数字地理空间框架基础地理信息库建设专业技术设计书.docx
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数字地理空间框架基础地理信息库建设专业技术设计书
数字城市地理空间框架
基础地理信息库建设
专业技术设计书
二Ｏ一一年五月
数字城市地理空间框架
基础地理信息库建设
专业技术设计书
审批单位：
编写单位：
审批意见：
编写者：
编写日期：
年月日
审批者：
审核者：
审批日期：
年月日审核日期：
年月日
目 录
概况
1项目来源
数字****地理空间框架建设项目来源于国家测绘局开展的数字城市建设推广工作。
项目由****市人民政府向湖南省国土资源厅提出项目建设申请，经可行性研究后，由湖南省国土资源厅向国家测绘局提出立项申请，国家测绘局于2010年6月以国测国发［2010］22号文件《关于将呼和浩特等6城市列入2010年数字城市地理空间框架建设推广计划的批复》进行了立项审批。
项目将采用国家测绘局制定的《数字城市地理空间框架建设试点技术大纲（试行）》，在****市人民政府的统一领导下，紧密结合城市建设发展的要求和实际情况，采用先进的空间信息技术、网络技术、数据库技术，进行有效的资源整合，建立统一、权威的基础地理信息共享平台，建立有效的信息交换与共享机制。
2010年12月21日，数字****地理空间框架建设工程设计书通过组织的专家组评审，2011年3月28日，省国土资源厅以“湘国土资办函[2011]35号”文批复工程设计书。
工程设计书批复后，****市国土资源局立即启动项目的实际性建设，2011年5月12日，****市国土资源局委托招标代理有限责任公司就项目数据集建设部分进行国内公开招标，湖南省中标并承担本项目工作及相关服务。
2项目工作内容
根据项目招标文件及合同要求，本项目主要工作内容如下：
序号
项目
内容
单位
数量
1
航空摄影
0.2m分辨率真彩色航空摄影
平方公里
1400
2
航空摄影测量
1:
2000像片联测
平方公里
1400
1：
2000像片调绘
平方公里
500
航片1:
2000DLG成图
平方公里
500
航片1:
2000DEM、DOM
平方公里
1400
3
公共地理框架数据处理、整合、集成、建库
1:
500DLG
平方公里
310
1:
2000DLG（含1：
500DLG）
平方公里
810
1:
10000DEM、DLG、DOM
平方公里
11242
地名地址数据（城镇）
平方公里
250
地名地址数据（农村）
平方公里
10940
4
专题数据库
城市中心区三维立体图模型
平方公里
10
主要街道街景
公里
80
项目内容中“分辨率真彩色航空摄影”根据数字城市地理空间框架的要求统一进行航摄，航摄工作已于2010年12月完成。
在项目设计书的总体框架下，为规范作业，统一技术要求，保证测绘产品质量符合相应的技术标准，根据国家有关技术规范，结合****市的实际情况，编制本专业技术设计书。
本专业技术设计书从航空摄影测量、公共地理框架数据、专题数据库三个部分进行详细设计。
第一部分航空摄影测量
3航测概述
为适应国民经济建设、信息化管理和社会发展的需要，根据数字****地理空间框架项目总体建设要求，于2010年10月~12月对市区及周边地区1400平方公里范围开展了真彩色航空摄影。
摄区位于****市县部分乡镇，航摄范围为东经，北纬。
本项目在市区及周边地区1400平方公里范围内开展1:
2000DLG、DEM、DOM生产。
3.1项目主要内容
1、1：
2000航摄像片控制点连测1400平方公里。
2、1：
2000地物、地貌调绘（室内外综合判调法）500平方公里。
3、1：
2000数字线划地形图（DLG）生产（航测成图）500平方公里。
4、1：
2000航片数字高程模型（DEM）生产1400平方公里。
5、1：
2000航片数字正射影像图（立体纠正DOM）生产1400平方公里。
6、1：
2000数字线划地形图（DLG）建库500平方公里。
项目内容具体范围见“附件1数字****地理空间框架1：
2000范围图”。
4测区自然地理概况和已有的资料情况
4.1测区自然地理概况
****是一个开放宜居城市，是全国绿化城市、国家园林城市、国家卫生城市，作为移民为主的新兴工业城市，具有“五湖四海、开放包容”的特点。
****是全国优秀旅游城市，旅游资源丰富，文化底蕴深厚，形成了以“古、红、绿”为特色的旅游品牌。
4.2已有资料情况
4.2.1控制点资料
1、2004～2006年湖南省大地水准面精化项目布设的A、B、C级GPS点。
2、2004～2006年湖南省大地水准面精化项目布设的
、
、
等水准点。
3、****市大地水准面精化项目布设的D级GPS点及
等水准点。
4、****市1：
500城镇地籍数据库建设项目布设的E级GPS点及一、二级导线点成果。
以上各级控制成果可作为本次像片控制测量的基础控制成果。
4.2.2地形图资料
湖南省测绘局测绘的1:
10000地形图可作为设计用图。
4.2.3航摄资料
航摄资料由上海航遥信息技术有限公司摄影。
摄区名称为****，摄区代号为1001，摄影于2010年10月～2010年12月，采用POS辅助UCXp数码相机进行数码航空摄影，摄影焦距为，为东西向真彩色摄影，像幅约103.86mm×，地面分辨率优于20cm；数据格式为*.TIF。
像片航向重叠范围数码部分为70%～80%，旁向重叠范围数码部分为35%～70%，像片最大旋偏角数码部分为15。
其航线像片结合图见航摄资料“****市航空摄影航线像片接合图”。
航摄资料已通过鉴定，成果合格，可供后续工序使用。
5引用文件
1、GB/T6962-2005《1:
5001:
10001:
2000地形图航空摄影规范》
2、GB/T7930-2008《1:
5001:
10001:
2000地形图航空摄影测量内业规范》
3、GB/T7931-2008《1:
5001:
10001:
2000地形图航空摄影测量外业规范》
4、GB/T23236-2009《数字航空摄影测量空中三角测量规范》
5、GB/T15967-20081:
5001:
10001:
2000地形图航空摄影测量数字化测图规范》
6、CHT《基础地理信息数字成果1:
5001:
10001:
2000数字线划图》
7、CHT《基础地理信息数字成果1:
5001:
10001:
2000数字高程模型》
8、CHT《基础地理信息数字成果1:
5001:
10001:
2000数字正射影像图》
9、GB/T17158-2008《摄影测量数字测图记录格式》
10、GB/T18315《数字地形图系列和基本要求》
11、GB/T13923-2006《基础地理信息要素分类与代码》
12、GB/T17941-2008《数字测绘成果质量要求》
13、GB/T18314-2009《全球定位系统（GPS）测量规范》
14、GB/T18316-2008《数字测绘成果质量检查与验收》
15、CH/T1018-2009《测绘成果质量监督抽查与数据认定》
16、GB/T19710-2005《地理信息元数据》
17、GB/T《国家基本比例尺地图图式第1部分：
1:
5001:
10001:
2000地形图图式》
18、GB/T《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》
19、本项目专业技术设计书
本设计书中规定了的技术要求以设计书相应条款为准，设计书中没有规定的则以相应的标准为准。
6产品规格和主要技术指标
6.1产品规格
6.1.1投影、坐标系统和高程基准
平面坐标系统采用1980西安坐标系，高斯-克吕格投影（任意带），中央子午线为113°08′。
高程基准采用1985国家高程基准。
6.1.2DLG基本等高距
1：
2000地形图（DLG）基本等高距为2米。
6.2分幅及编号
采用标准分幅，图幅尺寸为50cm×50cm，采用图廓西南角坐标公里数编号，X坐标公里数在前，Y坐标公里数在后，小数点前取2位，小数点后取1位，中间连以短线。
例如：
图幅西南角的坐标为2838000、556000，则该图幅的图号为：
。
6.3图名选取及图幅整饰
6.3.1图名选取
图名一般选用图幅内较大较突出的村名、地名、山名、单位名称或企业名称。
街名、道路名、河流名不能作为图名。
当图名选取有困难时，也可不注图名仅注图号。
6.3.2图幅整饰
图幅整饰以图号填写接图表，测绘单位并排标注：
****市国土资源局、****市测绘局；图幅右上角注“秘密”，地形图图幅左下角逐行标注：
****坐标系；1985国家高程基准，等高距为2米；GB/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；2010年10月航摄，2011年10月航测成图。
6.4数据格式及命名
地形图数据以AutoCAD2004版的DWG格式存放，并符合南方CASS2008相关要求，文件名保持与图幅号一致。
图形数据的存储以图幅为单位，一幅图设一个文件，地形图文件名以图幅号命名，如图号为－的1：
2000地形图，文件名为。
6.5航测主要技术指标
6.5.1精度要求
1、像控点对附近野外控制点的平面和高程中误差不得大于表1的规定。
表1像控点平面和高程中误差
成图比例尺
1:
2000
地形类别
平地
丘陵地
山地
高山地
平面中误差（m）
高程中误差（m）
2、内业加密点和图上地物点对附近野外控制点的平面位置中误差不得大于表2的规定。
表2内业加密点和地物点平面位置中误差
成图比例尺
1:
2000
地形类别
平地、丘陵地
山地、高山地
平面中误差（m）
加密点
地物点
3、内业加密点、高程注记点和等高线对附近野外控制点的高程中误差不得大于表3的规定。
表3内业加密点、高程注记点和等高线高程中误差
成图比例尺
1:
2000
地形类别
平地
丘陵地
山地
高山地
高程
中误差
（m）
内业加密点
－
高程注记点
等高线
（地形变换点）
（地形变换点）
3、特殊困难地区（大面积的森林、阴影、沼泽等）地物点的平面位置中误差按表2相应地形类别放宽倍，高程中误差按表3相应地形类别放宽倍。
4、本技术设计取两倍中误差为最大误差。
7航测技术路线、作业方法和流程
7.1成图基本方法
首先在全数字摄影测量工作站上立体建模，生成DEM、DOM，采用航测数字化”内业定位、外业定性”的作业方法，先内业判读、采编地形要素，再将DLG套合正射影像激光出片，由外业现场检核和调查（包括补测航摄后至外业调绘期间新增的地物），再由内业修改和补充采集，最后根据技术要求编辑成图。
7.2作业流程图
8航测控制测量
8.1基础控制测量
以下已有成果可作为基础控制成果使用：
1、2004～2006年湖南省大地水准面精化项目布设的A、B、C级GPS点。
2、2004～2006年湖南省大地水准面精化项目布设的
、
、
等水准点。
3、****市大地水准面精化项目布设的D级GPS点及
等水准点。
4、****市1：
500城镇地籍数据库建设项目布设的E级GPS点及一、二级导线点成果。
8.2像片控制测量
8.2.1像控点的布设
8.2.1.1像控点选点条件
1、选用的像控点点位目标影像应清晰，易于判刺和立体量测。
当目标与其他像片条件发生矛盾时，应着重考虑目标条件。
2、布设的控制点宜能公用，一般布设在航向及旁向六片或五片重叠范围内。
3、像控点距离像片上各类标志应大于1mm，距像片边缘不得小于cm。
4、像控点应选在旁向重叠中线附近，离开方位线的距离大于cm；当旁向重叠过大时，不能满足要求时，应分别布点；旁向重叠较小使相邻航线的点不能公用时，可分别布点，此时控制范围所裂开的垂直距离一般应小于1cm，困难时不应大于2cm。
5、位于自由图边、待成图边以及其它方法成图的图边控制点，区域网四周控制点应布设在图廓线4mm以外。
6、航区或航摄分区接合处，像控点应布设在航线重叠接合处，邻区尽量公用。
不能满足公用要求时，应分别布点。
5、航线两端的控制点左右偏离不大于半条基线。
8.2.1.2像控点的布设原则
1、像控点采用区域网法、单航线法和像主点落水标准点位落水布点方法进行布点，区域网法布点优先。
2、像控点的分区原则
（1）、像控点分区要尽量规则，不同类型摄影像片要分别划区；为了合理减少像控点数量，可以大区套小区，也可以使相邻区域公用半个区或公用某一部分。
各分区要依次编号，不能重号或漏号。
（2）、在同一区域网内有不同的地形类别时，该区域网按精度要求较高的地形类别的布点方案布点。
相邻的、不同地形类别的区域网图幅的像控点布设要高精度满幅。
（3）、区域网四周的像控点要能控制测绘面积，当相邻区域接边处的像控点不能公用分别布点时，应尽量使各自的控制范围相互之间有少量的重叠。
控制不能有漏洞。
8.2.1.3像控点布设方法
1.区域网平高点按周边8点法布设。
其旁向跨度为6条航线；航向跨度不超过10条基线，
2.高山区和特殊困难地区，可按上述要求适当放宽。
3.受地形等条件限制时，可采用不规则区域网布点：
应在凸出处布平高点，凹进处布高程点，当凹角点与凸出点之间距离超过4条基线时，在凹角处应布设平高点。
8.2.1.4特殊情况的布点
1、航摄区域接合处的布点
航区或航摄分区接合处，控制点应布设在航线重叠接合处，邻区尽量公用。
不能满足公用要求时，应分别布点。
2、像主点和标准点位落水的布点
点位落水时，应注意以下事项：
（1）、点位落水（像主点或标准点位处于水域内，或被云影、阴影、雪影等覆盖，或无明显地物），落水范围的大小和位置不影响立体模型连接时，可按正常航线布点；
（2）、像主点2cm范围内选不出明显目标，或航向三片重叠范围内选不出连接点时，落水像对应全野外布点。
（3）、定向点的标准位置附近为落水区，在离开方位线4cm以外的航向三片重叠范围内选不出连接点时，落水像对应全野外布点。
8.2.2像控点的判刺
1、野外控制点应以判点为主，刺点为辅。
2、平面控制点的实地判点精度为图上0.1mm，点位目标应选在影像清晰的明显地物上，宜选在交角良好的细小线状地物交点、明显地物折角顶点、影像小于图上0.1mm的点状地物中心。
弧形地物及阴影等不应选作点位目标。
3、高程控制点的点位目标应选在高程变化较小的地方。
4、平高控制点的点位目标应同时满足平面和高程控制点对点位目标的要求。
5、控制点与基准面在不同平面时，应标注比高，量注至0.1m；当点位周围不等高时，应标注比高量注的位置。
6、剌点者，检查者均应签名。
8.2.3像控点的整饰
1、三角点、埋石点、平高点或平面点的刺点片，在像片正面以直径为7mm的红色圆形整饰；水准点或高程点的刺点片以直径7mm的绿色圆形整饰，水准点在圆内加绘不相交的斜十字形。
点名、点号及高程用红色分式注记，分子为点名或点号，分母为高程。
2、像片的反面应以相应的符号标出点位，注上点名或点号，应绘局部放大的详细点位略图，简要说明刺点位置和比高。
说明文字应简练、确切，点位图、说明、刺孔三者应一致。
像片反面整饰一律用铅笔（略图可打印粘贴），符号的形状及大小与正面相同。
3、控制像片仅整饰刺点片；航线间公用的点应在邻航线的主片上转标，并应注上点号和说明刺在哪一片上。
当借用相邻测区的像片控制点时，应转刺并按规定整饰，转刺的点位应加注邻幅图号及原刺点片号。
4、刺点者、转刺者、检查者均应在像片反面签名。
8.2.4像控点的编号
1、基础控制点使用原编号。
2、像片控制点编号规则为：
“代码”（平高点P，高程点G）+“3位流水号”。
8.2.5像控点测量
8.2.5.1平面测量
1.像控点测量采用HNCORS系统、GPS静态或快速静态作业模式。
2.像控点测量的GPS网起算点应为E级以上GPS点，起算点个数不得少于3个。
3.选刺的像控点除满足像片条件外，应尽量选在开阔，易于接收卫星信号的地方。
4.GPS观测前应预报星历，选择最佳观测时间。
观测时应认真填写观测手簿。
8.2.5.2高程测量
本测区内有大地水准面精化成果，如验证无误，可直接应用于像控点高程测量。
大地水准精化成果的验证，可采用与联测测区内已有各等级控制点或采用等外水准测量。
应用大地水准精化成果以似大地水准面插值软件解算正常高时，大地坐标以WGS－84为参考椭球面，选用ITRF97为参考框架，同区域内高精度GPS网成果基准相一致。
似大地水准面为1985国家高程基准。
在应用该似大地水准面把大地高转换为正常高时，GPS网的成果必须以区域内高精度GPS网成果为起算，大地坐标以WGS－84为参考椭球面，而不能选用其它参考椭球（如IAG-75）。
转换后的正常高为1985国家高程基准。
8.2.5.3GPS像控网观测技术规定
GPS测量基本技术要求符合表4的规定。
表4GPS测量基本技术要求
作业模式
快速静态
静态
同步观测接收机数
≥3
≥3
卫星高度角
≥15°
≥15°
有效观测卫星数
≥5
≥4
观测时段数
一个时段
一个时段
时段长度（min）
单频：
≥15min
双频：
≥10min
≥40min
数据采样间隙（s）
5-15
10-30
PDOP
≤6
≤6
天线高量取（至cm）
观测前后各量一次取中数
观测前后各量一次取中数
2.GPS网的主要技术要求应符合表5的规定。
表5GPS网主要技术要求
基线方差比
固定误差
a（mm）
比例误差系数
b（ppm）
同步环全长相对闭合差（ppm）
最弱边相对中误差
≤10
≤0
15
1／10000
像控点测量采用边点混合联接方式。
网内联测五秒以上等级点不少于3个，联测的起算点要求分布均匀，所构图形尽量包含所有像控点。
4.当实行分区作业时，相邻分区间至少应有两个或两个以上公共点。
公共点的两次成果之差最大不得大于
倍中误差。
9解析空中三角测量（电算加密）
9.1工作流程
9.2资料准备
9.2.1控制测量成果
测区基础控制测量和像片控制测量的全部成果及技术资料。
9.2.2航摄资料
1.航摄数字影像数据；
2.测区航摄略图，包括航摄分区划分、航线分布、图幅分幅；
3.测区影像接合图；
4.航摄仪鉴定表；
5.航摄质量验收报告；
6.其他有关资料。
9.3数字影像数据的处理
根据需要，对数字影像进行图像处理。
1.根据成图的目的及用途，对原始数字影像重叠过大的进行抽片处理。
2.当原始数字影像分辩率高于成图比例尺要求的分辩率时，可对原始数字影像进行压缩处理。
9.4航线拼接
在相邻的航线之间选择、测量同名点确定相邻航线的相互位置关系。
9.4.1技术要求
1.普通航线应满足以下要求：
相邻航线之间最少选2个同名点，宜转刺在首尾；
航线较长时，在中间均匀加刺1个或多个点，宜每隔10～12张像片选1点。
航带间航偏角变化较大的航带，应可能多的选取同名点。
2.交叉航线，在两个航线组的公共区域，人工转刺至少3个同名点，且不应分布在一条直线上。
3.同名点不能过于接近影像的边缘，在同一航带内最少两底重叠。
4.每张像片航向、旁向均应有同名点。
9.4.2作业要求
1.在航线两端尽可能多选点，以提高航线间自动转点能力。
2.同名点应尽量精确对点，确保是同名点位。
3.将难以准确切准以及纹理差的同名点编辑到影像纹理清晰，能够准确匹配的点位。
9.5相对定向
在区域网范围内按航线依次进行相对定向建立立体像对模型，通过连接点实现航线内以及航线之间的模型连接。
主要工作包括相对定向，连接点选点、转点、量测，检查点的选点、量测。
9.5.1技术要求
1.相对定向精度不应大于表6规定。
表6 相对定向精度
地形类别
连接点上下视差中误差
mm
连接点上下视差最大残差
mm
扫描数字化航摄影像
0.01mm（1/2像素）
0.02mm（1像素）
数码航摄仪获取影像
1/3像素
2/3像素
2.扫描数字化航摄影像模型连接较差限值按如下公式计算。
式中
S—平面位置较差，单位为米（m）；
Z—高程较差，单位为米（m）；
m像—像片比例尺分母
fk—航摄仪焦距，单位为毫米（mm）；
b—像片基线长度，单位为毫米（mm）。
数码航摄影像模型连接较差限值一般取上述公式相应计算值的1/2。
经计算，本测区模型连接较差限值不应大于表7规定。
表7 模型连接较差限值
像片类型
平面位置较差（⊿S）
m
高程较差（⊿Z）
m
数码部分
3.连接点不局限于标准点位点。
4.每个标准点位宜选择3个以上点以有效探测粗差提高区域网连接强度。
5.连接点一般情况下应均匀分布。
6.残余视差应配赋合理。
9.5.2作业要求
1.自动相对定向失败或误差超限，则应进行人工相对定向。
2.人工相对定向，一般在标准点位选取明显地物点作为定向点，放大状态下对左右影像人工微调精确对点，完成后进行相对定向计算，检查结果，如有误差超限，应修测或重测，再重新相对定向。
3.模型之间的连接点宜自动进行选点、转点、量测，实现航线内及航线之间的模型连接，如连接失败或误差超限，无法自动进行则应进行人工模型连接或编辑。
4.标准点位落水时，在非标准点位有效区域内存在较多满足精度的连接点时，可以不做人工处理。
5.人工模型连接或编辑，在标准连接点位进行检查，如果缺点则补点，如果误差超限则补测是或剔除，再重新进行模型连接。
9.6选择加密点
量测像控点，采用平差的方法检测连接点、像控点的粗差，根据平差结果剔除或修测粗差点，从连接点中挑选和确认加密点。
9.6.1技术要求
1.像控点坐标量测误差不应大于0.002mm。
2.每个标准点位宜选择3个加密点。
3.加密点的编号规则为：
“代码”（平高点P，高程点G）+“4位流水号”，流水号从1000起编。
9.6.2作业要求
1.对外业提交的像控点（包括外业检查点），应对照野外控制片/影像上的点位位置、点位说明和点位略图，进行辩认和量测；采用替换、反复平差计算的方法，确定可靠的外业像控点。
2.采用平差方法对连接点、像控点进行自动粗差检测，剔除或修测检测的粗差点。
3.从连接点中挑选精度最高的点作为加密点。
9.7区域网平差与绝对定向
单个区域网平差，相邻区域网加密点接边，全部区域网整体平差。
9.7.1技术要求
1.加密点的精度不应大于表8规定。
表8加密点对附近野外控制点平面位置与高程中误差
成图
比例尺
平面位置中误差（米）
高程中误差（米）
平地
丘陵地
山地
高山地
平地
丘陵地
山地
高山地
1:
2000
-
2.加密点的精度按区域网进行估算，估算公式如下：
m1:
加密点中误差，单位为米（m）；
m2：
加密点（
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