11主要工作内容.docx
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11主要工作内容
1前言
1.1主要工作内容
（1）获取增城市市域范围内约1650平方公里真彩数码航片。
（2）沿增从高速、北三环高速和广河高速公路测绘面积约216平方公里1：
2000数字线划图（DLG）。
（3）中心城区62平方公里1：
2000数字线划图（DLG）修测。
（4）广汕路以北第一期测绘302平方公里1：
2000数字线划图（DLG）。
（5）广汕路以北第二期测绘498平方公里1：
2000数字线划图（DLG）。
（6）广汕路以南650平方公里数字正射影像图（DOM）生产。
1.2技术依据
表1技术依据
序号
标准名称
标准代号
1
《全球定位系统城市测量技术规程》
CJJ73-97
2
《航空摄影技术设计规范》
GB/T19294-2003
3
《城市测量规范》
CJJ8-99
4
《1：
500、1：
1000、1：
2000地形图图式》
GB/T7929-1995
5
《1：
500、1：
1000、1：
2000航测内业规范》
GB7930-87
6
《数字测绘产品检查验收规定和质量评定标准》
GB/T18316-2001
7
地球空间数据交换格式
GB/T17798—1999
8
1：
500、1：
1000、1：
2000
地形图航空摄影测量数字化测图规范
GB15967—1995
9
国家测绘局《GPS辅助航空摄影技术规定（试行）》
—
10
国家三、四等水准测量规范
GB12898—91
11
数字测绘产品质量要求第1部分:
数字线划地形图，数字高程模型质量要求
GB/T17941.1—2000
12
《1：
500、1：
1000、1：
2000航测外业规范》
GB7931-87
13
《测绘产品检查验收规定》
CH1002-95
14
《测绘产品质量评定标准》
CH1003-95
15
《1：
500、1：
1000、1：
2000地形图数字化规范》
GB/T17160—1997
16
《数字地形图系列和基本要求》
GB/T18315—2001
17
《1：
500、1：
1000、1：
2000地形图要素分类与代码》
GB/T1804—93
18
乙方技术设计书（经甲方批准）
—
1.3测区概况
增城市地理位置十分优越。
位于珠江三角洲东北部。
因地处连接香港、深圳、广州三个大都市的中部，被称之为“黄金走廊”。
全市地形北高南低，北部山地面积约占全市面积的8.3%；丘陵主要分布在中部，约占全市面积的35.1%，低丘和台地集中在中南部，约占全市面积的23.2％；南部是广阔而典型的三角洲平原，加上河谷平原，约占全市面积的33.4%。
航摄范围以行政境界为基础采用满图幅方式进行外扩设计。
1.4气候状况
增城市气候温和，土地肥沃，风调雨顺，全年平均气温为22.2度，年降雨量1869mm。
4～9月为雨季，占年降雨量的85％，10～3月为干季，占雨量的15％。
受地形影响，降雨量北多南少；北部正果最多年降雨量3049.1mm，南部石滩最少年降雨量只有877mm。
夏季常有台风侵入，年平均2次，最多年达7次，也有无台风的年份，风力最大可达11级，对南部地区影响较大。
图1增城市航摄范围示意图
1.5飞行平台、航摄仪及摄影基地
飞行平台：
运5
航摄仪：
SWDC-4
机场：
广州白云机场
1.6SWDC-4数码航摄仪简介
本次航空摄影测量项目拟采用国产SWDC-4真彩数码航空摄影仪实施。
1.6.1SWDC-4数码航空摄影仪
国产SWDC-4数码航空摄影仪是中国测绘科学研究院与河南理工大学共同研发成功新一代航摄仪。
本项目的产品是传统航摄仪的更新换代产品和国外同类产品的替代产品，是科技发展的必然产物，产品的开发成功对加速我国的测绘手段现代化具有极大的社会效益和经济效益，为国家信息化进程大量需要的航空相机提供可选择的可靠国产品牌。
图2SWDC-4数字航空摄影仪（像幅11K×8K）
SWDC-4数码航空摄影仪由4个单面阵数码相机通过固定的几何关系，经过外视场拼接而成，拼接后的CCD面阵大小等效为11k×8k。
SWDC-4航摄仪主要技术指标如下：
⏹光圈3.5-32
⏹焦距50mm
⏹快门1-1/800s，连续曝光最小时间间隔3.0s
⏹像素尺寸9μ
⏹畸变小于2μ
⏹ISO50-400,没有像移补偿
⏹数码相机伴侣
容量40G×4,可存储850张照片
⏹航向视场角74°
⏹旁向视场角91°
1.4.2SWDC-4数码航摄系统主要软件
（1）航摄飞行软件PNS，该软件包括设计软件包和控制软件包，主要用于航线设计、曝光点设计、几何数据处理与获取等，并将必要数据输入到ARM9处理器中用于航摄飞行自动控制（航摄定点曝光、旋偏角K自动修正、飞行航迹图实时显示等）；
（2）单面阵影像畸变差纠正软件DRS，该软件包主要对原始数字影像进行零级处理，通过处理消除影像的畸变差和主点偏移量；
（3）匀色软件CCS，该软件包主要对数字图像进行图像处理，通过处理，消除成像条件（天气条件、光照条件、硬件条件等）对数字影像的各类影响；
（4）航摄漏洞检查软件EBCS，该软件包主要用于对航摄飞行影像数据进行航摄空白区漏洞检查，通过检查，在测区及时决定是否进行航摄补拍；
（5）虚拟影像生成软件VICS，该软件主要用于对影像的拼接并生成虚拟影像，主要包括纠正为水平影像、影像子像元相关、速成小空三、虚拟影像生成等步骤；
2真彩数码航空摄影技术设计
2.1航空摄影基本技术指标和要求
（1）所获取影像为可进行立体测量的真彩色数字影像。
（2）按20cm地面分辨率进行技术设计，影像数据满足1:
2000比例尺的线划图（DLG）、数字高程模型（DEM）和正射影像图（DOM）的成图精度要求。
（3）配置高精度动态测量型GPS接收机，其性能应满足相应测图精度的技术要求，摄站点坐标成果采用事后相位差分技术解算。
（4）当GPS数据缺失或精度不够时，必须整条航线重摄。
（5）摄区边界南北覆盖一般不少于象幅的30%；每条航线开关机点按超出摄区所在相应测图比例尺图幅边界外东西各一条基线。
（6）航线按图廓中心线敷设，要求一张航片覆盖一幅图，航向重叠60%-65%；旁向重叠30%-35%。
（7）航片最大倾角不大于2°，数码相机旋偏角不大于9°。
（8）航摄分区的平均高度平面，按分区的高点平均高度加低点平均高度的1/2求得。
（9）基本航线按东西方向布设。
2.2航空摄影航高确定
按要求，此次摄影获取的影像用于制作成图比例尺为1：
2000比例尺的数字产品（DEM、DLG、DOM），要求航空影像的地面分辨率（GSD）应为20cm。
数码航空摄影的地面分辨率（GSD）取决于飞行高度，如图3所示：
图3航高与地面分辨率关系图
式中：
h—飞行高度；f—镜头焦距（50mm）；
a—像元尺寸（9μm）；GSD—地面分辨率
按照公式可求得获得相应GSD的飞行高度如表2：
表2地面分辨率与相对飞行高度
地面分辨率
20cm
相对飞行高度
1100m
3项目实施方案
3.1数码航测工作流程
本次数码航空摄影测量采用基于GPS辅助空中三角测量的摄影测量方案，其工作流程主要包括外业和内业两大步骤，具体流程见图4。
3.2数码航测外业
3.2.1地面GPS基站的布设与观测
地面GPS基站主要是指在航摄区域内设立的GPS站的观测，主要目的是在航摄期间内连续采集GPS数据，与机载GPS同步观测，选取合适的基准站，通过事后差分处理解算机载GPS轨迹。
地面基准站精确坐标通过与增城市城市GPS控制网联测求得。
（1）GPS基站的布设
（2）设备配置
配置天宝5700系列（Trimble5700）测量型GPS、高性能稳定计算机、后备电源等设备，可支持GPS接收机连续工作10小时。
（3）地面基站与城市四等GPS控制网联测要求
⏹连续观测2个观测时段；
⏹数据采样间隔30秒；
⏹最小卫星数4颗；
⏹卫星截止高度角5°；
⏹联测一般在航摄开始前完成，或在航摄期间灵活掌握；
⏹每时段结束后立即下载数据，进行转换、检查。
（4）航摄期间观测要求
⏹GPS接收机数据采样间隔为0.1秒；
⏹最小卫星数4颗；
⏹卫星截止高度角5度；
⏹在飞机滑行前15分钟开机采集数据，飞行落地不动后15分钟停止观测；
⏹当日数据及时下载、转换和检查；
⏹如GPS接收机内存不足，采用实时数据下载方法；
⏹量取GPS天线高，填写观测手簿等相关资料；
3.2.2GPS摄站坐标获取
主要是指在飞机机舱顶部安装GPS天线，GPS天线为保证卫星接收空间必须露出机舱或紧贴机舱，用专用螺丝固定在机舱上，前置放大器和天线电缆连接后必须安置在机舱内，并与机舱内的GPS接收机连接固定。
航摄仪通过专用MARK线与GPS接收机相连。
GPS接收机电源采用独立直流电（自带）供电观测。
配置5700系列（Trimble5700）测量型GPS、高性能稳定计算机、后备电源等设备，可支持GPS接收机连续工作10小时。
摄站坐标（XS,YS,ZS）获取采用后差分动态GPS测量方法。
摄站GPS具体有关技术要求如下：
（1）安装要求
⏹GPS天线安置在机舱顶部或尾翼上，保证卫星搜索空间；
⏹GPS天线的安装、钻孔保证不破坏飞机的气动特性和结构强度；
⏹飞机转弯时，机翼对GPS天线的遮挡应为最小；
⏹便于测定GPS天线相位中心与航摄仪投影中心之间的偏心分量；
⏹接收机与航空摄影仪脉冲输出口连接，确定航摄仪脉冲输出口电压与GPS接收机端口容许值相当；
⏹接收机的摆放位置便于操作和查看工作状态。
（2）观测要求
⏹卫星截止高度角0度；
⏹最小观测卫星数4颗；
⏹飞机滑行前、落地不动后15分钟进行接收机初始化观测；
⏹精确测定GPS天线相位中心与航摄仪投影中心之间的偏心分量；
⏹当日架次GPS数据及时下载、转换、检查；
⏹GPS观测数据文件格式采用标准的RINEX格式；
⏹所有GPS数据RINEX文件名采用标准的命名方式。
（3）偏心测量
机载GPS天线与相机中心有一固定的几何关系，其数学常量通过精密测量偏心数据手段获取（采用全站仪测量偏心分量dx,dy,dz），测量精度达到厘米级。
3.2.3航摄飞行
严格按照技术设计要求进行航摄飞行。
为了保证GPS数据的质量，要求在航摄飞行中尽量保持飞机姿态的平稳，转弯半径要大，飞机倾斜角不得大于15°，以防止GPS信号失锁。
3.2.4像片控制点的布设
（1）像片控制点布设的原则
野外控制点是航测内业加密控制点和测图的依据，主要分为平面控制点、高程控制点和平高控制点三种。
平面控制点仅测定该点的平面坐标，高程控制点仅测定该点的高程，而平高控制点则要测定该点的平面坐标和高程。
布设的控制点主要应该满足以下条件：
a.航线首末端上下两控制点尽量布设在位于离开通过像主点且垂直于方位线的直线上，困难时互相偏离不大于半条基线。
在空三作业区域中间布设检查点，使得检查点布设在高程精度和平面精度最弱处。
b.像控点应选刺在航向及旁向六片（或五片）重叠范围内，使布设的控制点能尽量公用。
c.像控点的选刺首先进行目标范围的大致圈定，外业实地优选目标位置标刺。
在实地根据相关地物认真寻找影像同名地物点，经确认无误后，并在像片上相应位置刺出点位。
刺点误差和刺孔直径均不得大于0.1mm。
d.像控点尽量布设在旁向重叠的中线附近。
旁向重叠过小，相邻航线像控点不能公用时，应分别布点。
当旁向重叠过大使相邻航线的点不能公用时，亦应分别布点。
e.当像控点为平高点时，实地选点时要选择影像清晰的明显地物点，如接近线状地物的交点，地物拐角点等实地辨认误差小于图上0.1mm的地物点；当像控点为高程点时，要优选局部高程变化不大的地物目标点；不可在弧形地物及高程变化较大的斜坡处选刺像控点。
f.像控点整饰时，要在影像上对应的控制点点位标注点名或者点号，并在像片的背面或者专用笔记本上记录关于刺点位置的详细说明，说明要确切，点位图、说明、刺点位置三者必须一致。
（2）空三作业的区域网布设方案
根据实测要求和成图比例尺，外业要求采取区域网布设方案。
区域网内不应包括有像片重叠不合要求的航线和像对，并且不应包括有大片云影、阴影等影响内业加密工作的像对。
具体的区域网布设原则是：
平高区域网航线数一般为4条，且每条航线的基线数应为20条左右。
具体情况见表3：
表3区域网外业布设要求
成图比例尺
1：
2000
航线数（条）
4
平高控制点间基线数（条）
20
区域网外业控制点的布点方案为：
在区域网首端和末端垂直于航线方向上分别布设一排平高点，另外在区域网的中间部分再布设一排平高点作为检查点，具体的控制点布设方案见图5：
图5区域网外业控制点的布设方案
当像主点、标准点位落水时，落水范围的大小和位置不影响模型连接，可按正常航线布点。
当在像主点2cm范围内选不出明显目标时，或航向三片重叠范围内选不出连接点时，落水像对按全野外布点。
定向点的标准点位置附近落水时，离开方位线条4cm以外的航向三片重叠选不出连接点，落水像对全野外布点。
3.2.5像片控制点的施测
（1）像片控制点的施测方案
像片控制点与外业控制点同步进行实测，像片平高控制点的高程采用GPS高程拟合方法测定。
实地选点时既要选择影像清晰的明显地物点，如接近线状地物的交点，地物拐角点等实地辩认误差小于图上0.1mm的地物点，也要顾及到局部高程不能变化太大；不可在弧形地物及高程变化较大的斜坡处选刺像控点。
像控点的测量根据新建的D级GPS控制网资料，采用RTK技术测量。
像控点的观测采用实时动态GPS技术进行观测，当点位精度符合要求后，记录观测成果。
像控点的命名以P打头后加六位自然数字，如P030425。
其中“03”代表航线的排序数，“042”为相片顺序号。
“5”代表像控点在像片上点序。
观测前应认真建立基准站，基准站的建立要满足下列要求：
基准站的位置应位于测量区域的中心附近，且便于看护和架设。
计算“七参”时，所选的高级控制点应均匀分布于测量区域内，周边外的点必须位于测量区域外。
测量区域半径以不超过10km为宜。
每次观测前均应在已知点上进行检核，确定基准站和接收手簿各项参数输入正确后方可正式作业。
观测时一定要认真量测每一点的天线高度，并正确输入每一站的天线高，确保每点观测成果的正确可靠。
观测时尽量使天线水平气泡居中并保持稳定。
实地观测时每点应作相应记录，如仪器高等。
（2）像片控制点的精度要求
平面控制点和平高控制点相对邻近基本控制点的平面位置点位中误差不超过图上0.1mm。
高程控制点和平高控制点相对邻近控制点的高程中误差不超过0.1m。
3.2.6野外调绘
外业调绘按航测外业规范的相关调绘要求进行（在测图过程中根据影像进行内业判读），喷出白纸线划图，以白纸线划图为底图进行野外调绘
调绘内容包括：
（1）测量控制点的调绘，测量控制点包括：
三角点、导线点、GPS点及水准点等
（2）独立地物的调绘，独立地物通常是指具有方位作用的单个物体。
如：
烟囱、水塔、宝塔等。
（3）居民地调绘，居民地是地形图上主要地物要素，调绘居民地要求正确反映各个房屋的外围轮廓，房屋的轮廓线一般以墙基外角连线为淮。
（4）道路的调绘，道路的种类有：
铁路、公路、大车路、乡村路、小路等，也包括道路的附属设施。
（5）水系调绘，水系包括河流、池塘、水渠、水井等；另外还有防洪墙、土堤、码头、桥梁、水闸等。
（6）管线、垣栅调绘，管线、垣栅包括电力线、通讯线，或地面上架空的管道、城墙、围墙、栏杆、篱笆等。
（7）工矿建（构）筑物及其它设施的调绘。
（8）植被调绘。
（9）地貌要素调绘。
（10）居民地名称及各种注记说明调绘
（11）新增地物的补测。
3.3数码航测内业
3.3.1影像数据处理
影像数据处理包括如下内容：
（1）原始影像航摄漏洞检查，使用航摄漏洞检查软件对航摄飞行影像数据进行航摄空白区漏洞检查，通过检查，在测区及时决定是否进行航摄补拍；
（2）单面阵影像畸变纠正处理，使用纠正软件对原始航摄影像进行处理，通过处理消除影像的畸变差和主点偏移量；
（3）影像匀光匀色处理，使用专门软件，对数字图像进行图像处理，通过处理，消除成像条件（天气条件、光照条件、硬件条件等）对数字影像的各类影响；
（4）虚拟影像生成，使用虚拟影像生成软件对经步骤
（2）、（3）处理后的影像进行处理，主要包括纠正为水平影像、影像子像元相关、求解双影像相对姿态、虚拟影像生成等步骤。
3.3.2控制点及摄站点坐标解算
（1）GPS坐标解算软件
控制点（空三控制点和空三检查点）坐标采用WayPointGPS7.50-GrafNet7.50软件进行静态差分解算；摄站点坐标采用WayPointGPS7.50-GrafNav7.50软件进行差分动态解算。
（2）坐标系统
平面坐标系统采用西安80坐标系，并采用高斯3度带投影方式；高程系统采用国家1985黄海高程系高程。
（3）处理方案
数据处理工作分两个阶段进行：
第一阶段的目的是进行野外观测数据检核，主要是检查观测数据质量和进行基线的初步解算；第二阶段的目的是处理出最终的结果，在所有外业观测完成后进行，主要内容是进行基线解算和网平差。
3.3.3GPS辅助空中三角测量
GPS辅助空三解算软件采用JX-PBBA自动空中三角测量软件处理系统，该系统是目前世界上少数几套集自动采集数据、整体平差一体化的自动空中三角测量软件之一。
通过该软件进行控制点加密解算，获取高精度的像对定向点；空三包括双拼虚拟影像区域网平差和单像机影像区域网平差（空三区域大小为：
20根基线与4条基本航线所覆盖的区域范围），平差方法采用光束法区域网平差。
（1）内业加密点选点的相关要求
a．加密点一般要选刺在6个标准点点位附近，当遇到特殊情况需要增加连接强度时，可增选连接点的数量。
所选点位构成的图形以大致成矩形为宜，点位高差相差不宜过大，同时要照顾调绘的面积。
b．两个立体像对（中间一张像片）覆盖一幅图时，测图或纠正用的定向点选在像片上距离图廓点或者图廓线1cm范围内，偏离通过主点且垂直于方位线的直线一般不大于1cm。
c．平地纠正点避免选在土堤、洼地、房顶等不能代表一般地面高程的目标上，林区应尽量选在林间空地的明显点上。
d．沿河道、山谷布设的航线应注意标准点之间的高差，以免出现相对定向的不定性，在地形变化较大的地方每个像对要增选1-2个点。
（2）空三作业的相关精度要求
相对定向标准点残余上下视差限差不超过5u，检查点残余上下视差限差不超过8u，匹配点分布均匀，且点数不少于200个，模型连接平面位置较差不大于0.24m（像方0.03mm），高程较差不大于0.28m（0.02mm）。
绝对定向基本定向点残差、多余控制点不符值及区域网间公共点较差不超过表4规定。
表4绝对定向限差
地形类别
比例尺
基本定向点残差
多余控制点不符值
区域网间公共点较差
平面
高程
平面
高程
平面
高程
平地
1：
2000
0.3
-
0.5
-
0.8
-
丘陵地
1：
2000
0.3
0.26
0.5
0.4
0.8
0.7
山地
1：
2000
0.4
0.6
0.7
1.0
1.1
1.6
高山地
1：
2000
0.4
0.9
0.7
1.5
1.1
2.4
注：
1.基本定向点残差为加密点中误差的0.75倍；
2.多余控制点不符值为加密点中误差的1.25倍；
3.区域网间公共点较差为加密点中误差的2.0倍。
（3）加密点中误差以全区或者单个区域为单位按下面的公式进行估算：
mq=
mg=
式中：
mq----控制点中误差，m;
mg----公共点中误差，m;
△----多余野外控制点不符值，m;
d----相邻航线或者相邻区域网之间公共点较差，m;
n----评定精度的点数。
3.3.4数字摄影测量工作站（JX-4C）数字产品制作
数字产品制作采用JX-4C全数字摄影测量系统（DPS），该系统是结合生产单位的作业经验，开发的一套半自动化的微机数字摄影测量工作站。
该工作站主要用于各种比例尺的数字高程模型“DEM”、数字正射影像“DOM”、数字线划图“DLG”生产，是一套实用性强，人机交互功能好，有很强的产品质量控制的数字摄影测量工作站。
本次数字产品制作（DEM、DLG和DOM制作）主要包括定向建模、DLG制作、DEM和DOM的创建与镶嵌等步骤。
（1）立体模型的建立和限差要求
定向建模主要是利用空三加密的结果，采用全自动空三数据导入方式，在JX4-C数字摄影测量工作站上采用批处理的方法完成各个立体模型的建立。
模型建立过程中的各项限差要求如下：
相对定向各点的残余上下视差的限差为0.008mm，绝对定向平面坐标误差（DXG、DYG），平地、丘陵地一般为0.0002
×M图m，（M图为成图比例尺的分母），最大不得大于0.0003×M图m；山地、高山地一般为0.0003×M图m，最大不得大于0.0004×M图m。
高程定向误差（DZG），平地、丘陵地全野外布点不得大于0.2m，其余不得超过加密点高程中误差的0.75倍。
（2）数字线划图（DLG）的制作
建立满足精度要求的立体模型以后，在JX4-C数字摄影测量工作站上主要通过跟踪矢量化立体模型的方式生成数字线划图，图层的分类和编码严格按照国标进行分类和编码。
1）成图方法：
严格执行两个像对一幅图测制，并不超过图幅边界测图，每幅图都使用通过本图幅中心线的像对进行测制。
采用JX4内部格式室内判读测图，喷出白纸线划图，外业调绘，再用CASS软件编辑、注记和整饰成图。
2）地形图要素分类和图式：
地形图要素分类与代码依据《1：
500、1：
1000、1：
2000地形图要素分类与代码》（GB/T1804—93）的要求分层绘制。
图式采用《1：
500、1：
1000、1：
2000地形图图式》（GB/T7929-1995）
3）基本比例尺1：
2000。
4）成图软件：
南方CASS7.0成图软件。
5）地形图的分幅
线划地形图分幅、编号：
统一采用50cm×50cm正方形分幅，其图幅理论面积及边长见表5
表5线划地形图图廓参数
比例尺
图廓线实际长、宽
图上图廓对角线长度
图幅理论面积
1：
2000
500m×500m
70.71cm
1.0km2
图幅编号：
采用图廓西南角坐标10公里数（小数后一位）编号，X坐标在前，Y坐标在后，中间以半短线连接。
并以图内显著名称作该图图名。
6）地形图的精度
（1）平面位置精度
依据《数字地形图系列和基本要求》（GB/T18315—2001），地物点对最近野外控制点的图上点位中误差不得大于表6规定。
特殊困难地区地物点对最近野外控制点的图上点位中误差按地形类别放宽0.5倍。
表6mm
地形图比例尺
平地、丘陵地
山地，高山地
1：
2000
0.6
0.8
（2）高程精度
依据《数字地形图系列和基本要求》（GB/T18315—2001），高程注记点、等高线对最近野外控制点的高程中误差不得大于表7规定。
特殊困难地区高程中误差可按地形类别放宽0.5倍。
表7m
升级会员 