时间：2023-03-20 16:23:49
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1. 引言
随着数字地形图的广泛应用，为了便于进行空间方面的量测和分析，人们对它表示地物和地貌高程的方法和精度提出了更高的要求，为此，在借鉴二维数字地形图和数字地面（或高程）模型优点的基础上，克服二维数字地形图在空间表示和应用方面的不足，提出了测绘三维数字地形图的想法。
为此，本论文主要对三维数字地形图的测绘技术展开分析探讨，以期从中找到可靠有效可行的数字地图测绘技术，并以此和广大同行分享。
2. 三维数字地形图的地形数据及表达方法分析
地形数据即为表现地势走向的地貌数据，包括平面位置和高程数据两种信息，这两种信息目前主要通过野外测量、航空航天遥感影像和现有地形图数字化三种方式获得。航空摄影测量一直是地形图测绘和更新的有效手段，其所获取的影像数据是高精度大范围的DEM生产最有价值的数据源。另外，近年来出现的干涉雷达、激光扫描仪等新型传感器数据被认为是快速获取高精度、高分辨率的DEM最有希望的数据来源。通过全站仪、全球定位系统(GPS)等手段可获取较小范围、大比例尺、高精度的地形建模数据，同时也是对航空摄影测量和地形图数字化的一种补充。实际工作中，具体采用何种数据源和相应得生产工艺，一方面取决于数据的可获取性，另一方面也取决于应用的目的和对数据的要求，包括DEM的分辨率、数据精度、数据量大小和技术条件等。
三维数字地形图是用规则格网和高程注记点来表达地形地貌的。为了不影响地图符号表达地物和地形，采用分布规则的格网式DEM较为妥当。格网的大小一方面取决于相应地形图的分辨率，一般说来，地形图的比例尺越大，对地物和地形表达的精度就越高即越精细，则格网就越小；另一方面取决于制图区域地形的复杂程度，一般说来地形越复杂或越破碎，为了表达地形时不失真，格网就应越小。在一幅地形图上，考虑到在实际中，有的地方地形比较复杂，而另一些地方则比较简单，可用四叉树结构来表达格网，即用大格网来表达简单的地形，而用小格网表达复杂的地形，即采用横向的多分辨率技术表达地形。构建三维数字地形图时，必须确保DEM与线划地形图是同一个空间参考框架下的；编制地形图时，可将DEM格网点放在一个单独的图层上，这样可根据需要打开或关闭它。高程注记点反映地面上坡度变化处的高程。
3. 三维数字地形图测绘技术应用探讨
3.1 三维地形数据的采集
三维地形数据采集包括两个阶段，一是：外业采集，主要是利用全站仪采集地形点的三维空间数据（包括平面坐标及高程）。由于受通视条件、劳动强度等因素的影响，只能采集地形特征点的三维空间数据，地形特征点一般是指山谷点、山脊点、洼地、山脚点、山顶等等。由于这些特征点的密度不够和分布不均匀。这样在对有些地区的地表高低起伏就很难精确的表示。二是：内业加密，就是将外业采集的数据，通过内插的方法对特征点的密度和分布进行有效处理，获得分布均匀，密度适当的地形点及高程，使其更能详细的反映地势的走向。
在利用全站仪野外获取三维地物数据测量时，地物底部特征点数据的获取是比较容易的，难点在于怎样获取地物顶部特征点数据。以建筑物为例进行说明，其顶部特征点的数据可以通过测量其相应的底部特征点的平面位置和高程，然后量测其高度的方法获取，也可以放置棱镜到顶部特征点上直接测量的方法获取，还可以用无棱镜测量进行建筑物顶部特征点的方法获取。其中，无棱镜测量对于没有反射的物体不能进行测量，因此在建筑物比较密集的城镇地区，用无棱镜测量会严重受到通视条件和反射条件的制约，使的测绘工作量大，效率低，有些建筑物的顶部特征点甚至是采集不到的，对深巷的建筑物底部特征点也很难采集到。当然，还可以在建筑物顶部进行数据采集，此方法也存在通视条件的限制，还有很高的危险性，因此对于大区域测绘是不现实的。
3.2 三维数字地形图的测绘
实际地面通常不是光滑和均匀变化的，因此在采集的时候会产生断裂线问。对于植被茂密、树林覆盖地区，数字摄影测量采集时无法切到地面，这样就不能准确的反映植被覆盖区的实际地面趋势，为了使其精度能够满足要求，可以在这些地区采集散点方式进行测量，以便能真正的切到地面的地方进行数据采集。在必要的时候还需要进行野外测量的方式进行补测才能达到精度的要求。具体面向三维地形数据的采集测绘，可以按照如下步骤进行：
(1) 定向建模
定向建模之精度是影响整个产品精度的关键。定向建模的工作流程：用黑白影像建立立体像对进行手工或自动内定向、相对定向核线重采样绝对定向裁切核线影像立体模型建成。
(2) 数字高程模型DEM
DEM、DOM可由单模型获取，也可由批处理直接生成。创建DEM及镶嵌工作流程：先进行影像相关创建像方DEM像方DEM编辑创建物方DEM物方DEM检查编辑建立新图幅物方DEM接边物方DEM镶嵌DEM成果。
创建像方DEM前，要先对每个像对中的特征点（峰顶、谷底、鞍部及地形突变点）和特征线（山脊线、山谷线、地区突变区线、面状地物的范围线等）进行量测。量测特征点和线的目的是获取像方DEM相关的初值，对像方DEM进行编辑。
(3) 数字正射影像DOM
每个像对的物方DEM编辑后即可创建正射影像，并进行DOM的镶嵌。正射影像分为黑白正射影像和彩色正射影像。先创建每个像对的左、右黑白正射影像，合并左右黑白正射影像后，选择镶嵌线对黑白正射影像进行镶嵌即生成黑白DOM产品。
(4) 数字线划测图
在定向建模完成之后，如不需要生成DEM、DOM产品，可直接进入向量测图模块进行测图。在向量测图模块中，图廓及内外整饰自动生成，已测向量能够实时显示（放大、缩小、编辑等）和映射至立体，具有联机编辑、实时符号化功能，利用测图模块提供的这些工具可以很方便地进行测图和编辑，实现测图、编辑一体化。
3.3 三维数字地形图测绘的误差分析
(1) 全数字摄影测量的精度和模拟摄影测量、解析摄影测量相比一定有所不同，如:光束法区域网加密与独立模型法区域网加密的精度差异，全数字摄影测量系统没有机械传动误差、图纸套合与清绘误差、展点误差、主距安置误差、读数误差等等，出现了影像匹配误差等。
(2) 图上的地物点的点位中误差主要来源于：像控点点位中误差、房檐改正误差、加密点点位中误差、影像扫描中误差、影像匹配中误差和定向中误差等。
(3) 航测成图高程中误差的主要来源于：控点高程中误差、加密点点位中误差、相对校正中误差、定向中误差和测绘动态中误差等。
4. 结语
本文从三维数字地形图的相关概念、数据采集的方法和三维数字地形图的绘制三个方面进行了研究，对于三维数字地形图测绘技术的实际应用具有一定的借鉴和指导意义，因而是值得推广的，另一方面，三维数字地形图数据的采集与测绘，还有很多的技术细节问题需要深入探讨，这有待于广大技术工作人员的共同努力，才能够最终实现三维数字地形图的测绘与普及应用。
参考文献：
[1] 郭岚.三维数字地形图及其应用的研究[J].测绘通报,2002, (5):10-11.
[2] 李清泉,杨必胜等.三维空间数据的实时获取、建模与可视化[M].武汉大学出版社,2003.
[3] 王继周,李成名等.城市三维数据获取技术发展探讨[J].测绘科学,2004,29(4):71-73.
关键词：三维技术；数字地形图；测绘工程
1.引言
地形图是对客观存在的特征的一种科学的概括（综合）和抽象。由于其客体是一个丰富多彩、千姿百态的三维空间实体，所以，人们一直在探讨一种既能全面、准确和直观地反映这个实体，又能在其上面方便地进行分析、规划和设计的“地形图”。随着数字地形图的广泛应用，为了便于进行空间方面的量测和分析，人们对它表示地物和地貌高程的方法和精度提出了更高的要求，为此，在借鉴二维数字地形图和数字地面（或高程）模型优点的基础上，克服二维数字地形图在空间表示和应用方面的不足，提出了测绘三维数字地形图的想法。
本论文主要结合三维技术，将三维技术应用于数字地图测绘方面，以期从中找到合理有效的三维数字地图测绘技术的应用方法与经验，并以此和广大同行分享。
2.三维数字地图概述
三维数字地形图具有如下特征：
①它既能反映制图区域内地球自然表面的高低起伏，又能反映其上地物立体形状。
②它是用三维离散点表示地形或地貌以及地物空间立体形态的矢量地图，在反映地物的平面位置或大小与竖直方向的高程或高度（所谓高度就是地面上空一点沿铅垂线到地面的距离）时，都是按1：1或同一比例尺表示的。
③它在反映空间地理信息时都是比较精确、细致和详细的，用比例尺（或空间分辨率）的概念表示就是大比例尺（或高分辨率）的，如1：500（或0.05米）、1：1000（或0.1米）和1：2000（或0.2米），且通常都是小区域的。
④它只能是数字或电子形式的，不能是纸质的。
三维数字地形图是基于抽象符号的三维空间数据显示和可视化表达，它对客观世界的表达更完整准确，它以立体造型技术向用户展现地理空间现象，可以全面准确的反映地理实体的空间特性，不仅能够表达空间对象间的平面关系，而且能描述和表达地面的高程和地物的高度，极大地提高了数字地图的空间表现能力和量测水平，从而提高了地图的空间认知能力和空间分析能力。所以，我们可以将其应用于许多工程项目当中去，尤其在复杂地形里更会体现其应有的价值，它包括查询任意特征点的平面坐标和高程即三维坐标，测量或查询任意两个特征点之间的倾斜距离、水平距离、高差、坡度、水平方位角和空间方位角；计算或查询电线、公路、铁路、灌渠等线状地物的空间长度等三维量测；以及空间两点的通视分析，灯光照射范围分析等三维分析。这给各种工程规划和设计带来了许多方便，而且其效果是立竿见影的。另外，以三维数字地形图为基础制作各类三维影像地图或进行三维空间数据的可视化，可以使它们更加逼真、更加准确。就像二维数字地图是二维GIS的基础一样，三维数字地图也是三维GIS的基础。因此，三维数字地图是三维空间数据显示和管理技术――虚拟现实技术和三维GIS的数据基础和技术基础，研究三维数字地图将有力地推动虚拟现实技术和三维GIS的发展。
3.三维数字地图测绘关键技术探讨
3.1 三维空间数据的实时获取
(1) 卫星导航定位技术
卫星定位和全站仪集成的技术将是未来测量技术发展的一个方向。传统的控制测量是一件十分辛苦的事，特别是在地面测量控制点缺乏，地标不明显的时候，测量工作格外困难。GPS定位无需仰仗地面控制点，只要在没有遮蔽的情况下，几乎不受地形、地物、天气的限制，抗干扰性能好，实时定位速度快，所以使用GPS作为控制测量的工具，大大改善了传统测量的不便。事实上，GPS已成为我国控制测量的主要手段，在精密工程测量中也得到了广泛应用。从GPS技术出现之时起，科研人员就在不断地探索希望能够提高GPS的定位精度并拓宽其应用的领域。差分GPS技术的出现，大大提高了原有GPS的精度。随着定位精度的进一步提高，此后又产生了实时动态测量技术(Real Time Kinematic，RTK)用来满足广大用户实时、高效的需求。但是GPS RTK的应用受制于城市中卫星信号接受不足以及高程异常的缺陷，在获取地物的高度值h时有一定难度。
(2) 激光测量技术
随着激光技术和电子技术的发展，激光测量技术已经从静态的点测量发展到动态的实时跟踪测量再到三维立体量测领域。上个世纪末期，美国的CYRA公司和法国的MENSI公司率先将激光技术应用到3D测量领域。它通过采用高速激光扫描测量的方法，大面积、高分辨率地快速获取被测空间对象表面的三维坐标数据(x ，y， z)，为快速构建目标物体的三维模型提供了一种全新的技术手段。由于其具有快速性，不接触性，穿透性，高密度、高精度，实时、动态、主动性，数字化、自动化等等诸多优点，其广泛的推广应用会像GPS一样引起测量技术的又一次革命。
3.2 地图特征要素的提取
要实现三维数字地形图的测绘，关键是要实现对地形图建筑物等三维物体的数字建模，而如何有效获取地形图的特征要素，无疑是提高三维数字地形图模型的精度的最直接有效的方法。提高三维数字地形模型建模的精度，有两种最有效的方法：
(1)改善原始数据的精度，原始数据中地形采样点的分布、密集程度都会直接影响到三维数字地形的精度，可以通过在原始数据中增加高程控制点的方法来改善其精度。
(2)特征地形要素的提取，通过采集或者原有的数据提取的地形表面的点、线特征数据（包括地形特征点、谷脊线、断裂线以及构造线等），然后将这些特征地形要素数据加入到原始高程控制点数据中参与建模的整个过程，可以更加真实、逼真的反映地形信息。在实际工程应用中，由于新地形采样点的加入或者目标对象的动态变化例如道路改建、地表深陷或隆起等，就需要提取新的特征地形要素即插入新的采样点或者删除已变化的采样点，实现对三维数字地形图的动态修改和更新。
三维规则格网模型Gird在表达特殊地形方面有更大的优势例如陡崖(坎/岸)、凹陷、隆等地形起伏明显的地方，不用像二维数字地形图一样用二维符号来表示，而用三维规则格网地形模型就直观的显示，一目了然，省略了符号表示的复杂和不直观性。
4.结语
三维数字地形图在工程应用中有着的重要地位和广泛前景，是一种较新的三维绘图技术，目前正处于初始探讨研究阶段，本文开展了三维数字地形图测绘技术理论和方法的研究，详细探讨了三维数字地图测绘实现的关键技术问题，对于今后进一步提高三维数字测绘地形图技术的应用具有较好的借鉴和指导意义。
参考文献：
[1] 郭岚,杨永崇.三维数字地形图及其应用的研究[J].测绘通报,2002,(2):57-62.
[2] 郭岚,杨永崇,唐红涛.地理信息的三维表达理论与技术的研究[J].工程勘察,2009,37.
【关键词】数字地形图 地形测绘 数字化 数字测绘 测绘问题 测图
中图分类号：P24 文献标识码：A
一．引言
数字化测图是建立在传统的白纸测图基础之上的，是利用先进的测量仪器，采用全站仪、GPS接收机等设备，通过计算机和自动化成图处理软件，运用灵活的定位防护，以数字信息的形式来表示地图的信息，对地图信息进行收集获取、转变、传输、识别以及存贮及处理、显示等计算机数字化处理过程。同传统的测图方法相比，数字化测图不仅仅是测绘方法上的进步，更是测绘技术上的飞越。随着数字化地形测绘技术的快速发展，全数字化测绘模式正在取代传统的大平板地形测绘模式，并形成未来的主流测绘模式。
二.数字化地形测绘过程中存在的问题。
1.野外采集的数据不全面，不准确。
此类问题主要表现在以下方面：
（1）部分线状地物，如电力线、暗沟、河沟、电缆及通讯线及各种管线等在图内应该是有始有终，由于测绘人员的技术缺陷或责任心缺乏，导致在拾取地形点时经常被忽略。
（2）地形变化处的地形点不全面，沟或坎上有点，而下面少点或无点，造成绘制的等高线出现失真，难以准确的反映实际的地形情况。
（3）野外草图绘制不细、不全。在野外绘制草图的人员通常都是测绘现场最繁忙的人，而对技术性要求较高，即便是绘制草图，也应该是按照正规图的标准来进行绘制，草图绘制的好坏，是最后成图能否符合规范要求的重要依据。在绘制时，对地貌或地物的连线关系要保持同实际一致，各测点的顺序不能记错，更不能颠倒。现场绘制草图的人员要准确绘制表示地物的相关位置，并在草图中标注清楚。草图绘制过程中，绘制不详细、不全面都会造成成图后地形地物不全、不清，影响巨大。
2.等高线处理不合理。
在数字化地形测绘软件中，等高线基本上都是根据野外采集的地貌点的高程，运用等值内插法，按照基本等高距插绘等值点连接成曲线，之后按照不同的圆滑方式，进行圆滑而生成。在实际地形测绘中，并非是所有野外采集的地貌点之间都可以进行等高线内插，即依靠全自动建立的数字地面模型也有可能出现失真，因而在实际测绘时，需要采用必要的人工干预，通过人工删除自动组网中无法内插等高线的三角边，而人工干预对绘图人员的技术要求和经验要求较高。例如，在坎或沟上的点不能和远离坡下的点插绘等高线，一旦插绘，会导致生成的等高线出现穿入地下或悬空，导致局部的地形面目全非。等高线不能穿过建筑物或道路，有时需要在建立DTM模型时充分考虑，而有些需要在绘制好等高线后，进行局部删除或修剪，一旦这些工作未处理到位，所绘制的数字地形图都无法真实的反映实际的地形。
3.绘制过程中自检工作处理不到位。
同常规测图相比，在图纸审核过程中，数字化成图的过程中发现的缺陷要比传统测图多一些。除开野外采集数据不准确及等高线处理不合理外，绘图人员的自检工作也是影响的主要原因。在实际绘制过程中，如果注记或植被的符号压线或覆盖地物、沟或坎上的高程标注于坎下或是下面的高程标注于上部等现象，依旧图式符号使用不正确等，这些现象只要经过仔细检查，完全可以避免。类似问题的出现，都同绘制人员的职业责任心缺失有关。
三.提高数字地形测绘的相关措施。
1.全站仪测碎部点时避免发生错误的检查。
在全站仪测碎部点过程中，通常都是由于人为的原因，导致照准的起始方向上出现偏差，导致测的碎部点的坐标存在错误，而使用全站仪录入碎部点数据时，作业人员不能随时检查，给后续的成图带来了麻烦。为了避免出现类似错误，在测站点上，要先把全站仪对中、整平，输入后视点和测站点的坐标，用对中杆棱镜对准后视，之后在利用全站仪测量后视点的坐标。将测量的坐标和已知的后视点坐标相比较，检查的结果可以检查后视点点位和测站点的正确与否。全站仪测量时，在照准起始方向后，要在测区内寻找一个电视天线、避雷针等较高的明显目标，并在照准之后记下该方位角的读数。之后，测量一定数量的碎部点或是间隔一定时间后，都要照准此明显目标，来检查全站仪是否存在方向偏移，以此来减少全站仪测绘误差。
2.做好全站仪的检验及校正。
全站仪是高精度测量设备，其工作状态及测量误差对测量结果影响较大。全站仪虽然在出厂时通过了出厂检查，并经过严格的检验，但由于在实际使用过程中，需要搬动及运输等操作，导致可能造成仪器出现测量偏差。另外，由于全站仪在长时间使用后，难免会出现部分项目或条件发生不可避免的偏移，导致测量无法满足基本要求。为了避免仪器误差导致测量结果出现异常，要根据仪器的相关标准和要求，做好全站仪的作业前检验工作，一旦发现问题要及时进行解决。对全站仪的检验项目包括：仪器光轴的检验、仪器常数的检验、十字丝和望远镜水平轴保持垂直的检验、管水准轴和仪器竖直垂直的检验、光学对中器的检验及垂直角零基准的检验等项目。通过定期或不定期的检验，按照规定要求进行校正，保证设备的稳定性，来确保测量结果的准确性。
4.提高绘制测站草图水平。
在采集细部点的同时，也要在采集数据的现场，及时绘制测站草图。测站草图的具体内容包括：测站点点号、地物地形或底面的轮廓、细部点的标号和属性、测站起止细部点的编号、草图绘制人员及测量时间等相关信息。在绘制好测站草图后，要及时上交。在每天测完后，要及时将全站仪的坐标数据和数据处理软件进行直接通讯，和控制点一并展开测绘。在数字地形图测绘过程中，要注意提高绘制测站草图的水平，通过细处完善，来提高地形图的精度及测绘准确度。
5.提高等高线绘制的准确度。
一般在进行等高线注记时只注记曲线，而且注记字头应该指向高地或山顶。对于地貌复杂的地方，要注意配置并要保持地貌的完整。标注高程点一般选择标注在较为明显的地形点和地物点上。等高线修饰中，如遇到房屋及其他建筑物、路堤、双线道路、陡坎、湖泊、斜坡、坑穴、水库、双线河、池塘及双线渠等，标注要中断，在等高线的坡向无法判别时，还应增加示坡线。
四．CPS RTK测绘技术应用。
GPS RTK指载波相位实时动态差分( Rea-l time Kinematic) 定位, 它是GPS发展到现在的最新技术，是GPS测量技术发展的一个新突破。GPS RTK实时动态定位系统由基准站和流动站组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证，其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点，安置1台接收机作为参考站，对卫星进行连续观测。
GPS RTK实时动态定位技术应用于数字地形测绘中，具有精度高、速度快、不受气候条件及通视条件的限制等优点，并具备自动观测、信息自动接收、自动存储的能力, 减少了内外业的传递过程。GPS RTK优势十分明显，与传统方法相比，GPS RTK的使用在很大程度了解放了铁路作业人员的劳动强度，提高了测绘的效率，为数字地形测绘工作提供了精确的数据。
其优点主要有：
1．实时动态显示经可靠性检验可达厘米级精度的测量成果。
2．彻底摆脱了由于粗差造成的返工，提高了GPS作业效率。
3．作业效率高，每个放样点只需要停留2～4s，其精度和效率是常规测量所无法比拟的。
4．应用范围广，可用于厂区控制网测量、施工测量、竣工测量、建筑物变形观测、GIS前端数据采集等诸多方面。
5．如辅助相应的软件，GPS RTK可与全站仪联合作业，充分发挥GPS RTK与全站仪各自的优势。
五.结束语。
利用仪器进行全数字地形图测绘时，要保证测图地物点的精度，要能逼真的反应地貌形态，要反应出细小地物和地貌的形态，要根据地貌特征点线来绘制等高线，要熟知各种地形图符号，要保证地形图符号和定位线及定位点以及实物的位置要相匹配，同时要确保使用测量仪器的测量精度满足规定的要求，通过细节重视，技术提升，来减少测量误差，提高数字地形图测绘水平。
参考文献：
[1] 吕剑 论数字化地形测绘中几个常见问题 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年2期
【关键词】数字化测绘 水利工程水利工程测绘数字地图测绘 水利
中图分类号： TV文献标识码：A 文章编号：
一．引言
随着现代科学技术的发展，计算机技术及辅助设施CAD技术的广泛应用，数字化测绘技术已经较为成熟的应用于建筑、交通和水利工程中。数字化测绘技术随着计算机技术、网络技术、测量仪器智能化及测绘制图软件的自动化等相关先进的技术的应用，给水利工程中的测绘工程带来了较多有利之处。
二.数字化测绘的优势。
数字化测绘是利用计算机对地形空间的相关数据进行自动处理，完成数字地图的绘制，有特别需要时，可以利用数控绘图仪来绘制所需要的专题地图或地形图。数字化测绘以传统的白纸测图为基础，在全站仪、计算机输入输出设备硬件、计算机绘图软件的支持下，利用数字字库技术和计算机图形处理方法，将野外数据采集到内业，并完成制图。数字化测绘技术通过数据输入、数据处理和数据输出三大部分的功能，实现了测绘制图的自动化、智能化。同传统测绘技术相比，数字化测绘具有以下优势：
1.图形测绘更准确。
利用数字化测绘技术将所采集的地形、地物、地貌等相关数据、信息转化为数字形式，通过数据传输端口输入计算机，经过计算机图形处理软件和测绘软件进行处理，产生内容非常丰富的电子地图。数字地图是地理信息系统(GIS)的重要信息来源，存贮较为方便。在现代地形测绘技术中，数字化测绘已发展成为利用掌上电脑即PPA在现场完成数据采集及数据处理、成图。传统的经纬测绘和白纸绘图，产生的平面位置及其他信息的误差较大，而利用数字化测绘就似乎，测绘点精度非常高，从原始数据采集到成图过程中，精度无任何变化，保证了成图的质量。
2.提高了测绘效率。
数字化测绘是现代GIS数据采集的重要手段，实现了勘测设计一体化、数据采集处理一体化、数据更新和管理智能化。同传统的经纬仪配合平板的测图方法相比，数字化测绘技术的效率高出许多。在通视良好的情况下，利用全站仪以建站点为圆心进行观测，一站可以测量1公里范围内的地形图。正常情况下，传统的经纬测绘法采用白纸绘图法，一个作业组一天仅能测量200个地形点，而利用数字化测绘技术，可以测量400各地物点，甚至更多。数字化测绘技术大大提高了测绘的效率，也缩短了成图的时间。
三.数字化测绘在水利工程中的应用。
1.GPS测绘技术在水利工程中的应用。
授时与测距导航系统及全球定位系统（Navigation System Timing and Ranging/Global positioning System-NAVSTAR/GPS）,通常简称为“全球定位系统”，即GPS。GPS是以人造卫星组网为基础的无线电导航定位系统。利用设置在地面或运动载体上的专用接收机，接收卫星发射的无线电信号实现导航定位。它是根据美国国防部1973年12月批准的国防导航卫星计划而建设的。它是由三个部分组成的，分别为空间卫星、地面控制系统、用户的接受处理装置。GPS具有精度高、速度快、全天候、距离远等特点，也恰巧是这样的特点才使得对水利工程的测量可以向外扩展延伸。GPS和多波束测深系统相结合，是形成深水底地形测绘的新手段。
水利工程的选址一般多在地形较为复杂的河谷沟壑之处，工程周边地表植被覆盖较多，测绘时通视条件较差，而又缺乏相关国家控制点，采用传统光学仪器进行控制测量的难度较大。利用GPS卫星定位系统较好的解决了此类问题，由于GPS测量不受气候条件、地形、测量时间的影响和限制，能够及时准确的完成控制测量和数据采集工作，能大幅度减少或免做像控点，既有效减少了测绘的工作量，同时又较大程度的提高了测绘的工作效率。
2.RS遥感技术在水利工程中的应用。
遥感技术RS（Remote Sensing）是在航空摄影测量的基础上，随着空间技术、电子技术和地球科学的发展而发展起来的，它的主要特点是：从以飞机为主要运载工具的航空遥感，发展到以人造卫星为主要运载工具的航天遥感；它超越了人眼所能感受到的可见光的限制，延伸了人的感官；它能快速、及时地监测环境的动态变化；它涉及天文、地学、生物学等科学领域，广泛吸取了电子、激光、全息、测绘等多项技术的先进成果；遥感是运用物理手段、数学方法和地学规律的现代化综合性探测技术。遥感，主要是从远距离、高空或外层空间的平台上，利用可见光、红外线、微波等探测器，通过扫描、摄影来传递信息和处理信息，从而识别地面物质的性质和运动状态。由于RS技术具有时效性、数据综合性、经济性等特点各种大的、小的比例尺地形图都可以快速的利用其影像来获取水利工程的基本地形图。利用RS遥感技术直接进行水利工程的流域规划，可以根据像片来直接判读流域的地形特点和地质构造，便于合理选择水利工程的坝址，对确定水库淹没、浸润及坍塌的范围有较好作用，同时对库区搬迁、经济赔偿及淹没损失等确定具有参考作用。
3.地理信息系统GIS（Geographic Information System）在水利工程中的应用。
地理信息系统是利用计算机存贮、处理地理信息的一种技术与工具,是一种在计算机软、硬件支持下，把各种资源信息和环境参数按空间分布或地理坐标，以一定格式和分类编码输入、处理、存贮、输出，以满足应用需要的人-机交互信息系统。它通过对多要素数据的操作和综合分析,方便快速地把所需要的信息以图形、图像、数字等多种形式输出，满足各应用领域或研究工作的需要，地理信息系统是现代水利工程数字化测绘的重要技术支持和测绘平台。
4.数字化测绘在水利工程中的应用领域。
（1）点位测设。水利工程中施工测量的基本任务是要测设点位，既要求对已知长度、高程、角度和坐标的测设，在大中型水利工程中，都需要对施工区域内进行布设施工控制网，之后利用网内控制点作为基础进行施工放样。利用GPS技术能大大减少施工控制网中的过渡控制点，既节省了成本，有提高了效率。
（2）计算水库库容。传统计算水库的库容时，都是采用手工计算，工作量非常大，而且容易出错，计算精度也较差。通过利用数字化地形图，加大了采集点的密度，同时也提高了面积计算的精度。可以插绘等高线，提高库容计算的精度，能快速计算书库的容量，便于实现水库的自动化管理。
（3）水力资源管理。
水力资源管理利用遥感技术为检测手段，利用GIS地理信息系统作为管理平台，通过RS技术和GIS技术能够客观、快速、经济的为大中型水利工程提供地理、环境、地质及水文等相关信息，是水利工程选址、工程规划及设计和施工管理的重要分析工具。
四.结束语：
数字化测绘技术在很大程度上提高了水利工程测绘的水平，提高了测绘精度，确保地形图准确可靠。现代测绘技术的应用，先进测绘仪器和测量技术及测绘方法，为水利工程的建设和管理提供了可靠依据。
参考文献：
[1]艾斯克尔·努尔 数字化测绘在水利工程中的应用 [期刊论文] 《黑龙江水利科技》 -2011年2期
[2]陈运河 数字化测绘技术在渠道改造工程中横断面图的运用 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年16期
[3]杨安广 陈东宇 数字化测绘在水利工程中的应用 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年36期
[4]唐继权 赵学辉 郑红英Tang JiquanZhao XuehuiZheng hongying 水利工程测绘数字化分析 [期刊论文] 《中国水运（理论版）》 -2007年1期
[关键词]地形图缩编 实例分析应用
[中图分类号] P284 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-2-180-2
1概述
地形图缩编是一项复杂的技术工作。传统手工缩编地图，要求作业员具有丰富的专业知识和工作经验，而且必须具备很高的作业水平和技能。而通过软件以及实例表明：采用人机交互的作业方式，将地图综合过程分解，合理地进行人机分工，可以顺利地、交互式地完成地图综合工作。这种交互式综合方法可以缩短至少1/4的工作时间，减轻了作业员的作业强度，而且提高了作业精度。这种基于地图的模型综合的环境，不仅能够完成地图综合工作，而且直接产生数字化数据，在一定程度上满足了地理信息系统对多尺度空间数据的要求。目前可用于地形图缩编的软件有很多，比如南方CASS、AUTOMAP、MAPGIS、GEOWAY、SV300等软件，本文以SV300软件为实例作分析应用。
2缩编的流程及方法
2.1缩编流程
为快速高效地完成缩编工作我们可以按照如下工作流程进行缩编工作。
2.2缩编方法
大比例尺地形图缩编为小比例尺地形图的过程实际上就是制图综合，其对地图各要素的操作主要有以下基本方法：选取和概括。例如要将1：500的地形图缩编为1：2000的地形图，则可将各地理实体按编图方法做如下划分，如表2-1所示[1]。
3实例分析及应用
3.1数据分析
本论文所采用的实例是以1∶500数字地形图缩编为1：2000数字地形图项目数据，其原始数据是通过全站仪测图制作的数字地形图，该数据在AutoCAD平台上制作而成，数据的属性结构较简单，分层不合理，只将地物分成交通、管线、居民地、植被等14个大类（图层），符号编码较符合规范，存在点面符号使用不统一、信息重复等问题，给缩编带来了一定的难度。
3.2技术要求
3.2.1缩编后地形图的基本要求
（1）缩编后的地形图应保持应有的精度。（2）主要地形、地貌、地物不变形。地物取舍综合合理，图面清晰易读。（3）图式符号正确，交通网络齐全。（4）地理名称选取、注记合理，文字注记符合等级要求，字体大小统一。
3.2.2缩编技术指导
（1）控制点选取：非埋石点不表示。图幅内一般保留5～8个8秒以上控制点，等级控制点不够时，非居民区内的埋石图根点依据控制点的密度需要适当选取。（2）地形地物选取及编绘：如居民区内面积小于图上4mm2的房屋，居民区内面积小于图上10mm2的简易房屋、棚房，依房屋搭建的简易房、棚房等均可删除。（3）图名选取：图名应以1：2000地形图上的行政机关、学校、主要村名或主要地理名称作为图幅名称，按以下原则选取。①选取图内有注记的机关、事业以及较大型的国营企业单位名称。②选取行政村名或较大的自然村名、地理名称。③在所有大比例尺缩编图内选取一个较合理的名称[1]。（4）另有房屋、交通设施、管线设施、水系设施、地貌土质、植被园林、高程点选注、梯田及水田的选取及表示方法等均可概括和选取，具体技术要求见表2-1。
3.3缩编具体步骤
3.3.1图幅拼接及自动缩编
利用16幅1：500地形图拼接而成，采用AutoCAD中的“INSERT BLOCK”命令，根据图幅编号将这些图幅自动拼接，放大4倍后通过“MOVE”命令生成新图廓，然后对图廓进行整饰，形成1：2000草图。将各符号与块名一一对应，创建“TXT”文件，然后用程序读取该文件，进行判断并删除，而注记可直接利用文字的“STYLE”或“CONTENTS”属性进行批量删除。这就是自动缩编，通过加载已编的程序可以减少手动缩编的工作量。
3.3.2人工干预处理
地形图内容繁多，机械自动缩编不能完全达到要求，人工干预非常重要，因为这涉及到工作人员的工作经验和对地形图的理解，会直接影响到地形图的成图质量。按照综合制图方法，对图面进行细部修改和整体调节，使地图各要素之间的关系明确，位置清楚，准确表达出该区域的地理特征。
1∶2000地形图高程点和植被的数量与1∶500不同，可以用程序进行均匀抽稀。但是，部分特征高程点，如山顶、山脚、鞍部、桥面等地方的高程点也可能被删除，因此，我们对这些特征点要手动选取，存储到新层GCD，其余点均匀抽稀后再将这些特征点转回原来的高程层。
3.3.3成图检查
数据质量控制是数字地形图质量的关键，是数字地形图成图过程中不可缺少的内容。根据国家质量技术监督局颁发的《数字测绘产品检查验收规定和质量评定》所要求的两级检查一级验收标准进行随机抽样检查。检查的方法分为软件检查、显示检查和对比检查。
4结束语
大比例尺地形图通过缩编，在精度上可以满足相对小比例尺地形图的精度要求。虽然缩编过程很繁杂，但是缩编成果可应用于各种基础地图需要，这项工作大大减少了人力、物力和财力的投入，有效地避免了资源的浪费，提高了单位地图制作的经济效益。
参考文献
[1]孙雅荣，陈能，施蓓琦.基于AutoCAD的大比例尺数字化地形图缩编方法探讨.测绘与空间地理信息.2006年4月第29卷第2期.31～34.
关键词：无人机航摄系统；煤田普查；1:2000地形图测绘
中途分类号：P217参考文献：A
一、引言
煤田普查即发现煤田和概略评价煤炭资源的地质工作，一般是在区域地质调查或煤田预测的基础上进行的煤田地质工作。近年来，随着国家能源战略的加速推进，煤田地质工程越来越呈现出范围广、地形复杂、工期紧的特点，对测绘也提出了更高的要求。
传统的人工测量模式存在作业周期长、人力投入大、成本高等问题，甚至会出现困难地区无法施测，无法满足高难度、快节奏测量生产的需要。因此，借助新技术、新工艺来满足煤田普查项目任务重、时间短、质量高的需要显得极为迫切。
现有的卫星遥感技术虽然能够获取大区域的空间地理信息，但受回归周期、轨道高度、气象等因素的影响，遥感数据分辨率和时相难以保证。常规航空摄影技术因受空域协调、起降场地选取、天气等因素的影响较大，缺乏机动快速能力，同时成本较高，灵活及精细度不足，无法及时有效地满足小范围高分辨率数据快速获取。而作为传统航空摄影测量补充手段的低空无人机摄影技术，凭借其自身机动灵活、快速高效、困难地区探测的航片获取技术，以及精准的后处理技术，大大降低了作业成本和生产周期[2-3]，在“短、平、快”的测绘项目中具有明显优势。
论文依托甘肃煤田地质局委托项目，甘肃煤田地质局综合普查队于2012年对甘肃省景泰县某煤矿测绘1：2000数字化地形图，测区面积约30km2。
二、无人机系统简介
低空无人(unmanned aerial vehicle，UAV)机航摄系统[4]是一种集无人驾驶飞行器、遥感及GPS导航定位等技术于一体建立起来的高机动性、低成本和小型化、专用化的遥感系统。
无人机航摄系统主要包括无人机飞行平台、飞行控制系统和非量测型面阵CCD数码相机，以及地面站、远程无线装置、地面数据处理系统等辅助设施。
无人机飞行平台
无人机飞行平台主要包含固定翼无人机、旋翼轻型无人机和无人飞艇。由于固定翼无人机具有低成本，可实现低速平稳飞行等优点，本研究采用固定翼无人机平台，该平台主要参数见表1。
表1 无人机飞行平台主要参数
飞行控制系统
飞行控制系统用行控制及任务设备管理，自由驾驶仪、姿态陀螺、GPS定位装置、无线遥控系统组成，可实现飞行姿态、航高、速度、航向的控制及各个参数的传输，以便地面人员实时掌控飞行情况。本研究中使用LT-150型无人机飞控导航系统。
摄影传感器
本研究搭载传感器为Cannon 5D MarkⅡ，检校结果（像幅5616*3744像素，像素大小：6.41 um），主点X0 ，相机检校参数见表2。
表2 相机检校参数
地面控制系统
地面控制系统的功能包括：航摄前期主要有测区查询、航线设计及参数设置；飞行阶段实时显示飞行参数，辅助飞控人员进行飞行；后期统计输出导航文件、影像飞行质量快速检查等。
三、低空无人机航摄系统在煤田普查1:2000地形图测绘中的应用
该煤田普查区地势由西南向东北逐渐降低，海拔高程1620～1850m，相对高差230m；测区西北部地面坡度在6°～25°，地形类别为山地，其他大部分地面坡度在2°以下，地形类别为平地，根据测区自然地理、气候和交通等情况，测区作业困难级别划为Ⅱ级。因按设计要求，需40个工作日内提供勘查区30km2的1:2000地形图，为保证工期与质量，决定采用无人机航摄技术，技术流程如图2所示。
1.无人机航摄数据获取
(1)测区相关资料收集
在飞行设计之前对测区概况进行了解收集相关资料，如测区GPS控制点坐标、交通路线图等。
(2)飞行设计
根据工程项目的成图要求及测区边界情况，本次飞行共设计2架次，航高750米，第一架次11条航带，共911张航片；第二架次9条航带，共1037张航片；测区航线总长178km，航片总数1948张，余片为287张。航线敷设情况如下图3所示。
图2.无人机航测技术流程
图3 航线敷设情况
(3)数据采集
将规划好的航线载入飞行控制系统，地面控制子系统按照规划航线控制无人机飞行，飞控系统则按预设的航线和拍摄方式控制相机进行拍摄。
本次飞行共获取影像1948张，采用人工选取同名点的方法计算相邻像片的重叠度和旋偏角，利用飞控数据和导航数据来检查航线弯曲度、同一航线的航高差等参数，像片有效范围在航向上超出成图范围的基线均在两条以上，摄区旁向覆盖超出摄区范围边界30%；航向重叠：一般在65%左右，最小为56%，最大为72%；旁向重叠：一般在30%左右，最小为25%，最大为43%；旋偏角：旋偏一般小于8°；航线弯曲度：所有的弯曲度均小于3%；航高保持：同一条航线上相邻像片的航高差均小于20米。同一航线上最大最小航高之差一般小于30米，符合规范要求。
2.像控布设及实施
根据该煤田勘查区特点，全区采用平高区域网布点方案。全测区按飞行架次与地形条件划分为四个网区。像片控制点采用了航线网布设，航向相邻像控点基线跨度为5条基线，最长为7条基线，旁向跨度为两条基线。全测区各区域网内像控点布设如下图4所示。
图4区域网布设图
3.影像处理
影像处理主要包括畸变差纠正、空中三角测量、3D产品制作及精度检查等内容。
(1)影像畸变差纠正
由于低空无人机的载重及体积原因，搭载传感器为非量测型相机，感光单元的非正方形因子和非正交性，以及物镜组的径向和切向畸变差的存在使得获取的数码影像存在各种畸变差，不能直接用于测绘生产[5]。本次航飞前在专业检校场对相机进行精检校，获取相机畸变差系数，借助PixelGrid畸变纠正模块完成数据预处理。
(2)空中三角测量
本次空中三角测量加密使用适普自动空中三角测量软件VirtuoZo AAT，该软件除半自动量测控制点之外，其他所有作业（包括内定向、选取加密点、加密点转点、相对定向、模型连接和生成整个测区像点网）都可以自动完成。由于PATB光束法区域网平差程序具有高性能的粗差检测功能和高精度的平差计算功能，因为本次航飞应用无人机进行低空摄影飞行，根据无人机的飞行质量情况，测区内所有加密点需要人工选取，内业工作量较大。
测区西北部地面坡度在6°～25°，地形类别为山地，其他大部分地面坡度在2°以下，地形类别为平地。因此确定1:2000数字线划图等高距为1米。
区域网划分：平高像控点采用区域网布点，全测区按飞行架次与地形条件划分为四个网区。高程像控点采用了航线网布设，相邻网区间使用多个公共像控点，减少了测区接边误差。
采用VirtuoZo AAT自动空中三角测量加密软件与PATB平差软件进行反复加密与平差，直至成果满足精度要求。详细空中三角测量作业方法如下：
建立测区：设置测区基本参数、建立相机文件、建立测区影像列表；
自动内定向：建立框标模板，检查自动内定向结果；
确定航线间的偏移量，选取连接点、人工加密点；
调用PATB平差，挑出粗差点进行修测；
导入控制点文件，量测控制点；
调用PATB平差，编辑粗差较大的控制点、连接点，直至成果合格；
导出空中三角测量成果。
加密过程按软件的功能遵循图5流程进行。
图5空中三角测量加密作业流程
空中三角测量是数据处理的核心，主要作业方法为根据POS数据自动建立航带内和航带间的拓扑关系网进行全自动连接点提取，通过大量平差点和快速平差算法剔除粗差点，利用控制点做空中三角测量计算，获取精确的外方位元素，生成加密点坐标。本项目空中三角测量加密成果精度见表3.
表3光束法整体平差精度报告
(3)DLG、DOM、DEM制作
在VZ站下导入空三成果恢复立体模型，生成核线影像文件，进行影像匹配、编辑，线划图采集。根据外业调绘片在CASS环境下进行属性编辑、图廓整饰。利用采集的三维DLG数据内插生成DEM数据，从而进行DOM制作。将正射影像图与线画图叠加分幅整饰最终完成1:2000地形图制作。如图6、图7所示。
图6测区局部DEM效果图图7 测区局部DLG和DOM叠加效果图
(4)DLG成图精度分析
精度评定包含地理精度和数学精度评定两方面。地理精度评定采取外业巡视的方法对图面地理要素的正确性及数据完整性、综合取舍的合理性、接边质量等进行检查；数学精度评定包括平面位置评定和高程评定，主要采用RTK实测地物点，并对比图上坐标，计算较差，利用点位中误差公式计算出各个检查点的平面位置中误差和高程中误差。
在保证精度评定基础上，全区选取19幅1:2000地形图进行检查。本次项目采取地理精度、数学精度同步检查方式，在对地物特征点进行坐标数据采集的同时，根据现场地物实际情况检查图面信息，并保证19幅均匀抽取10检测点以上。本次野外对19幅1:2000地形图进行外业检查。经检查，精度均优于规范要求。检查情况如下表4：
表 4 地形图精度检查情况
分析表4数据可知，无人机航摄技术测绘1:2000地形图的高程、平面中误差均满足《1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影测量外业规范》（GBT 7931-2008）要求，平面精度和高程精度指标大部分小于限差的1/3，符合设计与甲方要求；通过与实地地物特征现场对比、量测可知，图面内容表达清晰，地物地貌取舍合理，均符合《国家基本比例尺地图图式第1部分：1:5001:10001:2000地形图图式》（GB/T 20257.1-2007 ）规范要求。依据《测绘成果质量检查与验收》核定该成果质量为“优”。
四、结束语
低空无人机具有轻便灵活、反应迅速、成本低廉等诸多优点，本文将该技术应用于煤田普查1:2000地形图测绘中，该技术在“短、平、快”的小范围地形测量中优势明显，可以高效、快速、保质地完成测绘工作任务，极大的节省了人力，缩短了测量周期。
然而，必须明白低空无人机航摄系统自身仍存在诸多缺陷，如采用小幅面的非量测型相机，单幅影像覆盖面积小，正射影像图接缝工作量大；像对模型多，增加了模型切换和模型接边工作量；飞行姿态不稳定，受天气影响大（特别是风力）；空中三角测量工作量大，区域网接边误差较大，影响地形图精度。
总而言之，低空无人机虽然存在诸多缺陷，但是在作业工程中选择正确的方式方法，认真扎实的做好每一步工作，可以有效的降低误差，提高作业精度。在“短、平、快”小范围的煤田普查项目中，低空无人机明显具有其突出的优势。
参考文献：
[1] 吕立蕾 低空无人机航摄系统在长距离输油（气）管道1:2000带状地形图测绘中的应用研究[J]，测绘通报：中国地图出版社，3012（4）：42-45.
[2] 张永军 无人驾驶飞艇低空遥感影像的几何处理[J],武汉大学学报：信息科学版，2009,34（3）：284-288.
[3] 鲁恒，李永树，李何超，等 无人机影像数字处理及在地震灾区重建中的应用[J]。西南交通大学学报，2010,45（45）：12-15.
关键词 地形；遥感影像；几何纠正
中图分类号P237 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）45-0218-02
0 引言
辽宁省遥感影像信息处理平台建设――基础地形数据库项目属于辽宁省金土工程一期建设项目的子项目。目前遥感技术已广泛应用于土地利用调查、国土资源动态监测、土地开发整理等方面[1-3]。项目的主要目的是为辽宁省国土资源部门，纠正卫星影像提供准确的基础地理信息数据，为经济持续快速协调健康发展提供基础保障。项目主要内容为制作辽宁省区域范围内1:1万基础地形数据库，分辨率为200 DPI，格式为北京54和西安80两套坐标系的GEOTIFF数据。
1 项目区概述
辽宁省简称辽，位于中国东北地区的南部，是中国东北经济区和环渤海经济区的重要结合部。地理坐标处在东经118°53′至125°46′，北纬38°43′~43°26′之间，东西端直线距离最宽约550km，南北间直线距离约550km。
2 数据准备
2.1 资料收集
辽宁省1:1万基础地形数据库成果的制作，根据资料源有两种格式：一种是矢量格式，另一种为栅格数据。辽宁省区域范围共涉及1:1万地形图6508幅，由于资料收集困难的原因，个别边界地区的1:1万地形图资料缺失，共收集到1:1万地形图6445幅，其余的以40幅1:5万地形图补充。
2.2 求解转换参数
由于地形图原图只有54坐标或者80坐标一套成果，根据实际要求，需要对这些像控点成果进行北京54坐标系到西安80坐标系或者西安80坐标系到北京54坐标系的坐标转换。作业中，考虑到要保证像控点的精度，不能进行简单的平移与旋转，本项目以市为单位作为工作区，在每个工作区内选择能够覆盖工作区具有80和54坐标的国家D级控制点求取转化参数，转化模型选择布尔莎七参数模型[4-5]，对每个工作区求解54坐标到80坐标及80坐标到54坐标各一套参数，共求得28套参数。作业过程中，由于辽宁省区域范围内1:1万地形图涉及的中央经线有120°、123°和126°，涉及到每个带边缘处接边时要注意检查数据的接边情况。
3 数据加工
3.1 总体技术路线
现有的地形图资料有矢量和栅格两种格式，图1为数据加工的总体技术路线流程。矢量数据原始数据格式为AutoCAD的*.dwg格式，由于AutoCAD的*.dwg格式数据无法转换为栅格数据，因此将AutoCAD数据转换为MapGis的数据格式，并在MapGis软件中依据1:1万图式对数据的线型、符号和文字进行处理，输出分辨率为200DPI的TIF格式栅格数据，而后在Erdas软件中进行配准。栅格数据为1:1万纸质地形图，将1:1万地形图扫描后，利用已经生成的1:1万地形图标准图廓，采用清华山维软件或者ERDAS软件逐公里网格进行几何纠正；同时必须保证4个图廓点以及公里网格与图廓的交点，都进行严格的几何纠正。纠正后输出分辨率为200DPI的GeoTiff格式。
3.2 清华山维纠正
清华山维sunway survey Epscan （扫描矢量化系统）主要功能是解决数据采集和数据加工，主要包括处理扫描图像并进行矢量化处理，系统中提供了标准模板，进行1:1万地形图扫描选择的模板是GB-10000.mdt。图像处理的操作流程包括打开图片、图片定位、图像配准、图片存盘，详细流程如图2所示。
3.3 ERDAS纠正
ERDAS IMAGINE是美国ERDAS公司开发的专业遥感图像处理与地理信息系统软件。 ERDAS IMAGINE软件中的几何校正模块能够实现 1:1万地形基础数据的纠正，通过实验我们已经得到验证，具体的纠正技术流程如3所示。
3.4 ERDAS基础地形图的配准
辽宁省1:1万基础地形数据成果要求，同一幅图提供54、80两套坐标数据成果。由于1:1万地形图数据和扫描后的纸质地形图原图坐标系有54坐标的，也有80坐标的，地形图配准时要依据原始数据的坐标系统对地形图进行配准，即原始数据坐标系为54坐标系的，需要首先利用ERDAS软件配准该图1:1万地形图数据的54坐标系成果，然后再依据54与80坐标之间的转换参数，进行该图80坐标系成果的配准。反之亦然。进行配准时，投影类型应选择“Transverse Mercator”，基准面名称选择“Undefined”，比例因子为1，中央经线依据地形图数据本身的地理位置可为120°、123°和126°，东偏移为500公里，北偏移为0公里，原图为北京54坐标情况下椭球名称选择“Krassovsky”，原图为80坐标系椭球选择“IAG 75”。
3.5 数据加工中应注意的问题
1） 资料收集过程中，一定收集采用现有的现势性最好的地形图和数据，避免重复工作；
2）纸质地形图扫描后，利用已经生成的1:1万地形图标准图廓，采用清华山维软件逐公里网格进行几何纠正；同时必须保证4个图廓点以及公里网格与图廓的交点都进行严格的几何纠正；
3）元数据填写时注意原始的数据的坐标系统；
4）ERDAS软件中投影参数的设置54和80两套坐标系统应该注意区分；
5）注意54和80两套坐标系统文件名称中新旧图号的区分；
6）数据检查过程中要注意投影参数的检查，保证所有数据接边正确。
4 结论
该项目的完成为辽宁省国土系统遥感影像数据加工提供了基础地理信息数据，所取得的成果将会在土地调查、国土资源动态监管、矿业权核查等国土资源管理工作中发挥重要作用。
参考文献
[1]陈良军，等.黑龙江省国土资源遥感影像数据库系统相关技术研究[J].国土资源信息化，2008(3)：15-17.
[2]马洪斌，等.3S 技术在土地变更调查中的应用[J].测绘科学，2008(3)：195-198.
[3]梅涂术，等.基于3S技术的矿产资源移动执法监察系统的设计与实现[J].测绘科学，2009(3)：174-175.
[4]何宗，等.基于GPS的遥感图像纠正铁道勘察论文[J].铁道勘察，2005(2)；22-24.
关键词：高路公路，航测，地形图
中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：
前 言
航空摄影测量技术作为空间信息技术体系的两大分支之一，无人机航空摄影测量系统具有运行成本低、执行任务灵活性高等优点正逐渐成为航空摄影测量系统的有益补充，是空间数据获得的重要工具之一[1]。
目前国内无人飞行器航测遥感技术在测绘行业有了很大的推广应用，但大都是生产制作DOM及DEM，对于大比例尺DLG的生产只是进行过小面积实验，很少进行实际的生产应用。本文从生产实践出发，以目前最先进的航测技术为主线，分析探讨了高速公路地形图航测，在现阶段具有一定的理论与实际意义。
1 航测系统与工作内容
1.1 航测系统
国内航测技术发展较快，航测系统操作系统也较多较复杂，一般有MapMatrix系统、高分辨率遥感影像一体化测图系统PixelGrid以及Y amaha RMAX和Canon EOS一1 Ds MarkII数字单反相机集成的低空无人直升机数字摄影系统。
航测系统是基于航空，卫星遥感，外业等数据进行多源空间信息综合处理的平台。它不但为基础数据生产，处理和加工提供了一系列集成的工具，而且还采用了统一的数据管理接口将处理的数据有效的管理起来，为后期数据增值和共享提供基础[2]。
1.2 工作内容
本文讨论对高速公路区域条带地区进行航拍作业，要求如下：
（1）航空摄影，高速公路区域采用无人机航拍；
（2）利用航测手段测制1：2000数字地形图、DEM\DOM成果；其任务包括航飞、外业控制测量、内业空三加密、DEM\DOM制作、数字地形图制作、地形图编辑，成果整理与提交。
2 技术依据与成图精度
2.1 技术依据
(1)、CJJ8-2010《城市测量规范》；
(2)、《1:500、1:1000、1:2000地形图航测内业规范》GB7930-87；
(3)、《1:500、1:1000、1:2000地形图航空摄影测量数字化测图规范》GB15967-1995；
(4)、GB/T 20257.1-2007《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图图式》；
(5)、GB 14804-93《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图要素分类与代码》；
(6)、《基础地理信息数字产品数据文件命名规则》CH/T1005-2000；
(7)、《数字测绘产品检查验收规定和质量评定标准》GB/T18316-2001；
(8)、《测绘产品检查验收规定》CH1002-2005；
(9)、《测绘产品质量评定标准》CH1003-2005；
(10)、《公路勘测规范》(JTG C10-2007)。
2.2 成图精度
(1) DOM精度
DOM数据中地面明显地物点对最近野外控制点的图上点位中误差依据GB/T 18315-2001应符合下表规定：如下表1所示。
表1DOM精度要求mm
中误差的两倍值为最大误差。阴影、摄影死角、森林、隐蔽等困难地区的地物点对最近野外控制点的图上点位中误差按上述精度规定值放宽0.5倍。
(2) DEM精度
本测区的DEM格网尺寸为2.5m×2.5m。DEM格网高程值相对于最近野外控制点的高程中误差不得大于表中表2规定。
表2DEM精度要求m
高程中误差的两倍值为格网高程的最大误差。高大林木覆盖区、高层建筑阴影遮盖区等困难地区的高程中误差按上述规定可放宽0.5倍[3]。
3 总体流程图
高速公路地形图航测的总体流程图如图1所示：
图1高速公路地形图航测的总体流程图
4 具体流程
4.1 空三解密
本文拟采用数字摄影测量工作站的空三软件VirtuoZo AAT中的VzLowCor模块对无人机数码影像进行畸变纠正，然后利用VirtuoZo AAT+PATB小数码自动空三加密模块，以小数码航片作为空三加密的原始数据，运用PATB平差软件进行光束法区域网平差。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）构建空中三角网，并将外业控制点成果导入系统按严密的数字模型进行区域整体平差，得到优化后的外方位元素和加密点成果。
转点、选点采用软件全自动功能模块进行处理操作，在少量人工干预情况下实现工作效率最大化。
(1)、按编制的加密计划，开始建立相应的加密分区，把小数码影像以相应的各航线关系建立相应的加密测区。输入相应的摄影比例尺参数、相机参数、影像分辨率等。
(2)、进行内定向，注意各航线的相机文件有无旋转，需要旋转的片子相机参数必须要对应旋转180度。
(3)、添加相邻航线间的偏移点（即航带间连接点），相邻航线间只加首尾两点即可，航线过长的情况下可适当的在中部添加点，以便后续工作进行航线间自动转点。
(4)、相对定向、全自动转点。由软件自动计算完成，在大面积水域或大面积植被情况下无法计算，软件会自动记录并在计算完成后提示哪些模无法自动完成。可由人工干预适当加些关联点再自动匹配计算即可完成。
(5)、挑点。调用PATB计算，选用5*6布点布局进行粗差踢除。
4.2 DOM制作
本文利用Virtuozo全数字摄影测量系统工作站进行1:2000数字正射影像图DOM的制作。在全数字摄影测量工作站中，导入空三成果恢复测区并创建立体像对，作业生产区域DEM数据，并用特征点、线参与计算修改生成DEM。利用DEM数据对原始影像进行数字微分纠正，通过自动生成的镶嵌线对整个测区的模型正射影像进行无缝拼接，并最终完成数字正射影像图。最后按矩形图廓对影像进行分幅裁切，形成DOM数据成果。
利用DEM完成影像微分纠正，按照分区对测区内影像以像元大小为0.1m进行双线性内插或三次卷积内插法进行重采样，生成分区正射影像(DOM)。通过自动生成的镶嵌线对整个测区的模型正射影像进行无缝拼接。DOM接边中高大建筑物的投影差带来的接边倒影，可采用调换左右片生成正射影像进行贴补，使高层建筑物达到无缝接边，并最终完成数字正射影像图。
4.3 DLG制作
利用全数字摄影测量工作站VirtuoZo测图模块，导入空三加密成果恢复航摄数字影像的立体模型，采用内业判读，进行各地形要素的数据采集，生成图形文件。
作业不允许在1:1的模型比例尺下采集，一般放大1.4倍或两倍进行采集，以保证立体采集的精度。作业时需要注意的要素关系如下：
（1）.数据采集时保证数据的完整性，减少断缺，避免遗漏、移位；线线相连的，必须进行捕捉；平行的要素，进行平行拷贝表示。道路、水系必须要能够真实表示形状，圆弧之处必须有足够的点来表示形状。面状要素需闭合，如房屋、湖、塘等；要素相交时应捕捉。
（2）.房屋采集在房角上，需启用直角闭合的功能。对屋顶上的楼梯间、电梯间、冷却塔、水箱、卫星接收天线、烟囱以及临时性的建筑物不采集。
（3）.有方向的线状符号（如：陡坎、围墙等），应特别注意采点顺序，采集时锯齿应在数字化方向的左侧，采用左手规则。
（4）.自由图边、测区最近的电力线、等架空杆位必须测绘，以保证图内电力线、有准确的连接方向。
（5）.内业采集过程必须做到除成果不能定性的因素外，基本上与该要素的最终表示效果一致，不给下道工序遗留多余的工作量，能在本工序完成的内容一定要在本工序内完成。
（6）.每一个像对的测绘面积原则上不得超过基本控制点边线外1cm；图幅及像对必须在测图仪上完成接边。
6 小结
本文详细探讨高速公路地形图航测的整体流程，建议利用无人机航空摄影测量技术进行地形图生产，尽可能在载人机不便或无法完成的情况下，由无人机来完成。如多块小面积、危险场所、远离机场或没有可供其起降场地的区域。总之，目前无人机航测技术应该体现在载人飞机航测技术的补充方面。
参考文献
[1] 范承啸，韩俊，熊志军，赵毅。 无人机遥感技术现状与应用[J] 测绘科学 2009，34（5）：214-215.
关键词：摄影测量，发展，应用
通过上世纪八九十年代对数字摄影测量的研究、开发与推广，进入21世纪，我国数字摄影测量以世人难以想象的速度发展，数字摄影测量工作站在中国的摄影测量生产中获得了普遍的应用与推广，摄影测量的教学也由过去只有少数院校才能进行的“贵族”式的教学得到了极大的普及。由于摄影测量生产的转型，影像扫描仪已被大量应用，全国扫描仪数量已超过100台。同时航空摄影机也在加速引进。应用于航空摄影过程中的GPS／IMU系统也已引进，Z／I公司的数字航空摄影机也已经开始在中国应用。与此同时，高分辨率的遥感影像、以及其定位参数文件的应用，只要极少量的外业控制点，就能迅速生成正射影像图，它已在城市、土地的变迁、规划中得到愈来愈广泛的应用。所有这一切表明，新一代传感器、定位系统的迅速发展以及数字摄影测量工作站的大规模推广，都对摄影测量自身的发展提出一个非常严峻而现实的问题：摄影测量向何处去？下面我们就针对摄影测量的发展讨论一下。免费论文参考网。
1.数字摄影测量发展的新契机
从20世纪初起，以纯精密、光机的模拟摄影测量仪器为特征的摄影测量一直持续了半个多世纪。在此期间，摄影测量的教学、极少量的科研，除所谓的变换光束理论研究以外，多数是围绕欧洲的几个著名厂商生产的模拟摄影测量仪器进行。到50年代末计算机开始进入摄影测量，摄影测量的研究领域得到了很大的扩展：如解析法空中三角测量、在线空中三角测量、区域网平差、粗差检测理论、正射纠正、数字测图等。90年代随着数字摄影测量时代的到来，相对于传统的模拟、解析摄影测量，其最大的特点是将计算机视觉、模式识别技术应用到摄影测量，实现了内定向、相对定向、空中三角测量、数字高程模型（DEM）生成等的（半）自动化。数字摄影测量不仅仅将传统摄影测量仪器各种功能全部计算机，以提高工效、降低对作业员的要求，而且正在不断地扩充摄影测量的功能。
但是我们必须清醒地认识到：一些数字摄影测量工作站只是解析测图仪的替代品；目前的数字摄影测量工作站主要只适合于航空、航天摄影测量，而近景、地面摄影测量与它有很大差异，将数字摄影测量应用于近景摄影测量，摄影测量的理论必须进一步发展；即使是当前自动化程度较高的数字摄影测量工作站，摄影测量的主要研究还仅仅在“同名点”的影像匹配技术。因此，我们必须跳出传统摄影测量的束缚，必须从计算机的特点考虑数字摄影测量的理论发展，这正是数字摄影测量为其理论与实践的发展提出了崭新的契机。
2.数字摄影测量发展的重要方向
当前数字影像、DEM、摄影机位置、姿态数据的直接获取等技术正在迅速发展，它们对于加快摄影测量成图周期、减少野外工作量将发挥愈来愈重要的作用。例如利用高分辨率的卫星影像与对应的有理多项式系数（RPC）定位数据文件，再加以极少量的GPS点作控制，即能快速生产1：1万乃至1：5000的正射影像图。但是，与此相对应的摄影测量自身的发展与任务是什么？这是一个摄影测量工作者必须回答的问题。不管数据获取手段如何发展，航空（航天）摄影测量发展的中心任务之一是数据更新，实现建立国家基本地形图的由定期更新到动态更新机制。特别是对于处于经济快速发展的我国，GIS数据更新显得尤为重要。但是，数据更新不是重测地形图，具体而言： 数据更新的复杂性 利用航空摄影的影像进行测绘，纵然在模拟测图期间，其生产流程、各种规范已经成熟，到解析、特别是数字摄影测量时代，摄影测量的流程虽然有很大的改变，但是基本任务与规范没有根本的变化。而数据更新则不同，其情况比“新测或重测”要复杂得多。它的复杂性来自如何利用已有数据，减少外业、内业的工作量，加速成图周期。由此就产生很多问题，必须予以考虑，例如：已有的数据是什么？是正射影像图＋DEM，还是线划图＋DEM？数据更新的地区是什么？是城区、郊区、还是山区？更新的地形图比例尺，是大比例尺，还是小比例尺？等等。例如在郊区、山区、小比例尺地图数据更新时，可以利用“新影像”与已有的“正射影像图＋DEM”直接进行配准，进行无（或减少）控制点的空中三角测量。免费论文参考网。但是对于城区、大比例尺地形图更新，就很难利用已有的正射影像图，在更新城区、大比例尺地图时，利用已有的线划图将比影像图更为有利。 数据更新涉及摄影测量理论的创新与技术的更新 数据更新问题是如何利用已有的“数据”，更确切而言是如何利用已有的“信息”。众所周知：欲利用新影像更新已有地图，将两者“叠合”是最重要的一步。为此，确定影像的方位元素，将影像纠正为与地图一致的正射影像图，然后才能将“图”与像”套合。因此在数据更新中，除常用于传统的人工选取点作为控制点以外，能否利用地图上大量存在的“线状地物要素”作为控制，对于实现数据更新自动化、提高工效至关重要。免费论文参考网。 数据更新涉及观念的更新、规范的修改传统的摄影测量是由外业“控制点”、内业“加密点”与“碎部点”的等级之分，由外业“控制点”、进行空中三角测量获得“加密点”，最后是测绘“碎部点”，精度的要求当然是“上一级高于下一级”、“上一级控制下一级”进行测绘。内业测图是在加密点的控制下进行测绘地形图的碎部点、或进行正射纠正，因此加密点的精度应该高于地形图上的碎部点与影像图上的明显点。但是，在上述数据更新方法中，更多的是考虑应用地形图或影像图上的碎部点或明显点作为新一轮成图的控制（注意：被用作控制的碎部点的数量要比传统的控制点数量多出几十倍、甚至几百倍），由此生产的新一轮地图，但是它能否到达成图要求，当然还需作大量的验证。同时，更新方案也应该而且必须考虑加入少量的外业控制点、使用上一轮成图时影像的外方位元素、加密点与对应的影像，在可能的条件下应考虑应用定位定向系统（POS）数据等。但是，不管采用何种方案，多涉及传统观念的更新与相应规范的修改。
3.摄影测量发展的崭新领域
到目前为止数字摄影测量的发展，无论在理论上还是在实际上，主要是围绕着利用航空（航天）摄影测量测绘地形图，而对于数字近景（地面）摄影测量的研究甚少。同时随着数码相机的广泛应用、价格愈来愈低廉，数码相机在测量的应用将是摄影测量发展的必然趋势。 在此领域它与计算机视觉有着天然的密切联系，因为“计算机视觉的研究目标是使计算机具有通过二维图像认知三维环境信息的能力，这种能力将不仅使机器感知三维环境中物体的几何信息，包括它的形状、位置、姿态、运动等，而且能对它们进行描述、存储，识别与理解”，两者非常相似，但是又有明显的差异。同样，数字近景摄影测量与基于传统的基于单基线立体、测标的近景摄影测量也有很大的差别。 在过去的一个半多世纪,航空摄影测量取得了许多重大的成就,经历了模拟摄影测量阶段、解析摄影测量阶段和数字摄影测量阶段,革新了空间数据获取的技术方法,显示出了航空摄影巨大的生命力和影响力。应辨证的看待摄影测量的发展，在迎接新的发展机遇的同时，还应意识到严峻的挑战，过于悲观或过于乐观的“极端”态度，都不利于学科的发展。
