大学毕设论文地形图数字摄影测量技术设计.docx

大学毕设论文地形图数字摄影测量技术设计.docx

《大学毕设论文地形图数字摄影测量技术设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学毕设论文地形图数字摄影测量技术设计.docx（33页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

大学毕设论文地形图数字摄影测量技术设计

1:

1000地形图航测成图

技术设计书

技术设计

目录

1.项目概述5

1.1项目来源5

1.2项目内容、范围及具体任务5

1.3完成工期5

2.测区概况及现有资料情况5

2.1测区概况6

2.2现有资料情况6

3.技术依据7

4.产品规格及主要技术指标7

4.1平面、高程系统8

4.2成图规格8

4.3基本等高距及高程注记9

4.4技术指标9

5.设计方案10

5.1技术路线及工艺流程11

5.3数字航空摄影12

5.4基础控制测量17

5.5像片控制测量22

5.6******航空摄影测量生产数据预处理25

5.7全数字摄影测图27

5.8数字正射影像挂图制作29

5.9调绘、补测30

5.10项目精度评定及碎部点测量34

5.11内业数据编辑35

6.质量保证措施36

6.1组织管理措施36

6.2资源保证措施36

6.3质量控制措施36

7.上交成果内容38

7.1航摄摄影成果38

7.2航空摄影测量生产数据预处理成果39

7.3全部工作完成后，应按有关规定整理装订成果，并提交以下资料：

39

8.附件39

1.

项目概述

1.1项目来源

*******

1.2项目内容、范围及具体任务

1.2.1项目内容：

DLG，DOM，DEM；

1.2.2项目范围：

全线长185公里，宽1500米；

1.2.3具体任务：

a）长185公里、宽1500米的机载激光雷达测量；

b）****四等平面与高程控制测量；

c）长185公里、宽1500米的数字线画图；

d）长185公里、宽1500米的数字正射影像图；

e）200米宽数字地面模型；

1.3完成工期

**************

2.测区概况及现有资料情况

2.1测区概况

************

2.2现有资料情况

2.2.1控制资料情况

a）

b）

c）

2.2.2地形图资料情况

a）

b）

c）

3.技术依据

a）GB/T6962-2005《1:

500、1:

1000、1:

2000比例尺地形图航空摄影规范》；

b）JTGC10－2007《公路勘测规范》；

c）GB/T20257.1-2007《国家基本比例尺地图图式第1部分：

1:

500、1:

1000、1:

2000地形图图式》；

d）CJJ73-97《全球定位系统城市测量技术规程》；

e）GB/T7931-2008《1:

500、1:

1000、1:

2000地形图航空摄影测量外业规范》；

f）GB/T7930-2008《1:

500、1:

1000、1:

2000地形图航空摄影测量内业规范》；

g）GB/T15967-2008《1:

5001:

10001:

2000地形图航空摄影测量数字化测图规范》；

h）GB/T20258.1-2007《基础地理信息要素数据字典第1部分：

1:

5001:

10001:

2000基础地理信息要素数据字典》；

i）GB/T13923-2006《基础地理信息要素分类与代码》；

j）GB/T18316-2008《数字测绘产品检查验收规定和质量评定》；

k）CH1002-95《测绘产品检查验收规定》；

l）CH1003-95《测绘产品质量评定标准》

4.产品规格及主要技术指标

4.1平面、高程系统

4.1.1平面坐标系

本测区平面坐标系统采用******坐标系，中央子午线为******；归算到参考椭球面的每公里变形值为：

************;小于《****测量规范》***中规定的*****变形值，可满足本测区的要求。

4.1.2高程系统

采用******高程基准；

4.2成图规格

1〉成图规格采取50cm×50cm正方形分幅。

以图幅西南角坐标为图号，X在前，Y在后，小数点后取一位，如：

01.0—67.0；矢量图X、Y坐标整数位数保持六位，小数点后保持3位。

图廓按图式和规范要求整饰，注意标明测绘时间、测量方法、坐标高程系统、图式、成图比例、测绘单位、作业人员、检查人员和项目负责人员。

图形文件命名按图号命名，上交格式为DWG格式。

2〉（地形图的分幅应沿公路路线走向自由分幅,图幅采用正方形或矩形.其基本规格为500rimX500mm或500mmX400mm

图幅编号一律沿公路路线自起点开始顺序编号，序号前应冠以工程名称）

备注：

1〉、2〉为可选项

4.3基本等高距及高程注记

a）基本等高距

基本等高距为1米。

b）高程注记点取位

高程注记点注记到小数点后1位。

c）高程注记点密度

一般地区图上每100cm2范围内10-15个点，建筑密集区和地物稀少的平坦区、鱼塘等水网区图上每100cm2范围内8-12个点。

4.4技术指标

********************

4.4.3地形图的精度要求

该测区地形类别为*******，各项精度指标对照规范执行。

4.4.3.1内业加密点和地物点，对最近野外控制点的平面位置中误差不得大于下表一（JTGC10－2007《公路勘测规范》）规定：

表1地物点平面位置中误差

地形类别

平地、微丘

重丘、山岭

地物点平面位置中误差

0.6

0.8

注:

困难地区（如林区、阴影覆盖隐蔽区等）可放宽50

4.4.3.2地形图高程精度应符合下列规定：

等高线相对于最近高程控制点的高程中误差应小于表二的规定

表二（m）

地形类别

平地

微丘

山地

高山地

等高距

1.0

1.0

1.0

2.0

注记点中误差

0.40

0.5

0.7

1.5

等高线中误差

0.50

0.7

0.7

2.0

注：

森林隐蔽等特殊困难地区，可按上表规定值放宽50﹪。

5.设计方案

5.1技术路线及工艺流程

5.1.1技术路线

*************摄影。

为满足******控制和1:

1000成图要求，在测区范围内布设****等平面控制网和高程控制网。

**********空三加密，建立立体模型。

采用全数字摄影测量方法进行1:

1000地形图定位立体数字测图，生成图形文件。

利用1:

1000地形图套合正射影像进行外业调绘、检测内业测图精度、地物补测、碎部点测量。

结合外业调绘资料、碎部点测量数据、补测数据进行内业编绘。

外业检查修改。

检查验收。

成果汇编。

5.1.2工艺流程

资料收集、分析

设计书编写及评审

数字航空摄影

空三航空摄影测量

基础控制测量

像片控制测量

空三加密

1:

1000内业测图、DOM影像制作

碎部点测量

外业调绘、补测、检测

内业编辑

检查验收

成果上交

成果汇编

5.3数字航空摄影

5.3.1工作区范围

测区范围是******范围。

*******摄影，面积约****km2。

5.3.2技术设计原则

5.3.2.1航摄仪选择

Ø本项目摄影采用************************

Ø*****主要系统参数如下表：

相机参数

型号

焦距

像素大小

5.3.2.2航高确定

测区相对航高为*****m/*****m

5.3.2.3航向旁向重叠度确定

Ø航向重叠度为60%~65%。

Ø旁向重叠度为30%~35%

Ø5.3.2.4基准面确定

Ø测区基准面高度*****m。

5.3.2.5摄区覆盖保证

********

5.3.3技术设计

5.3.3.1航线设计

5.3.3.4航摄季节

在规定的航摄期限内，选择地表植被及其它覆盖物（如：

积雪）对成图影响较小、云雾少、无扬沙的季节进行摄影。

5.3.3.5摄影时间

Ø严格按规范规定的太阳高度角要求选择摄影时间；

5.3.3.6质量控制

d）摄影质量控制

Ø严格把握天气标准和准确的曝光量的关键，进入航摄基地后，先试照，确定参考曝光量，实际工作中再根据天气实况、地物、地形情况以及参考曝光量，确定实际的曝光量，确保曝光量的准确。

Ø影像应清晰，层次分明，颜色饱和，色调均匀，反差适中，不偏色，能辨别出地面上最暗处的影像细节，不得有色斑，大面积坏点（不超过9个）以及曝光过度等情况。

Ø数字影像有少量坏点或色斑，不影响立体模型连接、测图以及正射影像图制作时，成果资料可以使用，否则应予重摄。

Ø数字影像出现大面积反光或局部缺陷（如云、云影等）造成无法进行立体模型连接、测图以及正射影像图制作时，应予补摄。

Ø除数字影像数据质量合格外，必须保证每架次（或区域的）附属记录数据文件LogData.mdb齐全，准确。

在飞行过程中，航摄员必须做好当天的航摄记录表。

5.3.3.7补摄与重摄

Ø航摄过程中出现的绝对漏洞、相对漏洞及其它严重缺陷必须及时补摄。

Ø漏洞补摄必须按原设计航迹进行；对于补摄航线的两端一般应超出漏洞区域外一条基线。

Ø对于不影响内业加密选点和模型连接的相对漏洞及局部缺陷（如云、云影、斑痕等），可只在漏洞处补摄。

补摄航线的长度应超出漏洞外一条基线。

5.3.3.8采取的主要质量保证措施

Ø工程实施前制定详细的航摄工程设计书，经甲方审定后正式作业。

Ø工程前对工程使用的设备、材料进行认真的检查，并做好检查记录。

Ø派出经验丰富的项目负责人现场组织安排和指挥生产，严格掌握天气标准，经常和气象台联系，不能错过航摄天气，确保飞行质量与摄影质量。

Ø摄影尽量协调、安排在碧空天气进行，确保影像清晰，色调均匀，层次丰富。

Ø现场负责人员经常与甲方代表取得联系，认真听取意见和建议，不断改进工作，按时保质完成航摄任务。

Ø严格按照ISO9001-2000国际质量体系操作，对每一个生产环节进行质量跟踪检查、记录，发现问题及时处理解决，确保整个工程质量。

Ø对于该摄区最好选在植被覆盖较少的秋冬季，摄影影像有利于成图作业。

5.3.3.7航摄技术参数

摄区名称

*****摄区

面积（

）

****

地面分辨率

GSD=***cm

成图比例尺

1：

1000

航线敷设方法

***向

存储介质

硬盘存储

航摄仪类型

*****

焦距（mm）

****mm

航向重叠

60％~65％

旁向重叠

30％±5％

航摄处理设备

5.4基础控制测量

5.4.1平面基础控制测量

5.4.1.1控制网布设

5.4.1.2GPS控制点选点及标石埋设

5.4.1.3GPS控制网观测

为了保证本GPS控制网的精度，并尽量减少城市建筑物对观测卫星的影响，GPS控制网采用4台高精度的GPS接收机进行观测，其静态定位标称精度优于±（10mm+5ppm×D）。

采用静态或快速静态定位技术施测，同步作业图形之间采用边连接和点连接构网相结合的方式。

天线高应在观测前、后各量测一次，互差不大于3mm。

观测中保证接收机工作正常，观测过程中不得进行以下操作：

关闭接收机又重新启动；进行自动测试（发现故障除外）；改变卫星高度角；改变数据采样间隔；改变天线位置按动关闭文件和删除文件等功能键。

每个时段应对观测信息进行记录，记录格式见附录3。

观测主要技术指标：

项目

等级

观测方法

四等

卫星高度角（o）

静态

≥15

有效观测卫星数

静态

≥4

平均重复设站数

静态

≥1.6

时段长度（min）

静态

≥45

数据采样间隔（S）

静态

10～60

闭合环或附合路线中的边数

静态

≤10

天线对中精度

静态

±3mm

5.4.1.4GPS控制网基线解算及外业成果验算

*************

c）四等水准测量采用中丝读数法进行单程观测，支线必须往返测或单程双转点观测。

观测技术要求如下：

等级

四等

视距长度

DS3

≤80m

前后视距差

≤5m

每站的前后视距累积差

≤10m

视线高度（下丝读数）

三丝能读数

基辅分划读数之差

3mm

基辅分划所测高差之差

5mm

检查间歇点高差之差

5mm

单程双转点观测时，左右线路转点差

4mm

注：

当成像清晰、稳定时，四等水准观测视线长度可以放长20%

d）水准网平差采用严密平差，平差后最弱点点位中误差不得大于2cm。

5.5像片控制测量

5.5.1精度要求

a）像片平面和平高控制点对于附近国家等级三角点或高等级控制点的平面位置中误差不超过图上±0.1mm。

b）像片高程控制点对于附近水准点或三角点的高程中误差不超过十分之一基本等高距（基本等高距为1米）。

5.4.2执行依据

JTGC10－2007

《公路勘测规范》

GB/T183141-2001

《全球定位系统GPS测量规范》

CJJ73-97

《全球定位系统城市测量技术规程》

5.5.3像控点布设

5.5.3.1像控点布设方法

测区平面像控点采用统一的区域网布设方案。

区域网的划分按图廓线整齐划分，力求网的图形呈方形或矩形。

区域网的大小和像片控制点间的跨度主要依据成图精度、航摄资料条件以及对系统误差的处理等因素确定。

5.5.3.2像控点布设原则及布设方案

Ø测区平面像控点采用统一的区域网布设方案，而且要求所有平面控制点均为平高控制点。

Ø区域网航线数量原则上按软件平差处理能力和硬件环境处理能力为准；区域网首末端点必须布设平高控制点。

每个分区的像控点，按分区的四角和中心布设。

Ø四个角的控制点应布设于摄区范围内的边缘处及两条航线重叠区域，中心点应尽量布设于测区中心，布点示意图如下：

***********************

Ø自由图边的像控点必须布在图廓线外；

5.5.3.3像控点的选刺

Ø像控点必须首先在室内按照设计书和像片条件进行初选，在像片上标出概略位置，实地选点刺点。

野外选点时，应仔细判读像片，选择最好的目标刺点，并现场整饰。

刺点文字说明要简练明确，交代清楚点位和像片上周围相关地物的关系，同时绘制点位略图并作相应说明。

Ø平面控制点应选在影像清晰的明显地物点，接近正交的线状地物交点、地物拐点或固定的点状地物上，实地辨认误差应小于图上0.1mm。

弧形地物与阴影处不得作为刺点目标。

Ø高程控制点应选在局部高程变化很小的地方，狭沟、尖山顶和高程变化大的斜坡等不得选作刺点目标，当点位选在高出或低于地面的地物（如屋顶、围墙、陡坎等）上时，应量出其与地面的比高，注至厘米。

Ø平高控制点的选刺应同时满足平面和高程控制点对点位目标的要求。

Ø像控点在各相邻航线的影像上均应清晰可见，应选择影像最清晰的航线影像数据做像控点点之记。

5.5.3.4像控点整饰

Ø根据已经预选的相片资料，在相片左上角标注像片控制点号。

Ø在刺点相片背后绘制刺点略图和相应文字描述。

5.5.3.5像控点的联测

像控点的平面坐标和高程采用GPS静态测量，摄区内国家GPSC级点可供像控点起算使用，所有控制点均按平高控制点要求测量，其精度按《全球定位系统城市测量技术规程》有关GPSE级点要求施测。

ØGPS观测技术指标如下：

E

卫星高度角（°）

≥15

有效观测卫星总数

≥4

时段中任一卫星有效观测时间（min）

≥20

时段长度（min）

≥40

数据采样间隔（s）

15

卫星观测值象限分布

（25±10）%

PDOP

≤6

控制点观测时段长一般为45分钟，可根据卫星状况和基线长度适当调整，调整后的观测时间必须满足基线边得到双差固定解。

控制点观测参数设置同大地点联测。

像控点的高程采用GPS高程，GPS高程测量时须连测至少6个以上已知高程点且均匀分布,高程检测精度不得超过0.1m。

像控点联测时必须做好原始数据记录，各项记载齐全、整齐。

GPS数据处理及平差按《全球定位系统城市测量技术规程》相关规定执行

5.6*****航空摄影测量生产数据预处理

************

5.5.3空中三角测量

利用解算的外方位元素初值，自动进行空三区域内的点匹配；利用点匹配结果和外方位元素初值计算每一个时间节的外方位元素，每一时间节所对应的扫描影像类似于框幅式航摄的一节影像。

利用计算的时间节的外方位元素对L0级影像进行纠正，输出L1级影像。

5.5.4空三加密技术要求

1.空中三角测量使用ORIMA自动空中三角测量系统实施。

2.采用IMU/DGPS辅助空三加密：

在引入像控点大地坐标进行区域网的联合平差计算时，同时加入IMU/DGPS辅助航空摄影得到的六个外方位元素初值作为带权观测值参与平差，用加密成果进行定向。

3.空中三角测量正式实施前，应进行充分的准备工作。

包括创建测区目录、测区信息文件、摄影信息文件、控制点坐标信息文件，并制作金字塔影像，同时根据外业控制点的布设情况，划分加密区域网，每个区域网包括的航线数量，要根据精度要求及使用的软件平差能力而定。

4.约束平差空中三角测量加密的精度及各种限差满足下列要求：

Ø相对定向，平地、丘陵地标准点上残余上下视差Δq不大于0.02mm，检查点上残余上下视差Δq不大于0.03mm。

山地、高山地标准点上残余上下视差Δq不大于0.03mm，检查点上残余上下视差Δq不大于0.04mm。

Ø模型连接较差应满足下列公式：

ΔS≤0.10×

×10-³

Δz≤0.05×

×10-³

式中：

ΔS--平面位置较差（m）

ΔZ--高程较差（m）

--像片比例尺分母

--航摄仪焦距（mm）

b--像片基线长度

Ø绝对（大地）定向后，基本定向残差、多余控制点的不符值、区域网间公共点的较差不得大于下表的规定。

地形

类别

平面限差（mm）

高程限差（m）

1：

1000

1：

1000

平地、丘陵地

基本定向点

0.3

0.26

多余控制点

0.5

0.4

网间公共点较差

0.8

0.7

注：

基本定向点残差为加密点中误差的0.75倍。

多余控制点的不符值为加密点中误差的1.0倍。

区域网间公共点较差为加密点中误差的2.0倍。

区域网内相邻航线间公共点较差为模型连接限差的

倍。

Ø加密点的中误差按下列公式进行估算：

式中：

--控制点中误差（m）

--区域网间公共点中误差（m）

Δ--多余控制点的不符值（m）

d--相邻区域网间公共点的较差（m）

n—评估精度的点数

5.无约束平差空中三角测量数据处理的技术要求

ØORIMA空三Sigma值在2-4之间

ØX、Y、Z、O、P、K的权在0.8-1.2之间

ØAntennaCentersRMS:

X、Y、Z值小于0.2

ØIMUAnglesRMSX、Y值小于0.02

Ø连接点可靠性：

误差椭圆包含可靠性矩形，可靠性值小于100

6.空中三角测量采用半自动作业方式，控制点量测采用人工观测。

7.区域网加密完成后必须进行接边。

区域网间公共点接边，平面和高程较差不得大于空中三角测量加密的精度及各种限差的规定，取中数作为最后使用值。

8.空三加密平差成果需经野外检查点验证无误方可提供下工序使用。

9.空中三角测量成果提交的格式应满足全数字摄影测量系统的要求。

5.7全数字摄影测图

5.7.1基本定向

采用MapMatrix全数字摄影测量工作站制作DLG、DOM、DTM，定向的基本要求如下：

5.7.1.1内定向：

内定向时测标应严格对准框标，框标坐标量测误差不得大于0.010mm。

个别情况可放宽至0.015mm。

5.7.1.2相对定向：

相对定向后，各点的残余上下视差不得大于0.015mm，最大不超过0.020mm。

6个标准点点位必须有点。

5.7.1.3绝对定向：

绝对定向平面对点误差，平地、丘陵地一般不大于0.4m，最大不大于0.5m；山地、高山地一般不大于0.5m，最大不大于0.6m。

高程定向误差不大于加密点的高程中误差。

5.7.2数字线划地形图数据采集技术要求

采用MapMatrix等全数字摄影测量工作站进行立体数字测图。

主要遵循“内业定位，外业定性”的原则。

利用航空数字影像建立立体模型，采集全要素数据，生成图形文件。

1:

1000作业方法采用“两内两外”进行，即外业像控、内业测图、外业调绘、修补测、内业编辑。

5.7.2.1立体测绘地物、地貌的基本要求

a）测图之前应正确设置管道半径、容差，测绘等高线、水涯线等连续线时不得出现抖动现象。

b）数据采集以图幅为单位进行，每幅图保存一个文件，文件名与图幅编号一致。

c）地形要素采集按GB/T13923-2006《基础地理信息要素分类与代码》执行。

d）数据分类代码严格按国标规定（若采集代码与国标不符，要制作层对应表进行输出转换）执行，数据应分层存放，只有图廓线层（包括方格网线）存放完整内图廓线，其他层均不存放完整内图廓线。

e）每个立体像对的测绘面积在像片上不得超过控制点连线外1cm，并要作好像对间接边。

每幅图需测出内图廓线外以便接边。

自由图边外最近的电力线、通讯线等架空杆位必须测绘，以保证图内电力线、通信线等有准确的连接方向。

f）原则上由内业定位，外业定性。

内业对有把握并能够判断准确的地物、地貌要素，直接采集；对无把握判断准确的（包括隐蔽地区、阴影部分和较小的独立地物以及无法确定性质的实体元素）地物须尽量采集，并作出标记由外业实地进行精确定位和补调。

g）立体模型中地物轮廓全部可见的，用测标中心切准地物外轮廓和定位点采集，做到不遗漏、不变形、不移位。

地物轮廓部分可见（另外有部分被阴影或影像遮盖的）时，要测绘出部分轮廓线。

在辨别困难处作出标记，留作外业进行处理。

水系如水塘、双线水渠及河流，以岸边线为外轮廓线（注意：

当外轮廓线与水涯线的间距图上大于1mm时应分别测绘）。

h）所有存在屋檐的房屋，为保证外业调绘对屋檐改正的准确判断，内业测图时无论是否看到房屋墙基，均按屋顶施测。

i）河流、湖泊的水涯线以摄影时水位为准,测绘时将其闭合。

j）测制1:

1000地形图时，其平面坐标和高程取小数位都为0.1m。

明显地物点、地形特征点、一类方位物上均要求测绘高程注记点。

（如道路交叉口、独立地物点、山头、鞍部等）。

k）等高线全部用人工以测标切准立体模型采集，不得采用软件自动生成，不得穿越房屋，且注意不得有点、线矛盾。

模型接边图幅接边点、线、面保持一致性。

5.7.2.2过程质量控制

a）所有定向包括内定向、相对定向、绝对定向必须经过检查员检查合格签字后方可继续下步工作。

b）采集的地物、等高线、高程注记点必须在立体模型上检查并作好记录。

c）作业员上交的图幅除常规检查外，特别要注意采集数据分类正确性、有向线段的方向性、地物属性接边等问题的检查。

5.8数字正射影像制作

数字正射影像挂图采用采用全数字摄影测量方法生成

a）影像为数字影像。

b）影像处理要求：

DOM影像应清晰，片与片之间影像