【導(dǎo)讀】制和更新國(guó)家地形圖以及建立地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的重要資料源，在空間信息的獲取與更新中起著不。可替代的作用，文中具體介紹了航空測(cè)量攝影的原理和應(yīng)用，及其適用范圍。最后根據(jù)相關(guān)技術(shù)。的發(fā)展現(xiàn)狀得出攝影測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì)。3S:GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，GIS地理信息系統(tǒng)，RS遙感測(cè)量技術(shù)。4D:DLG數(shù)字線劃圖，DRG數(shù)字柵格圖，DOM數(shù)字正射影像，DEM數(shù)字高程模型。第4章項(xiàng)目實(shí)施組織計(jì)劃。第6章作業(yè)要點(diǎn)及主要技術(shù)要求

　　

【正文】 數(shù)據(jù)點(diǎn)的范圍隨待插位置的變化而變化，因此又稱移動(dòng)擬合法。有規(guī)則網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和不規(guī)則三角網(wǎng) (Triangular Irregular Network, 簡(jiǎn)稱TIN)兩種算法。目前常用的算法是 TIN，然后在 TIN 基礎(chǔ)上通過(guò)線性和雙線性內(nèi)插 建DEM。用規(guī)則方格網(wǎng)高程數(shù)據(jù)記錄地表起伏的優(yōu)缺點(diǎn) ：優(yōu)點(diǎn)：（ X， Y）位置信息可隱含，無(wú)需全部作為原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)由于是規(guī)則網(wǎng)高程數(shù)據(jù)，以后在數(shù)據(jù)處理方面比較容易。缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)采集較麻煩，因?yàn)榫W(wǎng)格點(diǎn)不是特征點(diǎn)，一些微地形可能沒(méi)有記錄。 TIN結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)：能以不同層次的分辨率來(lái)描述地表形態(tài) .與格網(wǎng)數(shù)據(jù)模型相比 ,TIN模型在某一特定分辯率下能用更少的空間和時(shí)間更精確地表示更加復(fù)雜的表面 .特別當(dāng)?shù)匦伟写罅刻卣魅鐢嗔丫€、構(gòu)造線時(shí)， TIN 模型能更好地顧及這些特征。 數(shù)字正射影像圖的制做要求 所謂數(shù)字正射影像 圖 (Digital Orthphoto Map)簡(jiǎn)稱 DOM，是利用數(shù)字高程模型對(duì)掃描處理的數(shù)字化的航空像片或遙感影像，經(jīng)過(guò)逐像元進(jìn)行處理，再按影像鑲嵌，根據(jù)圖幅范圍剪裁生成的影像數(shù)據(jù)。數(shù)字正射影像圖和通常我們所接觸的地圖一樣，不存在變形，它是地面上的信息在影像圖上真實(shí)客觀的反映，但是所包含的信息遠(yuǎn)比普通地形圖豐富，而且其可讀性更強(qiáng) 。 制作正射影像圖的目的是將其作為土地調(diào)查的工作底圖，方便內(nèi)業(yè)解譯和外業(yè)實(shí)地調(diào)繪。 武漢大學(xué)畢業(yè)論文 Ⅳ 利用數(shù)字正射影像圖開(kāi)展土地調(diào)查的技術(shù)路線 1．將影像涉及區(qū)域的 1： 5 萬(wàn)數(shù)字柵格 地形圖按公里網(wǎng)坐標(biāo)進(jìn)行逐格網(wǎng)校正后，裁剪掉其內(nèi)圖廓以外的部分，按空間坐標(biāo)進(jìn)行拼接（如果涉及跨兩個(gè)投影帶，則需要進(jìn)行投影換帶計(jì)算），形成轄區(qū)內(nèi)的地形參考數(shù)據(jù)，為影像校正做好準(zhǔn)備； 2．利用省廳提供的 20 米等高距的地形數(shù)據(jù)，按照 1： 5 萬(wàn) DEM 數(shù)據(jù)制作的技術(shù)要求，制作轄區(qū)內(nèi)的數(shù)字高程模型（ DEM）數(shù)據(jù)（如果涉及跨兩個(gè)投影帶，則需要進(jìn)行投影換帶計(jì)算）。 3．用 1： 5 萬(wàn) DEM 數(shù)據(jù)和 1： 5 萬(wàn)數(shù)字柵格地形圖、 1： 萬(wàn)土地利用現(xiàn)狀圖以及部分等級(jí)控制點(diǎn)對(duì) SOPT5 分辨率衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行正射校 正，制作轄區(qū)內(nèi) 1： 1 萬(wàn)正射影像圖（該正射影像圖的數(shù)學(xué)平面精度為 1： 5 萬(wàn)，圖面反映的土地利用要素為 1： 1 萬(wàn)）。 行驗(yàn)證，確保成果合格后將 1： 1 萬(wàn)正射影像圖和原有的土地利用現(xiàn)狀圖疊加，找出與正射影像圖不吻合的地類圖斑，并以正射影像為參考修改地類圖斑邊界，使其和正射影像的邊界線保持一致。 5．在 MapGIS 中，以正射影像圖為背景，疊加調(diào)整邊界后的土地利用現(xiàn)狀圖，制作 1： 1 萬(wàn)外業(yè)工作底圖；同時(shí)將原有的土地利用現(xiàn)狀圖的圖斑屬性進(jìn)行室內(nèi)分析，判讀正確的屬性則保留，對(duì)于通過(guò)室內(nèi)判讀不能確定其屬性的圖斑，則進(jìn)行外業(yè)調(diào)查確認(rèn)。 6． 最后是檢查驗(yàn)收和數(shù)據(jù)入庫(kù)工作。 主要流程 控制點(diǎn)的選取 GCP 是對(duì)航空像片和衛(wèi)星遙感影像進(jìn)行各種幾何校正和地理定位的重要數(shù)據(jù)源，它的數(shù)量、質(zhì)量和分布等指標(biāo)直接影響了影像校正的精確性和可靠性。 a． GCP 的來(lái)源和質(zhì)量 采集 GCP 有很多方法，主要根據(jù)數(shù)據(jù)源的來(lái)源加以區(qū)分，包括：通過(guò)數(shù)字柵格地圖 (DRG)、數(shù)字正射影像 (DOM)、數(shù)字線劃地圖 (DLG)或者外業(yè)測(cè)量等。 目前國(guó)內(nèi)用到的大部分已有地圖是紙質(zhì) 老地形圖，通過(guò)地圖掃描技術(shù)將其掃描為柵格數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)多項(xiàng)式校正就成為數(shù)字柵格地圖，這是獲取 GCP 的最便捷、最主要方法。 DRG 一般存在現(xiàn)勢(shì)性差 ,精確度較差，地圖不夠清晰直觀的缺點(diǎn)，因此通過(guò) DRG采集 GCP，最好要選擇比例尺較大的數(shù)據(jù)源才能保證 GCP 的精度。 數(shù)字正射影像是經(jīng)過(guò)校正的、含有地理信息的影像數(shù)據(jù)，是近幾年發(fā)展起來(lái)的測(cè)繪地圖產(chǎn)品，現(xiàn)勢(shì)性較好，而且 DOM 具有豐富的影像紋理信息、影像判讀非常直觀， GCP 采集的速度和精度都比較高。主要的缺點(diǎn)是：由于像素大小的影響，有些較小的地物難以識(shí)別，定位不準(zhǔn)確，只能精 確到像素級(jí)大小。數(shù)字線劃地圖是矢量化的地圖，一般通過(guò) DRG 的矢量化 +修測(cè)、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的方法得到。它具有無(wú)限級(jí)縮放的特點(diǎn)，GCP 數(shù)值的讀取精度相當(dāng)高 。 GCP 還有一個(gè)重要的來(lái)源就是：通過(guò)空中三角測(cè)量技術(shù)獲取。當(dāng)進(jìn)行大范圍影像的正射校正時(shí)候，可以通過(guò)外業(yè)測(cè)量少量高精度的 GCP，并運(yùn)用空中三角測(cè)量技術(shù)進(jìn)行 GCP 的加密，然后將加密點(diǎn)作為單片影像的 GCP 資料。這種方法通常能保證成圖精度，成圖速度也很快，但是它要求原始影像資料之間具有較大的重疊，較好的相互關(guān)系，處理軟件的算法優(yōu)劣也直接影響加密成果的精度。 的 類型 在很多軟件中 (比如： ERDAS 和大部分?jǐn)?shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng) )，根據(jù)控制點(diǎn)的作用還對(duì) GCP 進(jìn)行了分類，主要包括：平高點(diǎn)、平面點(diǎn)、高程點(diǎn)、檢查點(diǎn)、連接點(diǎn)。 武漢大學(xué)畢業(yè)論文 Ⅳ 通常情況下我們選擇的 GCP 大多都是平高點(diǎn)，即 GCP 的平面值和高程值都參與模型計(jì)算，但是也有一些情況需要選擇其他類型的 GCP。例如：當(dāng)控制點(diǎn)的平面精度滿足精度要求，但是其高程值未知，或者精度不夠，這部分點(diǎn)就可以作為平面點(diǎn)參與模塊計(jì)算。同樣的道理，高程點(diǎn)只確定其高程值，不參與平面計(jì)算。如果使用多項(xiàng)式校正，模型計(jì)算并沒(méi)有考慮到地形起伏，高程點(diǎn)是不需要的， 所有的地面控制點(diǎn)僅需知道平面坐標(biāo)即可。 檢查點(diǎn)是用于檢測(cè)模型校正精度指標(biāo)的參考數(shù)據(jù)，并不參與影像的幾何建模計(jì)算。它是通過(guò)影像校正后的點(diǎn)位坐標(biāo)與用戶輸入的理論坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，而檢定影像校正的精度。 連接點(diǎn)通常是在空中三角測(cè)量的時(shí)候才使用。在相鄰相片上采集一些連接點(diǎn)可以確定像片之間的相對(duì)關(guān)系，從而將一個(gè)測(cè)區(qū)內(nèi)大量影像的相對(duì)關(guān)系納入到一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)中，然后根據(jù)已有平高點(diǎn)和影像模型參數(shù)進(jìn)行聯(lián)合平差。因此連接點(diǎn)一般不需要大地坐標(biāo)值，只需要確定他們?cè)谙噜徲跋裆系奈恢?(或者像方坐標(biāo) )，經(jīng)過(guò)平差計(jì)算以后，連接點(diǎn)的三維坐標(biāo) 即被計(jì)算出來(lái)，那時(shí)候它發(fā)揮的作用也相當(dāng)于平高點(diǎn)了。 的分布 GCP 分布情況對(duì)于遙感影像校正精度的影響也很大。通常我們要求 GCP 的分布均勻，并且影像的四角附近均要有一個(gè) GCP，這樣才能充分控制成圖區(qū)域的精度。對(duì)于山地地形較復(fù)雜的情況，也要根據(jù)實(shí)際情況多布置一定的 GCP。 GCP 一定要布置在影像紋理清晰易于定位的地方 ,切不可胡亂猜測(cè)，寧缺毋濫。應(yīng)該選擇能準(zhǔn)確判點(diǎn)的位置上，如線狀地物的交角或地物拐角上，交角必須良好 (30176。－ 150176。 )。道路交叉處、橋梁，花壇都是適于布點(diǎn)的地方的。在老圖選 GCP，不要選擇 易于變化的地物點(diǎn)，比如林地的邊界，田埂，江河中沙洲的拐角。由于房屋存在投影差 ,如果選擇房屋上的角點(diǎn)，應(yīng)該考慮其高程值。 在很多成熟的軟件中，如果從已有地圖上選點(diǎn)，應(yīng)盡量使用 GCP 自動(dòng)查找和高程點(diǎn)自動(dòng)讀取功能，有助于加快選點(diǎn)速度和質(zhì)量。 全色數(shù)據(jù)的正射校正 由于遙感影像傳感器空中位置與姿態(tài)的變化以及地面高程的影響，使得遙感影像產(chǎn)生了變形，數(shù)字糾正的目的就是要改正這種變形的影響，并獲得具有地理編碼的正射數(shù)字影像，這一改正過(guò)程被稱為數(shù)字糾正。遙感影像的數(shù)字糾正可以分為二維糾正與三維糾正，而二維糾正是根據(jù)遙感 影像上明顯地物點(diǎn)的象素坐標(biāo)與相應(yīng)的地面點(diǎn)坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)多項(xiàng)式擬合實(shí)現(xiàn)的，因此也稱多項(xiàng)式糾正，這種方法簡(jiǎn)單易行，但它是一種近似的解法。三維糾正又稱為數(shù)字微分糾正，它是根據(jù)傳感器成像模型并考慮地面起伏對(duì)每一個(gè)象素的影響的嚴(yán)密糾正方法，我們所采用的物理模型糾正（正射校正）就屬于三維糾正。 這種方法是根據(jù)衛(wèi)星上成像的物理過(guò)程，建立一個(gè)由輔助參數(shù) (包括衛(wèi)星的偏航、俯仰、翻滾、地球的曲率、運(yùn)動(dòng)等參數(shù) )組成的空間變換模型，按照這個(gè)模型對(duì)衛(wèi)星圖象進(jìn)行糾正，這種方法有較大的適應(yīng)性，但計(jì)算復(fù)雜。對(duì)于地形起伏大或影像側(cè)視角 大的地區(qū) ,利用成像的衛(wèi)星軌道參數(shù)、傳感器參數(shù)及 DEM，對(duì)影像進(jìn)行嚴(yán)密的物理模型糾正。糾正時(shí)首先恢復(fù)影像的成像模型，然后利用數(shù)字高程模型根據(jù)成像模型來(lái)糾正投影差，利用現(xiàn)有的地圖三維坐標(biāo)或外業(yè)控制點(diǎn)三維坐標(biāo)對(duì)影像進(jìn)行控制糾正，最后得到正射糾正影像。 多光譜影像數(shù)據(jù)的配準(zhǔn) 利用已經(jīng)糾正的全色影像對(duì)多光譜影像進(jìn)行配準(zhǔn)，影像配準(zhǔn)實(shí)質(zhì)上是在兩幅或多幅影像之間識(shí)別同名像點(diǎn)。影像配準(zhǔn)的方法主要有按灰度配準(zhǔn)與按特征配準(zhǔn)。 武漢大學(xué)畢業(yè)論文 Ⅳ 配準(zhǔn)分為絕對(duì)配準(zhǔn)和相對(duì)配準(zhǔn)兩種方式。絕對(duì)配準(zhǔn)是指將所有的影像都糾正到統(tǒng)一的坐標(biāo)系下，即所有影 像都以 DRG 為基準(zhǔn)進(jìn)行的配準(zhǔn)。相對(duì)配準(zhǔn)是指其它影像均以一幅已經(jīng)精糾正的高分辨率影像為基準(zhǔn)而進(jìn)行的配準(zhǔn)。 影像分辨率融合 遙感數(shù)字融合是對(duì)較高空間分辨率的全色影像與較低空間分辨率的多光譜影像采用一定算法生成一組新的合成圖像的過(guò)程。這樣做不僅使融合影像提高空間分辨率、增加了影像的空間紋理信息，而且能保持影像光譜原始信息，不發(fā)生或盡可能少地發(fā)生信息失真，便于提取解譯因子。因此，對(duì)不同時(shí)空分辨率影像進(jìn)行融合的技術(shù)是遙感應(yīng)用研究的主流方向。 影像的增強(qiáng)與調(diào)色 用遙感處理軟件對(duì)融合后的正射影像進(jìn)行銳化處理，使各 種地類影像紋理邊界增強(qiáng)。進(jìn)一步調(diào)色，使影像盡可能接近于自然色彩，土地分類判讀清晰易讀。 多景影像的鑲嵌 大區(qū)域正射影像圖成圖區(qū)域涉及多景遙感影像，為滿足影像的無(wú)縫拼接、生成標(biāo)準(zhǔn)分幅數(shù)字正射影像的需要，必須對(duì)已經(jīng)過(guò)正射糾正并分辨率融合的單景衛(wèi)星影像進(jìn)行數(shù)字鑲嵌，對(duì)相鄰影像進(jìn)行接邊。在圖像拼接時(shí)，需要確定一幅參考圖像作為輸出拼接的基準(zhǔn)，決定拼接圖像的對(duì)比度匹配、輸出圖像的地圖投影、像元大小和數(shù)據(jù)類型。在拼接的過(guò)程中要時(shí)時(shí)注意圖像的接邊及勻光問(wèn)題。 附加信息的整 飾 附加信息整飾包括標(biāo)準(zhǔn)分幅與圖幅整 飾。對(duì) SPOT5 正射影像進(jìn)行 1： 1 萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)分幅， DOM 范圍為標(biāo)準(zhǔn)圖幅的內(nèi)圖廓范圍，圖名為分幅標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)。圖幅整飾包括分別制作圖廓整飾 (圖名、圖幅號(hào)、接合圖表、公里格網(wǎng)、北圖廓外中央的行政區(qū)劃注記、比例尺、秘密級(jí)別、生產(chǎn)單位、內(nèi)外圖廓、公里格網(wǎng)等 )、注記、縣 (市 )及鄉(xiāng) (鎮(zhèn) )級(jí)行政境界等整飾文件。 武漢大學(xué)畢業(yè)論文 Ⅳ 第 7 章 成果資料整理 成果整理一般要求 正式成果 歸檔成果 1 航空攝影底片 (包括測(cè)圖及構(gòu)架航線 ) 全份 2 高差儀、測(cè)高儀及雷達(dá)記錄底片 ″ 3 航攝鑒定表及索引圖 (鑲輯復(fù)照?qǐng)D底片 ) ″ 4 航攝底片登記簿 ″ 5 最后驗(yàn)收書(shū) 1份 武漢大學(xué)畢業(yè)論文 Ⅳ 致 謝 非常感謝 曾文憲 老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段 —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)階段給自己的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集，到寫(xiě)作、修改，到論文定稿，她們給了我耐心的指導(dǎo)和無(wú)私的幫助。為了指導(dǎo)我們的畢業(yè)論文，她們放棄了自己的休息時(shí)間，她們的這種無(wú)私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我向她們表示我誠(chéng)摯的謝意。同時(shí)，感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這 三 年來(lái)給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們教會(huì) 了我專業(yè)知識(shí)，教會(huì)了我如何學(xué)習(xí)，教會(huì)了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來(lái)越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！ 最后，向所有關(guān)心我的親人、師長(zhǎng)和朋友們表示深深的謝意 武漢大學(xué)畢業(yè)論文 Ⅳ 【參考文獻(xiàn)】 [1] 王佩軍等編，攝影測(cè)量學(xué)（測(cè)繪工程專業(yè)），武漢：武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院 [2] 胡 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