基于GXCORS的地理国情普查航空摄影像控测量的运用研究

基于GXCORS的地理国情普查航空摄影像控测量的运用研究（共5篇）

篇1：基于GXCORS的地理国情普查航空摄影像控测量的运用研究

基于GXCORS的地理国情普查航空摄影像控测量的运用研

究

[摘要]航空摄影像控测量是为开展地理国情普查提供高精度调查底图的前期工作，随着GXCORS系统的建成运营，给广西地理国情普查航空摄影像控测量带来了便利，本文以广西地理国情普查南宁测区航空摄影像控测量为例阐述GXCORS系统在航空摄影像控测量中相比传统的测量方法更具自己独特的优越性。

[关键词]GXCORS 地理国情普查 航空摄影像控测量 运用研究

[中图分类号] G623.45 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-7-220-2

1引言

地理国情普查是一项重大的国情国力调查，是全面获取地理国情信息的重要手段，是掌握地表自然、生态以及人类活动基本情况的基础性工作。为全面掌握我国地理国情现状，满足经济社会发展和生态文明建设的需要，国务院决定于2013年至2015年开展第一次全国地理国情普查工作。开展航空摄影像控测量工作是为内业空三加密、制作数字正射影像图（DOM）及数字高程模型（DEM）等提供准确、完整、清晰的像片控制点成图资料，以保证成果的质量，为开展地理国情普查提供高精度的调查底图；经过多年分阶段建设，GXCORS系统建成并投入运营，该系统已基本覆盖全区，给广西地理国情普查航空摄影像控测量带来了便利，相比传统的静态GPS、单基站GPS RTK等测量方式GXCORS系统测量具有方便、高效、精度可靠等特点。广西地理国情普查南宁测区航空摄影像控测量正是得益于GXCORS系统的运用，才能更快，更好的完成任务。

2GXCORS系统简介

CORS系统是连续运行卫星定位服务系统（Continuous Operational Reference System）的简称，是现代GPS技术发展热点之一；CORS系统利用全球导航卫星系统（GNSS）、计算机、数据通信和互联网络（LAN/WAN）技术，在一个城市、一个地区或一个国家根据需求按一定距离建立长年连续运行的若干个固定GNSS基准站的网络系统，向不同类型、不同需求、不同层次的用户提供不同类型的GPS观测值、各种差分改正信息、以及其他相关的GPS服务。CORS技术目前在技术算法上分成VRS、FTK、主辅站技术。

GXCORS系统是采用Trimble公司的NETRS接收机作为永久性卫星参考站接收设备，以国际先进的VRS技术作为核心实时差分解算技术，并结合广西测绘局开发的在线坐标转换与精化大地水准面数据服务软件，建立了一套完善的数据与技术服务系统。VRS工作原理是采用VRS技术建立的CORS系统，移动用户与数据处理中心建立通讯，通过无线通讯（如GPRS、CDMA）向数据处理中心发送流动站单点定位的概略坐标；数据处理中心收到用户概略位置后，由系统软件自动选择最佳的一组GNSS基准站，根据GNSS基准站实时发来的卫星数据，计算轨道误差、电离层、对流层误差模型和差分改正信息；最后，将差分改正信号发给移动用户，实现网络RTK定位服务。

3GXCORS在广西地理国情普查南宁测区航空摄影像控测量的运用研究

3.1测区概况

依据《广西第一次地理国情普查实施方案》 我院受托承担南宁测区航测像片控制测量工作。南宁测区航测外业控制测量工作范围共4个单元涉及西乡塘区、兴宁区、青秀区、武鸣县、宾阳县。测区已有GXCORS系统，广西A、B、C级网GPS控制网成果，广西一、二、三、四等水准成果，广西似大地水准面精化成果，各比例尺地形图，交通图，2008年以后（含）施测的外业像控点；影像资料由广西壮族自治区测绘地理信息局提供，该影像资料于2013年10月至2013年11月完成航空摄影，影像地面分辨率优于0.5米。

3.2基本要求及精度指标

3.2.1基本要求

（1）平面坐标系统：采用2000国家大地坐标系（CGCS2000）。

（2）高程系统：高程采用1985国家高程基准。

（3）成图比例尺与基本等高距：成图比例尺为1：10000；基本等高距平地为1.0米，丘陵地为2.5米，山地和高山地为5.0米。一幅图内采用一种基本等高距。

（4）像控点的布设要求：本测区按区域网进行布点，即以一个1∶5万图幅为一个布点单元；单元内平旦地区需进行全野外布点。

3.2.2精度指标

按照《1∶5000、1∶10000地形图航空摄影测量外业规范》（GB/T 13977-2012）要求，其相应航空影像控制点的精度应满足下表要求。

3.3项目实施

经过实地勘察及相关技术要求的分析，本测区航空摄影像控测量按区域网进行布设像控点、平坦地区全野外布点；应用GXCORS系统（经现场勘察信号已覆盖全测区）进行GPS RTK动态测量，获取像控点准确的地理空间信息（WGS84坐标系统），然后转换得到2000国家大地坐标系坐标成果。航空摄影像控测量具体生产流程如右图。

3.3.1像控点布设

测区以一个1：50000图幅为一个区域网布点单元；对满幅的1：50000单元需布设9个平面控制点和5排高程控制点；不满一个单元的则按不规则区域或短航线布点，在凸转折处布设平高点，凹转折处一条基线时应布设高程控制点，两条以上基线时布设平高点；地形类别为平地的图幅，进行全野外布点。

3.3.2像控点测量

（1）像控点平面测量

本测区平面测量以GXCORS系统为主，个别无信号区域可采用常规静态模式测量、快速静态相对定位测量、单基站GPS RTK、电磁波测距附合导线、支导线、引点等方法进行测定。GXCORS系统测量是利用GXCORS系统的GPS参考站进行全天候的连续GPS观测、数据存储，通过通讯网络将数据实时传输到数据处理中心进行数据处理，产生各种格式的GPS差分改正信息数据，网络GPS RTK通过无线网络通信接收广西CORS系统的GPS差分改正信息数据，获取三维坐标数据，再将三维坐标数据经测区参数转换为2000国家大地坐标系（CGCS2000）。GXCORS系统流动站的技术要求如下：

①流动站应获得广西CORS系统服务的授权；

②流动站应在有效服务区内进行，并实现与服务控制中心的数据通信；

③用数据采集器设置RTK流动站的坐标系统转换参数，设置与基准站的通信；

④流动站不宜在隐蔽地带、成片水域和强电磁波干扰源附近观测；

⑤观测开始前应对仪器进行初始化，并得到固定解，当长时间不能获得固定解时，宜断开通信链路，再次进行初始化操作；

⑥每次观测之间流动站应重新初始化；

⑦作业过程中，如出现卫星信号失锁，应重新进行初始化，并经重合点测量检测合格后，方能继续作业；

⑧每次作业观测前或重新架设基准站后，均进行至少一个同等级或高等级已知点检核。

（2）像控点高程测量

像片控制点的高程，采用广西2.5’×2.5’格网似大地水准面精化成果计算，利用GXCORS参考站点作为起算，得到WGS-84大地纬度B、大地经度L和大地高H，利用WGS-84BLH计算像控点1985国家高程基准下的正常高。像控点采用其他方法测量时，其高程也可采用电磁波测距高程导线、支导线、三角高程导线等方法进行测定，不论采用哪种方法，其精度应符合《航测规范》的要求。

（3）像控点精度检测

利用GXCORS系统在不同时段抽查测区不少于10%均匀分布的像控点，经统计本测区平面最大较差值为5.2cm，最小较差值为0.05 cm，高程最大较差值为6.0 cm，最小较差值为0.08cm。由此可见，本测区像控点的各项精度指标均符合设计及规范的要求。

4GXCORS在航空摄影像控测量的优越性

4.1使用方便快捷

不需架设基准站，采用连续运行基站，用户随时可以进行单作业，只需在设站时进行简单的设置及初始化，当移动站满足GPS观测条件时就可以进行测量作业。不受通视条件、作业范围、作业时间、基站距离等因素的影响。

4.2精度稳定可靠

GXCORS系统以国际先进的VRS技术作为核心实时差分解算技术，拥有完善的数据监控系统，可以有效地消除系统误差和周跳，增强差分作业的稳定可靠，使用固定可靠的数据链通讯方式，减少了噪声干扰，同时结合广西似大地水准面成果向用户提供高精度的三维坐标数据。

4.3工作效率突出

可全天候无基站单兵操作，减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器数量及设站次数，只要系统覆盖的地方都能作业，不受作业范围限制；只需一人操作，在一般的电磁波环境下几秒钟即可获得一组移动站的坐标，作业速度快，劳动强度低，节省了外业费用，提高了劳动效率。

5结语

通过GXCORS系统在广西地理国情普查南宁测区航空摄影像控测量中的运用，测区像控点采用区域网法进行布设，平原地区采用全野外布点，兼顾了基础测绘1：10000 DLG更新，有效的提升了成果的使用率。GXCORS系统数据质量稳定可靠、施测方便快捷，采集数据全天候、工作效率突出，赢得了越来越多用户的青睐。希望更多的用户能享受到这一科技测绘的发展成果，为广西的测绘事业、经济发展出应有的贡献。

参考文献

[1]黄俊华，陈文森.连续卫星定位综合服务系统建设与应用[M].北京.科学出版社.2009.[2]廖超明.南宁连续运行卫星定位综合服务系统.广西测绘局.2008.[3]张振勇，王刚.CORS系统建设经验谈[J].中国科技信息.2011.[4]徐绍铨、张华海等.GPS测量原理及应用[M].武汉.武汉大学出版社.2003.[5]张祖勋，张剑清.数字摄影测量学[M].武汉.武汉测绘科技大学出版社.1997.[6]刘先林.测绘学院学术报告[R].2006.[7]广西第一次全国地理国情普查技术设计书.2013.

篇2：基于GXCORS的地理国情普查航空摄影像控测量的运用研究

该区位于某省河网地带,测区内包括建成区、村庄、河流、湖泊、林地、岛屿等多种地形特征,在市区内建筑物较多,周围则以河流、树林、山地为主,交通不便、地形复杂、通视条件较差,常规的分级控制测量方法基本难以在既定的工期内完成任务。

1 CORS应用于像控测量的工作原理

像控测量是指根据相片在内业设计布点方案并选定能在实地观测的地物特征点,在实地根据划定影像的灰度和形状确定像控点的位置,外业实测求解该点三维坐标的过程,该项目则是引入CORS中网络RTK测量方法,实时获得像控点的三维坐标,从而提高作业质量和效率。

CORS用于像控测量的动态模式为网络RTK模式,该模式可直接获得观测点的坐标,方便快捷,精度可靠。目前主要适用于低等级控制网和精度要求不高的测量应用,比如四等以下的控制测量、图根测量、海岸线测量、像控测量等。

2作业流程

2.1前期数据准备

为了实现GPS网与地面网的联合平差与高程转换,GPS网中必须有一定数量的已知三维地方坐标和GPS坐标控制点,其实际数量一般不低于3～4个(本项目采用了7个控制点),且要求分布均匀。如果控制点没有高程,可从附近高精度水准点引测。此外,为了更进一步的验证平差结果,还要求有一定数量的已知点作为验证点。根据测区交通和地理环境信息,精心安排同步观测计划,既要保证设计的线路能够顺利在实地标出,又要考虑所选像控点在实地无法观测等情况,做好在附近找点的准备,更要考虑如何省时高效地完成观测任务。

2.2像控点测量

根据获取的影像图,该区覆盖了3个条带的QuickBird影像,共9景数据需要做正射纠正,而正射纠正采用的像控点必须满足2个基本条件:一是像控点必须分布均匀,二是每景像控点个数必须满足微分多项式,根据该区的地形地貌特点本方案初步设计对于山区地段采用4次多项式、平原地区采用2次多项式来做正射纠正,4次多项式需要的控制点个数为15个以上,二次多项式需要的控制点个数为10个,为满足不同条带接边限差,故不同条带接边处必须共用相同的控制点数据(和相邻景接边处一般为3-4个),因此该项目测区均匀分布共约80个点作为正射纠正的基础控制点。

2.2.1像控点的目标选择

像控点的目标选择是GPS像控测量中一个关键问题,内业选点必须要考虑几个方面:(1)像控点具有容易识别的特征,能在实地、影像图上均都能明确辨认;(2)像控点应该具有相对永久固定的特征,不容易随着城市建设频繁变化;(3)像控点较理想的目标是近于直角而且又近于水平的线状地物的交点和地物拐角上,如道路交叉点、拐角点、围墙或平台的拐角点等;(4)像控点应尽量避免选择高电区、高建筑物区等带有信号干扰、信号盲区的地方;(5)像控点附近交通应较为理想。

2.2.2像控点的位置标定

相片由于像控点坐标误差的影响使相片边缘产生的像点位移和影像变形比中心部分要严重。为了提高外业判读刺点和内业点位的测量精度,相片所选像控点的位置距相片边缘要大于1～1.5cm。像控点选定之后,相片上要准确标示出它的位置。最常用的方法是用细针在像控点的影像上刺一小孔,小孔中心表示该点在相片的精确位置,刺孔不得超过0.1mm。刺点时要将相片影像与地物形状仔细对照辨认,点位刺出后,要实地检查核对并做点之记。该点之记与控制点的点之记不同,主要是为了便于内业人员判点。记录中要包括点号、刺点位置文字说明,文字字头朝北,可充分利用代码记录更多信息。在内业工作中可以将这些现场的草图描绘用AutoCAD进行整饰与保存。

2.2.3像控点的位置测量

(1)设备准备与设置,采用网络RTK作业,在该项目只需要准备2.2中所描述的用户设备,即RTK接收机、接收天线、电源、手簿、通讯模块(GPRS接入设备)即可,连接好设备后通过GPRS方式拨号接入系统,用CORS账号登录CORS系统,并进行简单的网络、解算方式等设置,即可接入CORS系统。(2)野外点校正,像控测量中网络RTK实测的坐标为WGS-84大地坐标系坐标,而该项目需要的是城建坐标系及西安80坐标系成果。因此,必须通过观测已知点进行联测来求解转换参数。(3)观测与记录,在该项目中,像控点一般取100个历元观测值的平均值作为观测结果,每个像控点观测3次,并取平均值作为该点的观测结果。每个像控点的观测均要按照《实时定位观测记录表》记录,并在点位上做好标记,用数据相机拍照正面、远、近景等3张照片。

观测时有几点要求:

(1)每点均须使用三脚架架设仪器且量取仪器高两次,两次读数差不大于3mm,取中数输入GPS接收机中。(2)观测员在作业期间不得擅自离开测站,并应防止仪器受震动和被移动,防止人为和其他物体靠近天线,遮挡卫星信号。(3)两次初始化成果须野外对比结果,比值为两次初始化采集的最后一个历元的空间坐标,较差必须小于2;不符合时,加测一次。取较差满足精度要求的两次作为观测成果,如果三次较差均超出精度指标,则在其他时间段重新观测。(4)遇到无信号情况处理,网络RTK虽然比常规RTK作业信号要好,但是同样也存在接收卫星不理想的情况。在这种情况下,可以适当在附近临时调整像控点选点目标,但是新选择与原选择的距离最好不要超过100m,避免导致像控点分布不均匀。

2.3内业处理

网络RTK的另一个提高效率的表现在于内外业一体化,相对于在外业过程中把内业部分的计算(即数据后处理)工作已经完成,因此,该项目的内业工作主要有以下几个内容。

(1)观测记录的整理,观测记录的整理包括了观测记录的计算整理、像控点位置示意图详绘等,涉及到坐标转换后处理工作的需要将观测原始坐标文件按照固定的格式进行简单的编辑。(2)像控点平均值计算,如2.2.3所述,每个点观测3次,所有单次初始化平均值求取平均值作为该点观测成果。(3)坐标系统的转换,坐标转换主要的两种方式:一种在手簿软件中录入转换参数实时转换,另一种是外业观测数据全部采用WGS84坐标系,内业后处理,采用计算机计算模式得出用户所需的转换参数以及对应的坐标系成果,两种坐标转换方式的原理都是一致的,只是转换程序的载体不同而已。(4)高程解算,高程解算主要是通过CORS与省似大地水准面结合应用进行的,即CORS一般采用省似大地水准面成果作为高程求取方法。在进行WGS84坐标系下的约束平差之后得到控制点的大地坐标,将此大地坐标值内插到似大地水准面模型中解算控制点的正常高程。(5)已知点检测精度统计表。测区内已有验证点与对应的CORS测量值比较结果。

其中平面坐标较差的最大值为3.3cm,高程较差的最大值为4.0cm,可以看出CORS测量精度成果具有较高精度,完全满足像控测量中0.05～1.0m的精度要求。

2.4像控测量的误差来源

根据像控测量的作业流程,像控测量的误差来源主要有三个方面。

(1)选点误差,主要来自于内业人员对影像图的判读、图上标绘、刺点等所引起的误差;(2)观测误差,主要有仪器对中误差,观测方法(观测时长、观测历元数)引起的误差;(3)CORS本身存在误差,包括:与卫星有关、信号传播有关、仪器设备有关的误差。

2.5像控测量的质量保证措施

像控测量是一项大面积的测绘工作,质量控制应贯穿全过程作业中,以下是针对应用CORS作业模式下测量精度的检验措施。

(1)已知点的检测,在测区内找到已有的控制点,我们可以用CORS对其进行观测及转换参数的修正;(2)像控点距离较远的可采用网络RTK进行点位重复测量精度检查;(3)对于较近的像控点可以用常规仪器(全站仪、水准仪)进行相对精度的检查,包括两点之间高差检查、边长检查等。

网络RTK相对于其他测量方法的优势通过该项目的实施,结合CORS建设理论知识,可以得到CORS在像控测量中对比常规导线测量、静态GPS测量、常规RTK测量都有着很大的差异,这种差异主要表现在以下几个方面。

(1)具有跨行业特征,可面向不同类型的用户,不再局限于测绘领域及设站单位;(2)可同时满足不同需求的用户在实时性方面的差异,能同时提供RTK、DGPS、静态或动态后处理、及现场高精度准实时定位的数据服务;(3)参考站网的建立可部分取代常规测量布控;(4)能兼顾不同的用户对定位精度指标要求,提供覆盖m级、dm级、cm级的数据;(5)覆盖范围广、作业效率高,一次投资长期受益的特点。

3结语

通过该项目的实施,与传统像控测量相比,主要总结了使用CORS以下几点优势:(1)精度高,使用CORS不仅能达到像控点测量的精度要求,而且误差分布均匀,测图精度高,不存在误差的积累;(2)单机作业,完全可以满足大比例尺航测成图的要求。无需重复架设基准站,不受基站与流动站距离影响,做到真正的单机作业;(3)内外业一体化,可以根据测区的实际情况选择合适的坐标转换参数求解方法。参与坐标转换只需要对测区内均匀分布的3个或3个以上的控制点进行复测即可求解转换参数,计算可以由手簿自动完成;(4)外业工作强度减低,在满足精度要求的情况下,尽可能的减少外业的工作强度。通过实际测量结果来看,CORS应用于像控测量,操作简便,灵活方便,不但可以大幅度提高测量速度,而且能够大大减小作业人员的劳动强度,这在像控测量中,尤为显著;(5)效益好,主要体现在经济益和社会效益两个方面。

参考文献

[1]匡翠林,范冲.GPS技术在像控测量中的应用,测绘与空间地理信息,2006(4):25-27.

[2]原喜屯.精密单点定位(PPP)技术在像控测量中的应用研究.矿山测量,2011(3):12-13,4.

篇3：基于GXCORS的地理国情普查航空摄影像控测量的运用研究

关键词：生态退耕；地理国情普查；适宜性评价

1 引言

耕地是人类赖以生存和发展的物质基础，是可持续利用的生产资料。过去的几十年，我国从农业社会逐步向前发展，经济总量不断扩大，全国的城镇化水平不断提高，大量农业人口涌入城镇，历年耕种的土地逐渐出现了抛荒现象，尤其是地处山区或丘陵地带的耕地，此种现象逐渐增多，部分耕地质量低下、极易造成水土流失。在国家逐步改进土地利用方式、越来越重视生态环境安全的趋势下，国家发改委联合财政部、国家林业局、农业部、国土资源部等五部委下发了《关于印发新一轮退耕还林还草总体方案的通知》（发改西部〔2014〕1772号），要求各省（区、市）要按照《关于印发新一轮退耕还林还草总体方案》规定要求和程序，编制好省级实施方案[1]。在省级实施方案的基础上，市、县两级政府应编制本级实施方案，而县级实施方案则会最为详细，需要将符合生态退耕条件的图斑落实在具体地块上、落实到土地利用现状图上[2]。显然，这个技术过程需要详实的数据和筛选的条件。《新一轮退耕还林还草总体方案》中明确要求各地利用土地利用变更调查数据进行地块的筛选，而随着城镇化的不断发展，不少地方已出现了耕地抛荒现象，尤其是原本耕作条件不完善的耕地。自第二次全国土地调查以来，土地利用现状里的耕地图斑已出现了现状非耕地（荒草地、灌木林地）的情况。仅使用土地利用变更调查中坡耕地图斑作为生态退耕的筛选基础，县域内具有生态退耕潜力的地块则会出现分析不全的情况。本文在详细分析地理国情普查数据结构的基础上，提出充分结合地理国情普查成果数据对县域内耕地进行生态退耕的适宜性评价分析，进而筛选出适宜生态退耕的潜力地块，为县级实施方案的编制提供一种现势性较强的解决方案。

2 评价体系构建及计算方法

2.1 评价体系的数据源

（1）土地利用变更调查数据

土地利用变更调查数据中的耕地[3]图斑（含水田、旱地）是研究对象，县域中每个耕地图斑即是本文研究的评价单元。

（2）国情普查数据

第一次全国地理国情普查的对象是我国陆地国土范围内的地表自然和人文地理要素，其内容包括：地形地貌、植被覆盖、水域、荒漠与裸露地等的类别、位置、范围、面积等；还包括人文地理要素——交通网络、居民地与设施、地理单元等空间分布现状。地理国情普查信息分为12个一级类，58个二级类，135个三级类[4]。精细的分类为今后各行各业的决策打下了坚实数据基础。本文研究涉及的主要是国情普查中的地形地貌、地表覆盖分类以及道路交通、水系等地理国情要素信息。具体的数据层为：坡度坡向数据；地表覆盖中的耕地层（0100），园地层（0200），林地层（0300），草地层（0400），房屋建筑区层（0500），人工堆掘地层（0800）；国情要素中水系层（1000）、道路层（0600）、构筑物层（0700）、地理单元（1100）等。其中耕地层、房屋建筑区层、水系层、道路层、构筑物层、地理单元等六层直接参与空间叠加计算，园地层、林地层、草地层、人工堆掘地层等作为参考图层。

2.2 评价体系的构建

评价体系构建的原则一般需要遵循系统性、典型性、独立性和可操作性等原则[5]。基于上述构建原则，结合研究的目的和国情普查数据成果，本文提出生态退耕地块适宜性综合评价体系如下：评价体系分为目标层和指标层两层，其中目标层包括：耕地数量、耕地质量、耕作条件、耕地环境。指标层包括耕地比例、耕地坡度等级、耕地图斑密度、耕地所在地理单元中亩均沟渠密度、耕作半径、耕作主体、耕地所在地理单元的类型等七个指标。评价指标定义、量化方式及计量单位见下表1所示。

2.3 评价指标权重

评价指标的权重根据评价的目标、指标对生态退耕地块筛选影响程度确定。权重值在0- 1之间，各目标权重值之和为1，同一目标下的各指标权重值之和为1。本文研究的评价指标权重值选用特尔斐测定法确定，计算权重值记为V：

其中Vi是第i个目标或指标的权重；Ei是第i个目标或指标经过多轮打分后的均值。

2.4 评价指标标准值

评价指标的标准值确定方法通常使用国家或地方规范标准值、极值法、临近最高水平以及专家咨询法等，本文研究根据不同的指标定义采取了极值法，各指标权重、标准值及其相关性如下表2所示：

其中：F是評价单元生态退耕适宜程度计算分值；Vi是i目标的权重值；n是目标个数。

2.6 生态退耕适宜程度等级划分

生态退耕适宜程度等级划分条件及结论如表3所示，其中评价综合得分75分以上作为该县生态退耕的潜力地块。

3、数据分析图层结构设置

通过空间数据的多次叠加分析后得到最终数据图层，其数据结构设置应如下表4、表5所示。其中表4是面状图层结构，表5是线状图层结构。

结束语：本文旨在技术上为县域新一轮生态退耕还林还草实施方案的编制提供一种现势性较强的解决方案，分析全县除基本农田以外具备生态退耕潜力的耕地地块分布。在实际操作中，从适宜生态退耕到纳入生态退耕的范围，中间仍需广泛宣传、充分尊重农民意愿[2]的基础上具体实施，并按亩均补助标准及时补助到位。

参考文献

[1] 国家发展和改革委员会，财政部，国家林业局，农业部，国土资源部.关于印发新一轮退耕还林还草总体方案的通知[Z].2014-08-07.

[2] 江西省林业厅.关于做好新一轮退耕还林还草实施方案编制工作的通知[Z].2014-10-15.

[3]中国质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.土地利用现状分类：GB/T21010-2007[S].北京：中国标准出版社，2007.

[4]国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室.地理国情普查内容与指标：GDPJ 01-2013[S].

[5]韩飞，黄信楚，方俊.水库枢纽工程建设项目综合节地评价体系的构建 [J].安徽农业科学，2016，44（13）：263-265.

篇4：航空摄影测量像控点的布设与测量

关键词：航空摄影测量；像片控制；像控点布设

通过航空摄影测量能够快速获取准确的地理信息数据，该技术同时也能够帮助人们更好地了解地表或空中建筑物象的基本信息。随着科学技术的发展和时代的进步，越来越多的人了解到航空摄影测量的重要性。然而目前该技术的实践应用中仍然存在着明显的问题，最为突出的是进口模拟航空相机的大量应用不仅增加了测量成本，同时胶片成像拍摄后还要运用多媒体技术进行处理，再加上胶片的动态范围相对较小，因此在影响航空摄影质量的同时也会导致摄影周期被明显拉长，无疑也会对数据获取造成一定的影响。另外，当前实践过程中常用的像控点布局和设计规范及要求相对来说均比较落后，难以适应航空攝影的发展和新技术的应用需求，同时也明显增加航空摄影的工作量。由此可知，节约航空摄影成本、改善工作质量和效率、更新像控点不具合设计规范及要求？对获取更高质量摄影信息、推动行业发展具有至关重要的意义。

一、光束法平面以及高程精度

光束法是指在航空摄影测量中利用空间光线的直线运动在对地表和空中物象信息进行测量和评估的技术方法，在测得基本数据之后可以利用摄像原理对地表和空中物象信息数据进行运算和测量，根据三点共线的条件和原理确定误差方程。航空摄影测量过程中应当注意将三个目标点保持在相同的直线上，即摄影站点、相应像点和地面点。将条件约束利用平差理论明确共线方程，进而可以得出误差方程。共线方程和误差方程详细见如下公式，可知在整个摄影区域范围内能够利用最小二乘法对物象坐标和外方位元素的最或是值进行准确计算，从而为地理信息提供详细的数据和参考。

二、像片控制测量

像片控制点根据性质不同可以分为像片平面、像片高程和像片平高三种类型控制点，其中像片平面控制点与像片高程控制点的区别在于后者只需要对高程或者平面坐标测量，但是前者要求测量的信息更为丰富。此外，在实际操作过程中工作人员可以借助实时动态差分法（RTK）对像控点进行测量，该技术的精度随着科技的发展和进步已经明显提高，而且相较于传统的像点控制和测量方法具有明显的优势，不仅能够节约时间，更快地得出数据信息，还能够有效保证测量结果的精度和准确性。另一方面在对野外控制点进行布局和设计时，应注意只有少数的测量区域能够满足全野外式测量的要求和条件，大多测量区域须采用非野外式或者野外式与非野外式联合应用的测量方式。首先需要对像控点进行联合检测，并将此操作得出的结果作为原始数据开展测量控制工作。然后需要对空中三角相关信息进行精确测量，以便对纠正点和定向点进行准确定位并获得相关数据坐标和实验所需数据。该测量方式的应用和推广主要具有两方面优势，一是较传统的测量方法更为显著地提高了精度，二是可以节省更多的时间、并在减少工作量的同时有效提高工作效率。

2.1像片控制测量布点原则。为了在像片控制测量过程中获取更高的工作质量和效率，首先要保证科学、合理设计布点方案，在实践操作过程中严格遵照相关要求和原则，才能节省工作量和工作时间，同时达到理想的测量要求。然后工作人员要保证将像控点均匀分布于航线整体区域范围内，应当注意避免图幅单位限制造成的拍摄不全面的问题，在高程点和平面点设计确定后尽量将联测点设置为高平点。若像对和航线相邻，则应当尽量保证二者同时使用一个像控点，若二者呈现出排列交错情况，则必须分别设计和布置像控点。最后，在布点工作中需要注意的原则是在摄影前对地面标识进行合理的布置和设计，以便提高外业控制点的合理性及可取性，还要注意选择目标点较为明显的位置进行摄影，从而保证立体观察过程中更容易对点位进行辨别，也可以提高互相转刺过程中的精确性和准确度。

2.2像片控制点布设要求。在布设像片和航线控制点时，需要注意的问题较多。不仅要满足高空摄影测量条件下的特殊要求，同时还要注意上述操作原则和测量基本要求。通常情况下，像控点必须设置在三片重叠或旁向重叠中线的附近位置处，但是还要根据实际情况确定这一要求的可行性，若实在难以达到此项要求，则需要考虑在航向重叠的范围内设置像控点。另外像控点的设置需要保证处于标准位置，通过方位线与主点垂直的直线附近寻找合理位置进行设置。同时还要保证像片边缘与相关像控点的距离必须超过1cm，以保证航空摄影质量。考虑到像点容易受到大气折光差、畸变差等不可控因素的影响，使其在一定范围内产生移位现象。在对点位和压平线或者其他相关标识进行标记时，采用不同的标记方法能够更为明确对不同性质像控点进行辨认，也是缩短测量工作时间的重要途径。最后，若测量过程中发现旁向重叠部分不超过15%或者像控点相邻的两航线难以公用时，工作人员则需要考虑分开布设像控点，但是二者的垂直直线距离不得超过2cm。

结束语：减少野外控制点布设工作量是摄影测量研究的重点，保证像控点布设的合理性还能够在保证精度的情况下获得更高质量的摄影图像和更为准确的数据信息。工作人员在实践操作过程中曾尝试采用摄像仪明确测量方向和位置，但是可能会受到定向数据外方位元素的影响损失摄像质量和数据精度。经上述分析可知，综合考虑测量工作量、区域条件、测量时间及需求等相关因素，灵活、充分地应用现有的测量技术，不断思考、开发摄影新技术，并规范操作要求，才能更好地完成测量工作，提高航空摄像测量的质量和精准度。

参考文献

[1]范业稳，基于DMC的航空摄影测量误差分析和质量控制方法研究[D]武汉大学，2011-10-01

篇5：基于GXCORS的地理国情普查航空摄影像控测量的运用研究

关键词：高分辨率卫星影像；正射影像；国情普查；PixelGrid

1. 引言

随着航天遥感技术和信息技术的飞速发展，高分辨率卫星影像以其获取方便、周期短、覆盖范围广、时效性高等特点应用越来越广泛，以World View-1/2、QiuckBird为代表的高分辨率卫星影像作为第一次全国地理国情普查的主要数据源，为国情普查地表覆盖和重要地理国情要素采集提供底图，其精度、质量与效率直接影响后期的生产。

由于卫星遥感成像时受到自身结构因素（传感器成像方式、传感器外方位元素变化的影响）和各种环境因素（如地球曲率、地形起伏、地球旋转等）的影响，遥感影像必定存在一定的几何畸变[1]，需采用正确方法消除各种因素的几何畸变影响，对于不同的卫星影像类型、纠正模型、控制点的选取，其获得的正射影像精度也各不相同，本文根据不同数据源与已有基础地理信息数据情况，提出高效、快速、高质量的生产数字正射影像的关键技术和流程。

2. 数据分析

2.1 卫星影像情况

国家下发涉及本次测区的卫星数据共1513景，生产区域内同时存在多源影像数据，通过分析生产区域的卫星影像覆盖情况、质量、空间分辨率、光谱分辨率、现势性，其中1081景满足地理国情普查所需的数据，其中卫星数据源QUICKBIRD有151景，WorldView-1有196景，WorldView-2有719景，GeoEye-1有8景，IKONOS有7景。由內蒙古自治区测绘地理信息局提供51景ZY-3卫星数据，时相为2012年8月到2013年5月，使用2景。

2.2 其他资料

控制资料为1∶1万基础测绘航测外业像控点以及部分测区外业补充测量的像控点，作为正射影像生产的主要控制资料来源，该成果具有一定的正确性和可靠性。部分测区覆盖基础测绘1∶1万DLG、DEM、DOM数据，1∶5万DEM覆盖全部任务作业区。

3. 作业流程及关键技术

3.1 作业流程

正射影像生产所采用的处理软件为PixelGrid高分辨率卫星影像数据处理系统，根据数据源与已有资料情况，设计如下作业流程。

3.2 关键技术

3.2.1 外参数解算

由于卫星遥感影像成像机理复杂，再加上供应商（尤其是高精度的卫星影像供应商）为了商业利益，往往对传感器成像参数保密，RPC模型是SpaceImaging公司提供的一种广义的新型遥感卫星传感器成像模型，是一种能获得与严格成像模型近似一致精度的、形式简单的概括模型[2]。本项目通过RPC解算实现卫星影像的纠正。当进行影像纠正时，纠正精度与DEM、视场角、侧视角相关，并且三个因素与纠正精度成正比关系，即每个因素值的增大都会导致纠正精度降低。在这三个因素中，一般情况下，视场角的影响程度较小，可以忽略不计[3]。根据本次生产区域已有的1∶1万DLG、DOM、DEM、1∶5万DEM、控制资料情况，卫星影像外参数解算有以下几种情况：

（1）有1∶1万DLG、DOM、DEM数据的情况：

若卫星影像侧视角≥25度，使用单景纠正，每景影像至少需四个地面控制点来对影像进行定向。若卫星影像侧视角≤25度，使用已有1∶1万DOM、DEM数据作为地理参考，通过卫星影像与已有地理信息的自动配准，获取大量定向点并计算中误差，解算得到RPC模型参数，实现卫星影像的快速定向。生产过程中保证匹配中误差在限差范围内，DEM接边处过渡自然，正射影像精度完全符合规范要求。

抽取平地区域其中一景WorldView-2纠正影像与1∶1万DOM叠加，采用手工选点的方式选取12个检查点进行检查，控制点残差统计表如下所表1所示，符合平地平面中误差5m的限差。

（2）无1∶1万DOM、DEM数据的情况：

对于大区域影像的正射纠正而言，若基于单景正射纠正的模式进行逐景影像的处理存在以下问题：控制点的需求量是惊人的，单景影像正射纠正之后区域相邻影像的接边精度普遍较差，容易出现影像错位[4]。

由于测区卫星影像连续覆盖面积较大，并且相邻影像间的交会角较小呈弱交会状态，卫星影像区域正射纠正采用影像附带的RPC参数和区域网平差求解得到的影像定向参数，可对每景影像进行正射纠正，从而生成全区域的正射影像。本项目使用1∶1万像控点和1∶5万DEM作为区域网平差的数据，首先通过影像匹配生成连接点，对连接点与控制点进行编辑与增加，避免因数量与分布不够引起相邻影像接边精度与绝对精度。定向方法选择RPC参数+二维仿射变换，该方法是计算卫星影像的定向参数和连接点物方平面坐标的一种区域网平差，物方点的高程值从DEM通过内插获得。区域网平差的质量主要取决于连接点和控制点的精度[5]，生产过程中控制点尽量分布在区域网周边，且均匀分布，相邻影像有足够多的连接点，加密区重叠区域分布控制点，以保证不同测区的接边精度。

选取一个包括QUICKBIRD、WorldView-1、WorldView-2共46景影像弱交会测区，卫星影像及像控点分布图2所示，由于像控点年代已久，适当选择其中部分控制点参与区域网平差。

对正射纠正的三景相邻卫星影像进行接边精度检查，如图3所示。

3.2.2 多光谱影像配准

多光谱影像与全色波段影像的配准是以纠正好的全色波段影像为控制基础，选取同名点对多光谱影像进行配准纠正。纠正模型的选取以及DEM数据选择与对应的全色波段一致，控制点一般每景不少于15个，均匀分布整景范围内。多光谱与全色影像间的同名点量测要求精确到子像素精度。方法1：使用多光谱影像自动定向即将多光谱影像与相对应的全色影像自动匹配同名点，中误差一般都在0.2像素以内，这种方法自动化程度极高，不需要人工参与。方法2：选取与全色相同的影像进行区域网平差，连接点与控制点不需人工量测，只需将全色影像的像点坐标文件中的x坐标、y坐标进行运算，然后与全色方法相同做区域网平差，经检查多光谱影像与全色波段影像基本套合，该方法可为其他软件纠正通过刺点实现区域网平差方法提供参考。

3.2.3 正射纠正

经过平差解算后，系统自动批量完成测区内卫星全色波段影像和多光谱影像的正射纠正处理。分辨率大小按照规定输出，重采样类型选择双线性插值模式。纠正过程中不对影像的灰度和反差进行拉伸，不改变像素位数。纠正后的正射影像有效数据范围内没有漏洞区。

3.2.4 影像融合

为了使融合影像接近于原始多光谱影像，色彩自然，同时空间信息锐化明显，反差适中，选择pansharp融合算法对全色影像和多光谱影像整景正射影像进行融合，对由于云雪造成曝光过度的影像融合后会出现失真现象，融合前可以对影像进行拉伸。

3.2.5 影像格式转换、裁切、匀色、镶嵌、接边

在按测区大批量生产正射影像后经统筹规划、分步实施，准备下一步生产分幅正射影像图。首先将整景影像做降维处理，选取覆盖5万图幅中的卫星影像以空间分辨率、时间分辨率、辐射分辨率较高的原则，然后对影像进行裁切，为使影像不损失信息，使用Photoshop对裁切后的影像调色，使影像直方图尽量呈正态分布，纹理清晰，彩色影像色彩饱和、自然明快，黑白影像纹理清晰、反差适中，接边时以1万DOM和DEM为基准纠正影像压盖区域网平差纠正的影像，尽量绕开纠正效果不好的区域，拼图时沿线状地物或地物边界进行，尽量避免穿越建筑密集的区域，保证镶嵌处无地物错位，分幅影像之间灰度或色彩要均衡，自然过渡，通过充分利用资源、作业人员相互配合，在较短的时间内最终完成380幅1∶5万分幅正射影像图生产。

3.3 元数据制作

3.2.1 元数据制作

元数据按1∶5万图幅填写，一个图幅对应一个元数据文件，其中填写影像有效范围的四角坐标，通过arcgis生成二值图像再提取边界，编写程序自动完成元数据的制作与检查工作，实现极大的较少了人力，提高了自动化程度。

3.2.2 质量检查

正射影像生产实行全过程质量控制，按照作业员自查、生产部门实行过程检查、院质检科实行最终检查的分级质量控制程序，并按规定做好检查记录，规范各工序成果的标准性和统一性。以下工序应是检查重点：检查卫星影像原始数据的现势性、质量情况及覆盖情况，原始影像应清晰、无大面积噪声、条纹、云和积雪等。检查航空影像空三平差报告中的连接点和控制点的中误差、最大误差、误差分布等是否满足规定要求，应加强对定向报告中殘差较大点的检查。检查影像的质量、几何精度、分幅正射影像数据之间的接边和分景纠正数据之间的接边情况。检查元数据的内容、完整性、正确性、数据格式、数据结构等是否严格按照规定的要求。

4. 结束语

本项目利用已有1万DEM和DOM数据，基于多基线、多特征的自动匹配，使高分辨率卫星影像与已有正射影像数据自动配准，实现高分辨率卫星影像自动高效更新。对于历史的1万像控点资料区域和弱交会卫星影像，采用基于RPC模型的解算方法，实现对稀少控制点区域的区域网平差。解决了控制点采集效率低，人工选点困难大等问题，大大减少了外业控制点的测量工作。经过批量配准、纠正、融合后生产出整景成果，在满足精度要求的基础上，提高了生产效率；由人工匀色、镶嵌，保证了影像色彩信息的完整性。

参考文献：

[1] 孙家抦.遥感原理与应用[M]武汉：武汉大学出版社，2005.

[2] 无需初值的RPC模型参数求解算法研究.[J]国土资源遥感，2005（4）：7—10.

[3] 卫星侧视角对纠正精度影响的定量分析[J].北京测绘，2010（4）：20—22.

[4] 卫星遥感影像的区域正射纠正[J].武汉大学学报信息科学版，2014（7）：838—841.

[5] 张祖勋，张剑清.数字摄影测量学[M].武汉：武汉测绘科技大学出版，1996.