张立刚

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080)

0 引 言

近年来，随着大数据、人工智能、移动互联网、云计算等新一代信息网络技术的发展，摄影测量已经开启了“云贴近摄影测量”的新发展阶段。河道断面测量工程是摄影测量技术在水利工程建设中的的重要应用领域之一[1-2]。采用摄影测量方法测绘河道断面主要包括断面区域的像片控制测量、空中三角测量、断面点测绘、断面区域影像图制作及断面点入库等工作[3]。

1 影像资料收集

项目数据源包括卫星遥感影像和航空摄影影像。测区内现有2013-2014年获取的Pleiades卫星立体影像，包括全色和多光谱，全色影像分辨率为0.5m，多光谱包含R、G、B、NR四个波段，分辨率为2m；新获取2017年WorldView卫星立体影像，包括全色和多光谱，全色影像分辨率为0.5m，多光谱包含R、G、B、NR四个波段，分辨率为2m；以及2012年航摄影像作为补充。数据源使用原则包括两个方面：一是优先使用卫星影像作为数据源，在卫星影像未覆盖区域，用航空影像作为补充；二是制作断面区域影像图时对于卫星影像处于丰水期的利用航摄影像进行补充。

2 断面点采集

2.1 技术流程

利用数字摄影测量的方法开展断面点测绘，将工艺流程分为卫星影像区域处理流程和航摄影像区域处理流程——卫星影像区域：在新获取的卫星影像数据与已有的卫星影像重叠区域内，利用已有的卫星影像成果恢复立体，在重叠区域内读取影像同名点作为控制点，作为新获取的卫星影像数据的控制资料，进行区域网平差，获得新区域的卫星影像成果，最终利用该成果恢复立体，在立体环境下测量断面点。航空影像区域：分析航空影像区域特点，按像控点布设要求预选像片控制点，进行像片控制测量；利用像片控制测量成果、航空影像进行区域网平差，得到空中三角测量成果，利用空三成果恢复立体，在立体中按要求采集断面点。此外，对于某些像片控制测量困难区域，可采用在已有卫星立体影像上读取控制点作为空中三角测量的控制点成果。处理流程如图1所示。

2.2 关键技术

空中三角测量精度直接影响后续数据生产质量的好坏。项目空中三角测量关键技术包括已有空三成果恢复及新获取影像与已有空三成果联合平差，其中，2017年新获取的WorldView卫星影像面积较小，影像范围内控制不足，不能单独进项空三加密作业，采用与已有的Plieades卫星影像联合平差的方式，得到平差后的卫星轨道参数*.rpc文件，进行断面成果生产。在空中三角测量过程中，卫星影像像片控制点、连接点的点位量测精度应不超过影像上1个像素，个别困难点不超过1.5个像素；航摄影像两节点上下视差中误差不超过1/3像素，最大残差不超过2/3像素，特殊困难资料或地区可放宽0.5倍。

图1 处理流程

3 断面区域影像图制作

利用数字摄影测量的方法开展断面区域影像图制作。断面区域影像图制作包括DEM匹配和DOM制作两个步骤。以整合后的空三成果为基础，利用立体像对自动匹配生成DEM数据，全色影像通过该DEM纠正生成整景全色成果，多光谱影像通过该DEM和整景全色成果配准纠正生成整景多光谱成果。对多光谱和全色成果进行融合处理，最后进行色彩调整、镶嵌拼接成图。航摄影像区域断面影像图制作同理。断面区域DOM影像应连续完整、清晰易读、反差适中和色调均匀，分辨率和平面精度符合要求，避免重影、模糊或纹理断裂等现象。处理流程如图2所示。

4 精度要求及成果应用检验

4.1 技术指标

断面点测绘及断面区域影像图制作的各项精度指标应按1：10000比例尺相关规范要求执行。根据项目技术设计及制图规范要求，断面点测绘技术指标——航摄影像在一侧有控制点的情况下，另一侧的高程精度在1.0-2.0m，距离像控点越远精度越低，平面精度在3.0m以内；卫星影像在一侧布设控制点的情况下，高程精度在0.7m左右，平面精度在2.0m左右；异轨立体影像高程精度在2.0-3.0m，平面精度在3.0m以内。超过控制区域20km以外的区域，高程精度在3.0-4.0m，平面精度在5.0m左右。断面区域影像图制作技术指标——DOM影像图数据上明显地物点相对于附近野外控制点的平面位置中误差为平地/丘陵地5.0m，山地7.5m，规定中误差的两倍为其最大误差。

图2 处理流程

4.2 成果分析

项目共涉及95个断面的高程精度检测，根据检测报告，断面高程中误差最小为±0.025m，最大为±1.313m。外业布设断面测量检测点512个，其中12个点落在断面范围外，落水及遮挡8个，位置不明显等粗差20点个，实际共检测472个点，根据检测报告，高程中误差为±0.396m，高程最大误差为1.311m。断面测量检测成果均满足项目成果精度要求。

5 结 语

介绍了一种利用数字摄影测量方法开展断面点测绘及断面区域影像图制作的基本原理、工艺流程及精度检测方法，是航空航天影像资料联合开展工程化服务的典型案例，为已有测绘地理信息成果在河道断面测量项目中的应用与推广提供了有力探索与实践。同时，本方法也为测绘地理信息成果和数字摄影测量技术在其他类似项目中的广泛应用提供了一定参考与借鉴。