市縣級大比例尺基礎(chǔ)測繪更新技術(shù)研究

徐貴陽，李乃強

(江蘇省測繪工程院，江蘇 南京 210013)

為適應(yīng)國民經(jīng)濟建設(shè)、信息化管理和規(guī)劃管理的需要，提供科學(xué)、準(zhǔn)確、方便、現(xiàn)勢強的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)[1]，并更好地發(fā)揮數(shù)字揚中地理空間框架在政府各部門中的應(yīng)用，原揚中市國土資源局開展揚中市基礎(chǔ)測繪更新及應(yīng)用服務(wù)維護項目。本項工程包括真彩數(shù)碼航空攝影、1:1 000 DOM制作、1:1 000 DLG更新在內(nèi)的揚中市基礎(chǔ)測繪更新，以及數(shù)字揚中地理空間框架更新維護、天地圖融合以及政區(qū)影像行政掛圖制作等具體任務(wù)。

本文結(jié)合項目任務(wù)內(nèi)容，詳細闡述1:1 000地形圖更新的內(nèi)、外業(yè)技術(shù)處理方法，可供相關(guān)項目參考。

1 測區(qū)概況

揚中四周環(huán)江，全市由長江主航道以南的太平洲、西沙、雷公島、中心沙四個江島組成，總面積331 km2，其中，陸地面積228 km2。揚中素有“河豚之鄉(xiāng)”、“江中明珠”的美譽，揚中境內(nèi)綠樹成蔭，生態(tài)優(yōu)良，城市綠化覆蓋率達40%，是全國首批“國家級生態(tài)示范區(qū)”、“江蘇省園林城市”。

2 主要建設(shè)任務(wù)

2.1 揚中市基礎(chǔ)測繪更新

(1)完成了揚中市全域0.1 m分辨率數(shù)字航空影像，制作完成1:1 000標(biāo)準(zhǔn)分幅DOM數(shù)字影像圖1 447幅，實際數(shù)據(jù)生產(chǎn)面積361.75 km2；

(2)揚中市全陸域約228 km2的1:1 000 DLG修測以及建庫。

2.2 數(shù)字揚中地理空間框架建設(shè)更新維護

(1)地名及POI數(shù)據(jù)更新：結(jié)合國家天地圖導(dǎo)航興趣點和揚中市實際情況，對地名及POI數(shù)據(jù)進行更新；

(2)平臺軟件系統(tǒng)升級維護：數(shù)字揚中地理空間框架的軟件系統(tǒng)升級維護主要包括地理信息公共服務(wù)平臺軟件全新升級至4.0版本、在線數(shù)據(jù)集更新、示范應(yīng)用系統(tǒng)運行維護、“天地圖·揚中”系統(tǒng)運行維護更新以及移動地理信息平臺全新版本等內(nèi)容；

(3)軟件支撐環(huán)境運行維護更新：對數(shù)字揚中軟件支撐環(huán)境進行運行維護支持，以及日常運行維護工作。

2.3 天地圖數(shù)據(jù)融合

按照國家天地圖最新的建設(shè)要求，完成。

2.4 行政區(qū)劃圖制作

基于揚中市2018年最新影像，完成了揚中市全市域、城區(qū)和6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的行政區(qū)劃圖制作，共計10幅。

3 DLG修測與建庫技術(shù)路線

揚中市全陸域約228 km2的1:1 000DLG數(shù)據(jù)修測方法采用航攝解析法，通過內(nèi)業(yè)立體測圖判測確定地形要素位置和輪廓，再回放工作底圖到外業(yè)調(diào)繪確定地形要素性質(zhì)、補測新增地物和測定高程注記點[2]。根據(jù)外業(yè)修補測更新或新增的調(diào)繪內(nèi)容，再返回內(nèi)業(yè)編輯對應(yīng)DLG圖形數(shù)據(jù)以及相關(guān)聯(lián)的屬性信息，并通過屬性和圖形拓撲檢查，使最終編輯的數(shù)據(jù)成果符合數(shù)據(jù)建庫標(biāo)準(zhǔn)要求。1:1 000 DLG修測及入庫具體流程見圖1。

3.1 數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

本次DLG更新修測的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是2012年完成覆蓋揚中全市域的1:1 000基礎(chǔ)測繪DLG數(shù)據(jù)。平面坐標(biāo)為1980西安坐標(biāo)系，中央子午線120°00′，3°分帶，高斯-克呂格投影。因此需要將此數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CGCS2000。

圖1 DLG修測及入庫流程圖

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的主要生成過程包括參數(shù)計算和軟件研發(fā)。

3.1.1 參數(shù)確定的流程及方法

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的確定主要包括：資料分析、重合點選取、模型確定、參數(shù)計算及精度評估和檢核五個步驟[3]。

參數(shù)確定方法：通過甲方、我院等途徑收集揚中市及周邊控制資料，特別是與待轉(zhuǎn)測繪地理信息成果想匹配的現(xiàn)行控制網(wǎng)資料，分析收集到的控制網(wǎng)資料，確定同時具有現(xiàn)行坐標(biāo)系與CGCS2000坐標(biāo)成果的重合點，綜合分析重合點的分布情況，確定參與參數(shù)計算的重合點，若重合點不滿足要求，則對控制點進行聯(lián)測，重新選取重合點。重合點確定完成后，根據(jù)測區(qū)情況及重合點分布確定轉(zhuǎn)換模型，計算轉(zhuǎn)換參數(shù)，并驗證控制點殘差是否滿足全部小于3倍中誤差，若不滿足則，刪除超限重合點重新計算，直至滿足全部小于3倍中誤差。

3.1.2 轉(zhuǎn)換模型選取

根據(jù)本項目實際情況，項目實施過程中，建立1980西安坐標(biāo)系及1954年北京坐標(biāo)系與CGCS2000間關(guān)系是采用七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型。參數(shù)轉(zhuǎn)換具體模型如下(如圖2)：

(1)

(2)

圖2 七參數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換示意圖

3.1.3 開發(fā)轉(zhuǎn)坐標(biāo)軟件

系統(tǒng)應(yīng)用軟件開發(fā)采用Visual Studio2010軟件開發(fā)平臺，在開發(fā)過程中采用了硬件序列號綁定和軟件狗加密兩種的方式以保證軟件包坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的安全性和使用的合法性。

本項目坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件能夠?qū)崿F(xiàn)在揚中市范圍坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能列表如表1所示。

表1坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件功能列表

軟件開發(fā)完成后，利用本軟件對控制點及甲方提供的CAD、SHP、MDB及GDB示例數(shù)據(jù)進行了測試，轉(zhuǎn)換完成后的CGCS2000成果其坐標(biāo)系信息正確，屬性信息與轉(zhuǎn)換前成果屬性信息一致，同時利用圖上取點的方式選取轉(zhuǎn)換前后同名點坐標(biāo)，并利用控制點轉(zhuǎn)換模塊進行轉(zhuǎn)換，結(jié)果一致，說明轉(zhuǎn)換軟件準(zhǔn)確無誤，本次DLG更新修測的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可以使用。

3.2 內(nèi)業(yè)立體采集

空三加密完成并檢查合格后，導(dǎo)出空三成果恢復(fù)立體模型，在工作站平臺上進行核線重采樣，然后進行內(nèi)業(yè)三維數(shù)據(jù)采集[4]。

在立體環(huán)境下對原有數(shù)據(jù)居民地進行檢查，充分利用原有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對變化的區(qū)域進行了更新。采集所有變化地物的外輪廓范圍，對內(nèi)業(yè)不易判定和被遮擋地物，在外業(yè)調(diào)繪底圖中專門標(biāo)注以供外業(yè)補調(diào)。

架空管道的支柱和立交橋的橋墩，內(nèi)業(yè)盡量準(zhǔn)確采集，不能準(zhǔn)確采集的部分用大三角作標(biāo)記，留待外業(yè)調(diào)繪時檢核或補測。

斜坡、陡坎用同一要素層碼表示，其中斜坡用地類界符號表示坡腳線，以與陡坎區(qū)分。

由于投影差的原因，高層房屋下的地物有遮擋，采集時在不超控和定向精度符合要求的情況下盡量用相鄰像對采集，并用大三角作標(biāo)記，提示外業(yè)調(diào)繪時注意檢核。

由于植被遮蓋，少部分地物邊線、電桿根部和高程注記點等要素不能準(zhǔn)確采集時，用大三角作標(biāo)記，提示外業(yè)調(diào)繪時注意檢核或檢測。

內(nèi)業(yè)采集結(jié)束后，紙圖作為外業(yè)調(diào)繪工作底圖，紙圖上對未更新地物用綠色表示，新增和變化地物用黑色表示，方便外業(yè)調(diào)繪。

3.3 外業(yè)調(diào)繪

(1)調(diào)繪基本方法

采用紙圖調(diào)繪的方法。根據(jù)相關(guān)規(guī)范的要求進行地物、地貌相關(guān)要素的調(diào)繪。外業(yè)調(diào)繪時認真仔細，做到了“三清四到”，并及時做到自查互校。凡內(nèi)業(yè)立體采集的地物、地貌要素(包括采用的原有成果)均由外業(yè)作業(yè)員在實地進行了調(diào)繪和檢核。

本測區(qū)量取的定位數(shù)據(jù)在調(diào)繪底圖上標(biāo)注清楚(按m注記，1:1 000成圖注記至0.1 m)，對實地已拆除的建筑物和不表示的地物均用打“×”劃去。房檐改正在調(diào)繪圖上以厘米為單位注記。

為了保證成圖精度，注重房檐調(diào)繪的準(zhǔn)確性，房檐寬度超過20 cm的一般采用實量房子長(寬)、房內(nèi)量距加墻厚、夾巷寬、垂直距離等方法進行房檐改正，檐寬數(shù)據(jù)注至cm；也采用房檐滴水線法進行房檐改正。房檐在20 cm以內(nèi)的采用目估法調(diào)注。

遇到毗連式房屋時，需要說明改檐之后房屋之間的相互關(guān)系，通過量測適當(dāng)?shù)乃ň啵员ＷC地物間相互關(guān)系正確。具體表示方法見圖3。

圖3 房檐改正表示方法

(2)新增地物補測

對內(nèi)業(yè)采集判讀不清、錯繪、漏繪或新增地物采用外業(yè)修補測：對于單個、小范圍漏測或新增地物，采用距離交會的方法直接補繪到工作底圖上，做到“量準(zhǔn)、記清”，符號繪制正確；對大面積新增變化地物則圈出其范圍，在測區(qū)圖幅接合表上作出標(biāo)記，逐片采用解析法補測。新增補測截止到外業(yè)調(diào)繪時間。

解析法補測時采用基于JSCORS的網(wǎng)絡(luò)RTK方法布設(shè)圖根控制點，在圖根控制點架設(shè)全站儀進行補測。

3.4 高程注記點測量

高程點采用攝影測量工作站內(nèi)業(yè)采集，針對鋪裝路面實地檢測，經(jīng)實地檢測沒有粗差，高程中誤差均小于0.1 m，精度滿足項目需求。

3.5 數(shù)據(jù)編輯

外業(yè)調(diào)繪結(jié)束后，按照外業(yè)圖面標(biāo)繪內(nèi)容進行內(nèi)業(yè)編輯，包括地物圖形編輯以及注記等屬性信息編輯，并確保最終編輯的數(shù)據(jù)成果符合要求[5]。內(nèi)業(yè)編輯完成后再放圖進行外業(yè)二次檢查并修改，再對相鄰圖幅重新接邊。完成圖面編輯后用數(shù)據(jù)質(zhì)檢軟件進行檢查再修改，直至符合要求。

4 成果質(zhì)量檢查

質(zhì)量從源頭抓起，注重作業(yè)員的工作質(zhì)量。在項目實施前，明確負責(zé)項目實施責(zé)任部門，并指定實施負責(zé)人負責(zé)整個項目總體實施，確保項目的順利實施。

揚中基礎(chǔ)測繪更新數(shù)據(jù)經(jīng)參加人員自查互校，項目組過程檢查人員100%全面檢查合格后，由江蘇省測繪工程院質(zhì)量保證科對完成的0.1 m分辨率真彩航空影像數(shù)據(jù)、1:1 000 DOM數(shù)據(jù)、1:1 000DLG修補測數(shù)據(jù)等進行了分批次成果質(zhì)量檢查。經(jīng)檢驗，所檢項目產(chǎn)品質(zhì)量合格。

5 結(jié) 語

本項目采集并制作了揚中全市域0.1 m分辨率數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)，更新了全陸域228 km21:1 000地形數(shù)據(jù)，并整合更新了地名地址數(shù)據(jù)，完善了揚中市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)體系，提升了揚中市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性。本文重點介紹了1:1 000 DLG修測與建庫過程中的數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、內(nèi)業(yè)立體采集、外業(yè)調(diào)繪、內(nèi)業(yè)編輯建庫等重點環(huán)節(jié)的技術(shù)實施方法等內(nèi)容，可供相關(guān)項目參考。