连接相应的MGE工程。 (5) 通过航测数字化软件入库模块, 进行图形、属性内容的正式入库。 (6) 检查入库后的数据, 确保所有图形要素正确入库。 (7) 通过M G E的M G N U C模块, 检查入库数据的代码和属性内容是否已正确入库。
通过M G E的B A S E M A P P E R模块, 将入库数据的文件名 (图幅号) 在工程数据库中注册;并检查维护属性记录在数据库中的一致性、完整性。
摘要：本文以石家庄1∶2000数字化地形图成图及数据入库项目为背景, 分析了全数字化航空摄影测量一体化成图方法及数据入库的流程, 全文是笔者项目实践基础上的理论升华, 相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。
关键词：航测,数字化成图,数据入库,空三测量
[1] 刘莉.浅谈航测数字化成图的图像处理[J].科技资讯, 2008 (29) .
[2] 盛庆伟.浅析利用航测技术测制地形图的若干问题[J].科技创新导报, 2010 (6) .
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