A3數(shù)碼航空攝影測量系統(tǒng)在土地整理項目中的應用研究

周樹旺

摘 要：針對某土地整理項目測量周期短，精度要求高的需求，選擇采用A3數(shù)碼航空攝影測量系統(tǒng)進行作業(yè)，該文首先分析了數(shù)碼航空攝影測量技術(shù)的原理，進而詳細探討了具體的測量步驟，在此基礎上，分析了其優(yōu)點與不足。

關(guān)鍵詞：A3數(shù)碼航空攝影測量 土地整理

中圖分類號：P23 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（a）-0039-02

某土地整理項目紅線范圍面積約17km2，該項目要在80d內(nèi)完成項目測繪、可行性研究、規(guī)劃設計、單體圖、設計報告和預算等內(nèi)容；且該地區(qū)在這期間正值雨季，較大程度地影響了外業(yè)測量人員的實地測量活動，時間緊、任務重。鑒于以上兩大原因，該項目采用數(shù)碼航空攝影測量成圖，成圖比例尺為1：1000。

1 數(shù)碼航空攝影測量技術(shù)的原理

數(shù)碼航空攝影測量技術(shù)，采用輕型飛機作為航攝系統(tǒng)飛行承載平臺；通過在飛機上安裝航空數(shù)碼相機直接獲取數(shù)字影像，利用動態(tài)姿態(tài)感應控制云臺進行姿態(tài)實時糾正控制，保證相機拍攝質(zhì)量；通過外業(yè)調(diào)繪及布控，利用數(shù)據(jù)處理軟件進行數(shù)據(jù)獲取、處理、分析，最終制作成滿足規(guī)范要求的DOM、DLG和DEM等測繪產(chǎn)品。

2 數(shù)碼航空攝影測量技術(shù)的步驟

2.1 資料收集

項目區(qū)收集到的現(xiàn)有資料有：①測區(qū)成圖紅線范圍（見圖1）；②測區(qū)1：10000土地利用現(xiàn)狀圖；③測區(qū)附近的高等級控制點（GPS A級點和C級點）5個，且控制點經(jīng)過檢驗，精度滿足規(guī)范要求。

2.2 航空攝影

該項目航空攝影采用動力懸掛滑翔三角翼作為航攝系統(tǒng)的飛行承載平臺，在三角翼飛機上安裝A3航攝儀（焦距300mm，像元尺寸12μm，地面分辨率0.1m），利用三軸全向穩(wěn)定云臺進行姿態(tài)實時控制。將測區(qū)各參數(shù)輸入航攝計劃設計軟件，進行自動計算，得到測區(qū)航攝計劃的各種航攝因子如下：

①航攝比例尺為1：17000；②設計航高為3000m；③對應地面分辨率為10cm；④旁向重疊度為60%，航向重疊度為56%。按照航攝計劃將測區(qū)劃分成18條航線對地面進行攝影（見圖2，共獲得98張航攝數(shù)碼像片，均能滿足1：1000航測成圖要求。

2.3 像片控制測量

為保證成圖精度，該項目像片控制測量采用了平高區(qū)域網(wǎng)的布設方案。在測區(qū)四角布設平高點，中間加布少許平高，布點方案見圖3。

該次像控測量采用GPS-RTK技術(shù)進行像片控制點的聯(lián)測，采用美國天寶（Trimble）公司生產(chǎn)的R6型號GPS接收機及TSC2電子手簿，其動態(tài)測量定位精度為：水平：±10mm+1ppm RMS垂直：±20mm+1ppm RMS在整個航區(qū)內(nèi)共采集像控點25個，各點相對于起算點的平面中誤差均小于5cm，相對于起算點的高程中誤差均小于10cm。

2.4 全數(shù)字空中三角測量

空中三角加密測量采用VirtuoZo數(shù)字攝影測量工作站進行觀測，利用PATB軟件進行平差解算。所有的基礎控制點都必須作為像片控制點或檢查點參加空三加密計算?？杖用苓^程中，對于內(nèi)業(yè)檢核無誤的外業(yè)像控成果，直接使用外業(yè)測量數(shù)據(jù)提供下工序使用，使用空三加密后的成果資料在檢查無誤后可提供下工序使用，對于空三加密過程中發(fā)現(xiàn)的精度超限點位，要分析原因，確認外業(yè)成果有誤的，若像控點位于加密區(qū)內(nèi)部，可以舍去。本項目空中三角測量利用PATB軟件平差解算結(jié)果。

2.5 內(nèi)業(yè)立體采集

內(nèi)業(yè)采集、編輯采用Virtuozo和南方CASS軟件。立體采集時應做到測繪地物、地貌元素無錯漏、不變形、不移位。

①采集依比例尺表示的要素時，應以測標中心切準其定位點或定位線；②背向主點的地物在本條航線無法采集到時，要在相鄰航線上補測，不可丟漏；③相鄰模型應采集到模型重疊的中間部分。因陰影、遮擋等原因無法確認地物地貌的部分應做好標記，以便外業(yè)補測。

2.6 外業(yè)調(diào)繪補測

外業(yè)調(diào)繪工序是保證地形圖地理精度的重要環(huán)節(jié)。其主要任務是實地核查內(nèi)業(yè)判讀和采集的數(shù)據(jù)，根據(jù)圖件需要表示的內(nèi)容要求取舍影像上的地物、地貌，并對影像上沒有的新增和變化地物、地貌進行補測，實地調(diào)查、注記地理名稱，做到圖面整飾清晰、符號運用恰當、注記準確無誤，保證質(zhì)量。

2.7 數(shù)學精度計算分析

精度檢測分析采用全站儀、RTK對地形圖要素進行采集，和地形圖上相應要素的平面、高程成果進行比較，從而獲得地形圖的數(shù)學精度，按公式（1）計算出圖幅平面、高程中誤差。

式中：δ為采集值與圖上值較差，N為δ的個數(shù)。在測區(qū)內(nèi)均勻選取10幅圖，共選取265個明顯地物點進行實地測量，測量結(jié)果與內(nèi)業(yè)采集數(shù)據(jù)進行比較，計算得到平面點位中誤差為15cm，高程中誤差為28cm。

通過實測高程與內(nèi)業(yè)采集高程數(shù)據(jù)比較，發(fā)現(xiàn)不同點的高程差值高低各異。這種差異必定會較大程度地影響土地整理項目中的平整土方計算，從而影響整個項目的總投資，故需要外業(yè)測量人員實地重新測量高程點。

3 數(shù)碼航空攝影測量的優(yōu)點與不足

將數(shù)碼航空攝影測量技術(shù)引入土地整理項目測繪中，可以明顯發(fā)現(xiàn)該技術(shù)給土地整理項目帶來的兩大優(yōu)點：（1）數(shù)碼航空攝影測量將常規(guī)測量的大量外業(yè)工作轉(zhuǎn)入內(nèi)業(yè)，大大避免了因天氣惡劣不能進行常規(guī)測量的停工、誤工現(xiàn)象，較大程度地提高了測量工作效率、縮短了測量周期，為土地整理項目后期的可行性研究、規(guī)劃設計、單體圖、設計報告和預算等內(nèi)容爭取了足夠的時間，保證了整個項目的順利進行。（2）數(shù)碼航空攝影測量成圖具有直觀、易懂的特點，以往完全看不懂測量圖的當?shù)厝罕娔軌蚩焖偾宄乇嬲J航空正射影像圖上的地物和地貌，大大縮短了與當?shù)厝罕娺M行圖形講解說明的時間，更大程度地了解到當?shù)厝罕姮F(xiàn)有農(nóng)田耕作亟需解決的具體問題。

除了上述優(yōu)點之外，也發(fā)現(xiàn)了一個不足之處，主要是內(nèi)業(yè)采集高程不能滿足大比例尺土地整理項目平整土方計算的要求。

參考文獻

[1] 張祖勛.數(shù)字攝影測量的發(fā)展與展望[J]. 地理信息世界，2004（3）：1-5.

[2] 韓磊，蔣旭惠.幾款數(shù)字航攝相機的應用與比較[J]. 城市勘測，2006（5）：21-23.

[3] Dr.Yuri Raizman.Flight Planning and Orthophotos.GIM International Magazine.

[4] 張小紅，劉經(jīng)南，Rene Forsberg.基于精密單點定位技術(shù)的航空測量應用實踐[J]. 武漢大學學報：信息科學版，2006（1）：19-22.

[5] 趙梅芳，沈邦興，吳曉明，等.多目立體視覺在工業(yè)測量中的應用研究[J]. 計算機測量與控制，2003（11）：833-835.