摘要：航测数字制图的质量控制过程中，地形图检验验收是质量控制的一项重要内容，在几次验收之后才能将合格的成果入数据库。本文基于笔者多年从事航测数据处理的相关经验，以航测数字地形图中数据质量检查验收、质量控制为研究对象，分析了检查验收的步骤与重要环节，本文尤其着重论述了航期地貌数据的检查内容与方法，全文建立在笔者长期的工作体会的基础上，相信对从事相关工作的同行有着一定的参考价值和借鉴意义。
关键词：航测；地貌数据；质量控制；数据检验
验收是地形图质量控制的重要组成部分。经过几次验收测试后，映射结果可以传输到数据库。目前，航空测绘生产网络为测绘人员工作过程中带了很大的改进，丰富了建立航空测绘生产的手段，运行效率也有了显著提高。然而，当前的数字化生产的检测方法和质量评价机制还不够完善，传统的检测方法还有待改进。
1 检查验收的基本过程
质量检查验收的基本过程：作业员自查-作业员互查-分院检查-院级检查。
测绘产品质量的控制关键在于操作者在操作中意识到质量问题的重要性。因此，“真实、准确、详细、及时”的业务风格和操作理念是每一位作业人员需要具备和发扬的，以实施标准的相关技术操作为重。
三级分层管理制度要求各级检查人员对各种仪器设备的规格、精度和可靠性进行检查，并加强对操作的整体跟踪和检查，以便进行有计划的操作。当各级检查发现问题时，操作员应及时修改检查的问题。检查人员检查无误后，应当报上级主管部门验收。
2 质量检查的现状及不足
目前，地形质量检测基本遵循传统的运行模式。各级检查人员不仅要对仪器的方向精度和综合选型进行检查，还要对工艺技术和图纸进行检查。最后，在图纸上标注检验结果。
由于我国数字地形图制作起步较晚，部分制作软件本身还在开发中，尚不完善，难以在数据中找到一些隐藏的问题。例如，在1：5万地形图的操作过程中，我们发现ANAGR AF解析测图仪采集的等高线高程往往具有1m的跳跃值情况。这个问题是由采集软件引起的，在现有的生产软件中很难找到。这就要求我们对各种生产软件进行改进，加强测试软件的功能，提高操作效率，保证操作的准确性
目前，一些测绘从业机构都对质量检验进行了一定的研究，并取得了一定的成果，如制图中使用的数据拓扑关系检测软件。矢量数据的航空测量也取得了一些进展。有人提出了一种更好的高线属性检测算法。因为航测人员在生产的软件系统的基础上，其中的格式较多使航测生产过程中的数据拓扑关系并不能建立，因此很难使用制图的方法来检查当前航测对质量检测的软件系统进行检验。其检查的自动化程度不高，信息反馈多取决于坐标纸。该检测方法不适用于基于网络的数字化生产。
3 航测地貌数据检查内容
3.1航测地貌数据的表示
地貌是地形学的重要组成部分。它是指地面表面高低起伏成不规则的状态，如山脉、丘陵、平原和山谷等。目前，航测制图方面关于制作数字地形，其中包括等高线、高程标记，以及地形要素的图形符号表示一些地形，如沟壑、陡峭的岩石山脉。首先，分析工作站绘图机或摄影行业定位和相对定位、绝对定向，然后人工采集大纲，在这个过程中，注意几点，如地形数据，然后使用各种编辑软件编辑器，根据等高线插值，运行平稳、生产全方位的地形数据。地貌学的另一个重要特征是数字高程模型DEM。随着信息处理技术的发展，DEM得到了极大的发展和广泛的应用。目前，各个团队的生产和使用主要是网格DEM。其中大部分是通过地图扫描矢量化或分析制图仪（摄影测量站）收集等高线，其中一些是直接通过分析制图仪进行采样的。
数字地面模型DTM是地面表面形态等多种信息的一个数字表示方法，定义在某一区域D上的M维向量有限序列。
DTM的理论和实践包括数据采集、数据处理和应用。这一概念自20世纪50年代形成以来，经过多年的发展，在各种工程线的设计、面积、体积和边坡计算中得到了广泛的应用。在测绘的问题中多用于制作等高线、坡度方向图、立体透视、正投影和地形恢复。它作为GIS系统的基本数据，为土地形势分析、城市规划和城市改造提供了准确、快速、科学的决策依据，以满足日益增长的社会和经济需求。
DEM是三维向量有限序列，它有多种不同的表示形式。主要包含有序起形格网（GRLD）和不规则的三角网。DEV格网系列所代表的地形分布在XY方向，地形的高程z点和任意点平面坐标都是等间距样列的地形点。（X，Y）的平行坐标在DEM中的行列号以I，J及其他的参数确认。
X是起始坐标，DX，DY是格网在横轴纵轴方向上的距离。NX是格网中行和列的数量。由于格网的DEM存储容量小，易于使用和管理，得到了广泛的应用。缺点是难以描述地形结构和细节，可以通过附加的地形特征数据加以克服。与格网DEM相比，TIN可以考虑复杂地形表面的地貌特征，但TM具有较大的数据量、复杂的数据结构不利于管理。为了充分利用上述两种形式的DEM优势。德国教授Etbner等人提出了Grid-TIN组合的DEM，即利用一般地区的格网数据，沿地尼特征添加三角形网络数据。
3.2航测地貌数据检查系统的流程
从航测地貌测量的数据对比整个检验过程来看，检验可分为过程检验和结果检验。检验过程主要是对各层次检验员对数据的数学精度（包括平面和高程）、属性精度、图面表示、数据完整性等方面进行检查，包括所需文件是否齐全，编辑结果是否合理，连接边是否满足要求。检查方法包括常规检查和机械自动检查。地貌数据质量检测系统的基本流程如图2所示。
图2
定向精度检查主要是检查各个方向的精度是否超过极限。当精度文件中保留的新坐标和高坐标为悬定向点时，可以再次进行方向计算，指示方向差。
4 航摄及航摄方案的选择
4.1航拍机会
根据对区域植被生长的调查，南方应选择秋季和冬季。拍摄时间是上午10点16分。没有风，有清新的空气。
4.2航空摄影及其基本性能要求
航空相机的选择应根据飞行平台、地面分辨率和绘图精度的要求来确定。航空相机原则上应配备GPS接收机和IMU设备。
4.3航飞基本技术参数
地面分辨率：大于M/ 10，000（M为地形图的比例尺分母，单位为米）；
重叠度：航向重叠60％，旁向重叠20～30％。
特殊困难地区，除了空气分区，原则上，符合下列要求：（1）分区，原则上不超过1/6高相对导航，不同的地形区域之间的区别。（2）功能分区中的对象，函数类型应该是一样的：（3）分区高度差，需要注意依照有关规定，并确保在线性飞行应该根据大跨度的条件。面积的最小尺寸不得小于1：5000或1：10 000；分割时应考虑航摄正面的安全距离和安全高度。
4.5航线铺设原则
一般来说，单向航线的空中交通不应超过25min，最大不应超过30min。信号航向覆盖应超过摄影边界至少2条基线；推广使用推扫式拍摄方式，其向旁边的覆盖区域超出摄影界限不能少于扫描带宽的30%，极个别的情况下不应少于15%的扫描宽度，不影响照片和空中三角测量；
4.6航摄飞行要求
根据这一原则，航测者应选择合适的天气条件，以保证足够的光强度，避免过度的阴影。为了打开航拍系统的电源开关，需要启动所有的飞机发动机来稳定地为负载供电。上升和下降速度不应超过10 m / s，且飞行过程中转弯坡度不宜超过20°。在航空摄影推杆式扫描平面飞行过程中，其飞行时长必须至少5min，然后做一个s形或8 形状的飞行，其次是2min的飞行，和水平后最后一个上升的min，紧随其后的再是一个s形或8 -形状的飞行。从第一次飞行路径的初始TMU前的5min到最终飞行路径的初始TMI后5min。进入摄取路线时，应同时使用左右夹角。飞行速度与地面速度之间的差异不应超过设计值的20%。在航拍飞行的过程中，需要及时观察系统的工作状态，观察GPS信号的报告。处理GPS信号失锁时，应立即中止摄影，并在信号恢复正常5min后再进入航线进行摄影。如果GPS信号不能恢复正常，立即停止飞行并找出原因。在雷达摄影过程中，飞机的俯仰、横摇和偏航角不应超过陀螺仪稳定平台的可调角度范围。
5 航测外业
5.1像控测量
图像控制点的目标图像要清晰，易于区分。例如，图像控制点的目标图像选择在具有交角的细线性地物的交点处。地面物品的角度是明显的，应该注意地面高度变化的地方。在实际操作中，应尽量选择直角水泥平面、清晰的斑马线、尖水泥结、石板桥作为穿刺点的目标，对于平原地方可以选用小的田埂角作为目标穿刺点。穿刺目标应离高层建筑或树木5米多，确保穿刺目标不被阻挡。
图像的整个控制点按照水平高低进行排列。图像的控制点设置在航拍图像的重叠方向上。x射线图像上的第一个控制点设置在测量区域的距离线之外。框幅式航摄影像布设在航向及旁向六片重叠范围内，特殊困难地区可采用五片重叠。首末航线像片控制点应选在三片重叠处。路线两端的上下照片控制点应尽可能垂直于直线，并且尽可能垂直于主线和直线的方向。两者之间的偏差不应超过基线的0.5。个别最多不应超过1条基线。指定的控制点尽可能使用，被测地图的控制点和边缘位于等高线或测量区域线之外，以确保映射范围覆盖整个测量区域并尽可能充分。
5.2外业调绘
绘图调整是测绘的一个重要过程，是制做测绘地理精度地图的决定性环节。作为地形图的重要组成部分，每条道路必须按照道路的等级、名称和材料绘制。相同地理元素的命名应该是一致的。在将图纸交付给内部行业使用之前，将边缘（包括图形和元素）连接起来。对于内部产业加置的土地，外部产业必须保证清晰的形象，保证内部产业采集的准确性。地点方位和位置数据的补充调整必须充分。外观颜色上要保持统一，保持干净、清晰。现场实测数据应与图纸一致。对化工厂、水泥厂、煤矿工业广场等综合区域进行准确的测绘和清晰的识别。
5.3航测内业
航拍过程中的三角测量，需要对原始航拍图像进行预处理，如均匀的光色、格式转换、方向旋转等，而POS数据进行预处理，如格式安排、坐标转换等。空中三角测量的需求相对取向后，加入第三部分垂直视差的像素，连接点垂直视差最大残余误差优于2/3像素，原则上绝对定向后，检查基本取向点残余，检查点的误差和公共点的比较的最大限度需要满足国家标准，行业标准的规定，特殊困难地区（大面积的水区域、森林、沼泽等）可大至1.5倍。
5.4航测数字地形图中地貌数据的检查
航测数字地形图中地貌数据检查主要内容有以下几点。
（1）各类原始数据的输入是否正确。（2）相对固定间隔、绝对方位角的精度是否满足标准要求。（6）等高线的映射精度是否在范围内，山区形态表达的综合选择是否适合山头、鞍和坑的泄漏。（4）高程记录与等高线之间是否存在矛盾，高程记录点的个数是否符合要求。（5）水系与等高线之间是否存在矛盾。（6）确定三维观测下地形要素的属性、位置和范围是否正确。
其中的水系与等高线的关系比较容易在纸图和各种生产软件上显示出来。
6 解决方案
针对生产单位实际运行中遇到的一些问题和数字图形的特点，提出了机载测绘地貌数据的质量控制措施。初步工作总结如下：
（1）将手工完成的一些繁琐的统计工作交给计算机自动完成。
（2）分析高程标记点的位置关系和等高线。针对双曲线冲突点的邻线，提出了分层显示方法和双向扫描检测的特点，并提出了等高线。这些方法在生产实践中得到了应用，取得了良好的效果。
（3）提出了一种立体图像叠加的方法，通过立体观测验证了存在的问题。提出了一种基于拟合计算和图像匹配的DEM怀疑检测方法。
（4）在讨论各种检验方法的基础上，将各级检验验收问题输入质量检验数据库
7 方法
7.1高曲矛盾检查
高曲矛盾是指高程标志点的高度、摄影测量控制点（以下简称高程点）与周围等高线高度之间的矛盾。形成高曲矛盾的原因有很多，如人为因素、仪器稳定性、地形的特殊性、图像质量等。高曲矛盾的检测是地形学中的一个相对容易出现错误和遗漏的一个内容。通过对高曲矛盾的研究，不难发现高程性记点与等高线之间是否存在矛盾。这是在实际的检查操作中发现的。除了较大的粗差或高程注记点引起的一小部分的高曲线矛盾外，大部分都是高程注记点与相邻的等高线高程差。在计算机屏幕上用五种方法逐步查询等高线和高程的方法并不足以实用。本文分析了高程注意点和等高线的分布，利用点线之间的局部邻域关系确定双曲线是否存在矛盾。确定问题的类型。解决了高曲率矛盾的自动检测问题。
7.2立体像对显示等高线
第一轮廓线的综合选择是否合适，是否能真实地反映实际地形，是否在峰顶、鞍座、坑等处有泄漏，主要是通过对旧的黑色地图和3d图像的观察。在传统的检验方法中，如果检验员发现存在的较大问题，则需要要求操作者重新检验仪器。为了保证等高线的准确性，要求操作者具有高度的责任感和良好的工作作风。第二，各级检查人员也应加强仪器的抽样检查。数字立体图就像把高斯坐标转换成屏幕坐标进行恢复并将轮廓获取进行逆向的过程。检验人员可以直接调用已有的数字图像和采集方向中的高斯坐标和扫描坐标的方向点，并从整个图像数据中截取图像的轮廓线，将轮廓线所显示的立体图像反向。
7.3等高线的检查
等高线的绘制应以航测需求为重点。反映真实的土地，保持景观的整体性：合理实用，清晰易懂。轮廓线的检测主要有轮廓属性（即轮廓属性）。轮廓高度。轮廓值是否存在误差，选取的轮廓线是否合适，是否能真实反映实际地形、山头和鞍座，地面凹坑是否丢漏的，通过传统的手工检测方案中，等高线属性并不直观，更多的是靠人力进行检查，这使得工作人员的劳动力和工作强度都有所加大。本节提出的航测检测方法是：颜色分离显示测试，双向断面自动检测，三维图像显示检测，和等高线属性修正三个部分
8 总结
航测和数字测绘产品、产生、发展到进行规模使用，逐步取代传统的模拟测绘产品，航测数字化映射在航空产品和行业中已成为一个社会过去地图地形的基本数据信息来源。其中数字测图的精度是关键，主要对各个生产环节进行严格的质量监控，加强质量意识和责任意识和技术人员，以确保测绘的准确性。
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论文作者:吴益军
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/10/1
标签：等高线论文; 地形论文; 高程论文; 数据论文; 地貌论文; 精度论文; 图像论文; 《基层建设》2018年第26期论文;