数字摄影测量系统在高速公路测绘中的应用

[摘 要] 随着信息技术和计算机技术的迅猛发展，数字摄影测量已取代传统的模拟摄影测量和解析摄影测量，使摄影测量进入数字化时代。本文论述了利用VirtuoZo NT全数字摄影测量系统在高速公路测绘中的应用，利用VirtuoZo NT系统测绘的高速公路数字线划图（DLG）、数字高程模型（DEM）、数字正射影像（DOM），能够满足公路设计的需要。
[关键词] 数字摄影测量  DEM DOM  公路测绘
1 引言
　　随着信息技术和计算机技术的迅猛发展，航空摄影测量技术也有了前所未有的发展和进步。全数字摄影测量系统取代传统的摄影测量内业仪器，作为基础地理数据获取的作业平台，已成为必然的发展趋势。为适应数字摄影测量的需要，我单位自引进了VirtuoZo NT全数字摄影测量系统，经过技术培训和试生产之后，全面投入了实际生产工作。利用VirtuoZo NT全数字摄影测量系统，先后完成了青岛市1:2000、1:500比例尺 DLG测图，广西百色水利枢纽库区312国道改建1:2000 比例尺DLG测图、DEM制作，青海省塔拉滩生态治理区1:10000比例尺DLG测图、安徽省蚌-宁高速公路测绘等项目。现就VirtuoZo NT系统在蚌-宁高速公路测绘中的应用作一论述。 
2 工程概况
　　蚌-宁（蚌埠-南京）高速公路安徽段途径蚌埠、凤阳、明光、来安等县，全长约170公里。测区内有平地、丘陵、山地，地物、地形复杂，植被茂密，给测绘工作带来一定的困难。为满足该高速公路安徽段设计的需要，我单位承担了该条公路的测绘工作，主要内容包括：高速公路选址的1:10000比例尺正射影像图制作、1:2000比例尺数字线划图（DLG）测绘以及符合CARD-1公路设计软件要求的数字高程模型制作。
　　由于公路选线设计要求在正射影像上进行，因而需要在摄影以后首先制作正射影像，根据正射影像，确定公路中心以及测量范围。数字高程模型的数据格式必须满足CARD-1软件的要求。由于世界紧，任务重，为如期完成任务，我们决定使用VirtuoZo NT全数字摄影测量系统来完成这项工作。
3 正射影像图制作
　　正射影像图具有信息量丰富，现势性强的特点，能够最大限度反映地表信息。本项目制作正射影像图的目的，就在于利用正射影像图来确定蚌-宁高速公路的初设平面位置，划定1:2000比例尺地形图及数字高程模型的测绘范围。
　　由于没有进行外业像片控制测量，我们在1:5000比例尺地形图上量取部分明显地物点的三维坐标作为像片控制点，使用VirtuoZo NT空三加密模块（AATM+PATB）进行空三加密，创建模型，从而利用VirtuoZo NT进行正射影像图制作。这样做，能够充分利用VirtuoZo NT的自动化程度高，运算速度快的特点，在最短的时间内为用户提供高质量的正射影像图。
　　使用VirtuoZo NT制作正射影像图，与常规的使用纠正仪进行像片纠正相比，提高效率5倍以上。而且使用纠正仪无法制作山区正射影像图，也无法解决无缝镶嵌的问题。可见，使用VirtuoZo NT制作正射影像图的优势相当突出。
4 数字线划地形图测绘
　　
　　利用正射影像图确定了1:2000比例尺地形图的测绘范围后，我们对全测区进行了全野外像片控制和像片调绘。然后使用VirtuoZo NT进行数字线划地形图测绘。
　　VirtuoZo NT可以测绘各种比例尺的数字地形图，从1:10000、1:5000至1:500甚至更大比例尺的数字地形图。其实用的数字测图模块，线划半自动提取功能，可大大提高作业效率。
　　蚌-宁高速公路测绘项目共完成247幅1:2000比例尺数字地形图。VirtuoZo NT以其完美的界面设计，方便的操作功能，快速的运算及可靠的精度，为我们按时完成这项任务提供了保证。
5 高精度数字高程模型制作
　　CARD-1软件是专门用于公路、铁路、管道工程设计的CAD系统。它是一种能够满足各设计阶段工程要求的、全新高效的CAD软件。CARD-1软件所要求的数字高程模型，实际上是不规则三角网数字地面模型（TIN），它的特点是能够很好的顾及地貌特征点、线，表示复杂地形表面比规则格网（grid）精确。要制作的数字高程模型数据为两类文件：点文件(*.asc)与线文件(*.pol)。点文件是能够反映实际地形的按一定规则排列的地形点。线文件是地形断裂线，即地形变换处的连线，如陡坎上、下边沿线；路堤、路堑的上、下边沿线；山脊线；山谷线等。断裂线上的点必须是点文件已经采集的点。
　　制作数字高程模型的方法有许多种：野外实测、在地形图上量取、利用摄影测量方法等。野外实测投入高，费工费时。在地形图上量取精度差,不能满足用户要求。利用摄影测量方法是目前最好的方法。在实际工作中，我们使用VirtuoZo NT的数字测图模块进行点、线提取，在进行线提取时全部使用折线而不能使用流线。点线提取完成后，利用VirtuoZo NT的导出文本文件功能生成文本文件（*.txt），再使用我们自己编制的转换程序，将该文本文件（*.txt）转换为符合CARD-1软件要求的点文件（*.asc）和线文件（*.pol）。
　　采用本方法测制的蚌-宁高速公路数字高程模型，经有关专家鉴定和业主的实际应用，数据完全能够满足CARD-1软件进行道路设计的要求，点、线密度合理、位置正确、精度可靠，为高速公路设计提供了可靠保证。
6 结论
　　全数字摄影测量系统在生产实际中的应用，是摄影测量内业的一次革命。传统的航测内业是一个复杂的系统工程，而且产品单一，功效落后。现在，运用全数字摄影测量系统，在一台微机上就能完成航测内业的各个工序的工作，而且操作简单，工效翻倍，精度可靠，产品多样。VirtuoZo NT以其强大的功能，友好的界面，方便的操作，已成为全数字摄影测量系统中的佼佼者，被越来越多的用户所认可。
　　VirtuoZo NT全数字摄影测量系统用于高速公路测绘，不仅可以测绘符合精度要求的数字线划图，而且可以快速制作正射影像，按规定格式制作高精度数字高程模型，为高速公路设计提供各种精度可靠、现实性强的数字产品，满足高速公路设计的需要。