Inpho地理建模在河道断面测量中的应用研究

第４２卷第４期
２０１９年４月
测绘与空间地理信息
ＧＥＯＭＡＴＩＣＳ＆ＳＰＡＴＩＡＬＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ.４２ꎬＮｏ.４Ａｐｒ.ꎬ２０１９
收稿日期:２０１７－１１－０８
作者简介:孙㊀畅(１９９１－)ꎬ男ꎬ吉林榆树人ꎬ助理工程师ꎬ学士ꎬ主要从事摄影测量与遥感方面的生产和应用研究工作ꎮ
Ｉｎｐｈｏ地理建模在河道断面测量中的应用研究
孙㊀畅ꎬ马庆帅ꎬ王㊀闯
(黑龙江地理信息工程院ꎬ黑龙江哈尔滨１５００８１)
摘要:主要介绍了Ｉｎｐｈｏ全数字摄影测量系统在黑龙江省干流河道断面测量项目的应用ꎬ充分挖掘Ｉｎｐｈｏ系统
在坐标系统定义㊁立体建模等方面的巨大优势ꎬ通过不同试验数据的对比分析ꎬ验证Ｉｎｐｈｏ系统在各个环节的数据处理精度ꎬ以满足项目生产要求ꎬ保证项目顺利开展ꎮ关键词:Ｉｎｐｈｏꎻ地理建模ꎻ断面测量
中图分类号:Ｐ２５ꎻＴＢ２２㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１６７２－５８６７(２０１９)０４－０１８４－０４
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＩｎｐｈｏＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＭｏｄｅｌｉｎｇｏｎ
ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｆｏｒＲｉｖｅｒＳｅｃｔｉｏｎ
ＳＵＮＣｈａｎｇꎬＭＡＱｉｎｇｓｈｕａｉꎬＷＡＮＧＣｈｕａｎｇ
(ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｍａｔｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＨａｒｂｉｎ１５００８１ꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＴｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｍａｉｎｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＩｎｐｈｏｆｕｌｌｄｉｇｉｔａｌｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｉｃｓｙｓｔｅｍｉｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｆｏｒｔｒｕｃｋｃｈａｎｎｅｌｓｅｃｔｉｏｎｉｎＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅꎬａｎｄｆｕｌｌｙｅｘｃａｖａｔｅｓｔｈｅｇｒｅａｔａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆＩｎｐｈｏｓｙｓｔｅｍｏｎｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎａｎｄｓｔｅｒｅｏｍｏｄｅｌ￣ｉｎｇꎬｗｉｔｈｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｓｔｄａｔａꎬｉｔｈａｓａｌｓｏｖｅｒｉｆｉｅｄｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙｏｆＩｎｐｈｏｓｙｓｔｅｍｏｖｅｒｅｖｅｒｙｐａｒｔꎬ
ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｐｒｏｄｕｃｉｎｇａｎｄｇｕａｒａｎｔｅｅｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｓｍｏｏｔｈｌｙ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:Ｉｎｐｈｏꎻｇｅｏｇｒａｐｈｉｃｍｏｄｅｌｉｎｇꎻｓｅｃｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ
０㊀引㊀言
黑龙江干流河道断面测量采用摄影测量方法系统性地对黑龙江省干流河道滩地进行断面点测量ꎮ作业满足
１ʒ１００００地形图精度要求ꎬ涉及断面区域的像片控制测量㊁空中三角测量㊁滩地断面点测绘㊁断面区域影像制作及断面点入库ꎬ共计约１１６条河道断面ꎮ
本项目采用Ｉｎｐｈｏ软件进行滩地断面点测绘ꎬＩｎｐｈｏ软件是由德国的阿克曼教授开发的全数字摄影测量软件ꎮＩｎｐｈｏ系统高精度㊁高效率㊁高度自动化的特点使其在ＤＯＭ和ＤＥＭ的生产制作中的优势得以体现ꎬ作业效率和产品质量显著提高[１]ꎮ
１㊀关键技术
１.１㊀Ｉｎｐｈｏ系统工作流程
Ｉｎｐｈｏ采用组件化思想设计和开发ꎬ组件模块和Ｉｎｐｈｏ
的ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓＭａｓｔｅｒ组合ꎬ具有独立的输入和输出数据格式ꎮＩｎｐｈｏ组件模块根据功能可分为地理参考㊁地理信息提取㊁地理建模㊁地理成像４大类ꎬ组建模块之间相互配
合㊁承接ꎬ组成完整的业务流ꎬ为用户提供一套灵活配置的模块化组合及完整紧密的全套全数字摄影测量数据生产系统ꎮ如图１所示ꎮ
图１㊀Ｉｎｐｈｏ系统工作流程Ｆｉｇ.１㊀ＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆＩｎｐｈｏｓｙｓｔｅｍ
１.２㊀地理建模基本原理１.２.１㊀核线几何
立体模型的基本几何学是核线几何ꎬ它描述了关于
同一场景的两幅影像之间的视觉几何关系ꎮ当影像成像模型为最简单的针孔模型时ꎬ立体影像之间满足严格的核线几何关系ꎮ核线是指以摄影基线为轴的核面与像平面之间的交线ꎮ核线几何仅仅取决于两个相机之间的相对位置以及相机内参数[２]ꎬ如图２所示ꎮ
其中ꎬＸ为物方点ꎬｘ１㊁ｘ２分别为其在影像Ｉ１㊁Ｉ２上的
同名像点ꎬ相机光心Ｃ１㊁Ｃ２连线与像平面交于核点ｅ１㊁ｅ２ꎬｌ１㊁ｌ２为同名核线ꎬ同名点满足核线几何关系
ꎮ
图２㊀核线几何Ｆｉｇ.２㊀Ｅｐｉｐｏｌａｒｇｅｏｍｅｔｒｙ
１.２.２㊀几何反转
[３]
利用像对进行立体量测ꎬ必须重建与实地相似且符
合比例尺及空间方位的几何模型ꎬ重建立体模型的实质是恢复像片对的内㊁外方位元素ꎮ根据已知的相机参数很容易获取内方位元素ꎬ即内定向ꎻ恢复外方位元素通常分为以下两个步骤:
１)恢复像对的相对定向元素(相对定向)ꎬ同名射线(投影光线)对对相交并形成与实地相似的几何模型ꎻ
２)恢复模型的绝对定向元素(绝对定向)ꎬ把相对定
向后重建的立体几何模型纳入地面摄影测量坐标系中并符合所要求的比例尺ꎬ即可量测模型点的三维坐标ꎮ
通过相对定向与绝对定向两个步骤来恢复两张像片的外方位元素ꎬ也称之为间接地实现摄影过程的几何反转ꎬ如图３所示ꎮ其中ꎬ摄站点Ｓ１㊁Ｓ２ꎬ所摄像片ｐ１㊁ｐ２ꎬ摄影基线Ｓ１Ｓ２＝Ｂꎬ地面点Ａ㊁Ｍ㊁Ｃ㊁Ｄ通过Ｓ１㊁Ｓ２分别在ｐ１㊁
ｐ２重叠范围内形成摄影光束ꎬ构成同名光线ꎬ且对对相交ꎻ在立体像对标准形态下ꎬ物镜间的距离缩小ꎬＳ２移到Ｓ２ᶄ处ꎬ摄影基线Ｓ２Ｓ２ᶄ＝ｂꎬ此时所有同名光线仍对对相交构成空间的交点ＡᶄＭᶄ㊁Ｃᶄ㊁Ｄᶄ等ꎬ模型的比例尺为１ʒｍ＝ｂʒＢꎮ
２㊀试验数据分析
２.１㊀数据源
测区内现有２０１３ ２０１４年获取Ｐｌｅｉａｄｅｓ卫星立体影
像及２０１２年航摄影像及空三成果ꎬ见表
１ꎮ
图３㊀几何反转Ｆｉｇ.３㊀Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃｉｎｖｅｒｓｉｏｎ
表１㊀原始数据源参数[４]
Ｔａｂ.１㊀Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｒａｗｄａｔａ[４]
数据源类型
技术参数
卫星获取时间(ｙ)２０１３ ２０１４分辨率(ｍ)
全色０.５有效载荷
光谱
２ＣＣＤ相机全色多光谱相机
Ｒ㊁Ｇ㊁Ｂ㊁ＮＲ幅宽(ｋｍ)２０轨道倾角(ʎ)ʃ９８.２航空
获取时间(ｙ)２０１２
分辨率(ｍ)
全色０.５相机参数
类型
ＵＣＸＰＰＰＡ(ｍｍ)ｘ＝０ꎻｙ＝０ＰＰＳ(ｍｍ)
ｘ＝０ꎻｙ＝０
焦距(ｋｍ)６.０传感器尺寸(ｐｉｘｅｌ)
１１３１０ˑ１７３１０
２.２㊀数学基础
采用ＣＧＣＳ２０００国家大地坐标系为平面参考系统ꎬ采用地理坐标ꎮ以１９８５国家高程基准为高程基准ꎬ高程系统为正常高ꎬ以米为单位ꎮ采用高斯－克吕格投影ꎬ按３ʎ分带ꎮ
２.３㊀样本选取
１)本文从１１６条河道断面中选取断面ＣＳ１１和ＣＳ８８
为样本ꎮ断面ＣＳ１１为航空影像覆盖断面ꎬ断面长度为２５３４.３１８９ｍꎬ面积为１２６７１５９.３１６１ｍ２ꎬ影像获取时间为２０１２年９月ꎬ地形类别为山地ꎬ投影带号为４２Ｎꎻ断面
ＣＳ８８为卫星影像覆盖断面ꎬ断面长度为１９７４６.３３７９ｍꎬ断面面积为９８７３１６９.２３０６ｍ２ꎬ影像获取时间为２０１３年
６月ꎬ地形类别为平地ꎬ投影带号为４４Ｎꎮ
５
８１第４期
孙㊀畅等:Ｉｎｐｈｏ地理建模在河道断面测量中的应用研究
２)资料准备情况见表２ꎮ
表２㊀资料准备
Ｔａｂ.２㊀Ｄａｔａｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ断面号原始资料
ＣＳ１１
原始影像(∗.ｔｉｆ)
相机文件(∗.ｃｍｒ)
外方位元素(∗.ｒｅｐ)
断面内控制点文件(∗.ｔｘｔ)
ＣＳ８８
原始像对(左影像㊁右影像)平差后轨道参数文件(∗.ｒｐｃ)断面内控制点文件(∗.ｔｘｔ)
３㊀试验数据处理
３.１㊀技术路线
１)技术路线如图４所示ꎮ
图４㊀技术路线图
Ｆｉｇ.４㊀Ｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｏｕｔｅ
２)需要特别说明的是ꎬ在坐标定义阶段ꎬ分为参考椭球㊁高程系统和投影系统的定义ꎮ但Ｉｎｐｈｏ软件未配置ＣＧＣＳ２０００椭球ꎬ根据ＣＧＣＳ２０００的定义及基本椭球参数ꎬ推导其主要几何和物理参数ꎬ得出与ＷＧＳ８４椭球定义的正常重力值差异ꎬ并分析同名点差异ꎬ可以得出ꎬ给定点位投影到两个椭球上所得的纬度最大差异相当于０.１１ｍｍꎮ对于１ʒ１００００比例尺的应用ꎬ仅考虑椭球的差异ꎬ两者可近似为同一椭球ꎮ
３.２㊀要素采集
１)要素采集工作流程如图５所示ꎮ
图５㊀要素采集工作流程图
Ｆｉｇ.５㊀Ｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ
２)控制点采集ꎮ根据样本断面涉及工程范围内野外控制点ꎬ参照点之记ꎬ对其进行立体量测ꎬ对已有平差成果及Ｉｎｐｈｏ坐标系统进行三维偏移量检核ꎮ
３)断面点采集ꎮ断面点在断面中心线上(左水边点与左端点连线)进行量测ꎬ断面点最大间距不超过１００ｍꎬ遇地形变化处加密断面点ꎬ有植被覆盖的区域应尽可能量测至地面ꎮ
４)高程点采集ꎮ沿断面中心线向两侧各外扩２５０ｍ内采集高程点ꎬ采样间隔为５０ｍꎮ
４㊀精度分析
４.１㊀技术指标[５]
１)断面点测量技术指标 ＤＬＧ地形要素数据地物点相对邻近野外控制点的点位中误差和高程中误差不得大于表３规定ꎮ
表３㊀ＤＬＧ数据平面位置中误差与高程中误差
Ｔａｂ.３㊀ＨｏｒｉｚｏｎｔａｌａｎｄｖｅｒｔｉｃａｌｅｒｒｏｒｏｆＤＬＧｄａｔａ地形类别平面中误差(ｍ)
高程中误差(ｍ)
注记点等高线平地５.００.３５０.５
丘陵地５.０１.２１.５
山地７.５２.５３.０(地形变换点)
特殊困难地区(大面积的森林㊁沼泽等)地物点平面位置中误差不得大于７.５ｍꎬ高程中误差按上表相应地形类别的１.５倍计ꎮ以两倍中误差值为最大误差ꎮ２)影像图制作技术指标 ＤＯＭ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参照表４ꎬ规定中误差的两倍为其最大误差ꎮ
表４㊀ＤＯＭ平面位置中误差
Ｔａｂ.４㊀ＨｏｒｉｚｏｎｔａｌｅｒｒｏｒｏｆＤＯＭ
地形类别平面中误差(ｍ)
平地㊁丘陵地５.０
山地７.５
４.２㊀精度检测
本次试验根据立体量测得到的控制点㊁断面点㊁高程点及自动提取数字高程模型ꎬ从控制点立体检核精度㊁ＤＯＭ平面位置精度㊁断面粗差点检测３个方面对断面测量数据进行精度检验ꎮ其中ꎬ立体采集数据坐标值均保留至小数点后３位ꎬ中误差计算公式:Ｍ＝ʃð
ｎ
ｉ＝１
Δ２ｉ/ｎꎬ(Ｍ为中误差ꎻｎ为检测点数ꎻәｉ为较差)ꎬ
平面中误差与高程中误差ꎮ
６８１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀测绘与空间地理信息㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１９年
４.２.１㊀控制点立体检核精度报告控制点立体检核精度报告详见表５ꎮ
表５㊀控制点立体检核精度报告
Ｔａｂ.５㊀Ａｃｃｕｒａｃｙｒｅｐｏｒｔｏｆｃｏｎｔｒｏｌｐｏｉｎｔｓ
ＣＳ１１ＣＳ８８
检测点号ΔｘΔｙΔｘｙΔｚ检测点号ΔｘΔｙΔｘｙΔｚ０１０.３５２０.４２６０.５５３－０.０６３０１０.２２２－０.３９２０.４５０－０.１５００２－０.２９７－０.１８３０.３４９０.４４７０２０.１４００.２０８０.２５１０.２８１０３０.０３８０.５０６０.５０７－０.１６７０３０.１８１－０.１７８０.２５４０.１５８０４０.２５３０.１０５０.２７４－０.１２７０４０.４８３０.２４４０.５４１０.４５４０５－０.１３２０.０５６０.１４３０.０４０３１０.０２７０.３４５０.３４６０.１２１０６０.１３８－０.４０８０.４３１０.０８３３２０.２４８０.１４９０.２８９－０.１７１０７－０.２９１０.０８９０.３０４０.１２０３３－０.６０００.０６８０.６０４０.３３０中误差ʃ０.３８９ʃ０.１９７中误差ʃ０.５０１ʃ０.２９８４.２.２㊀ＤＯＭ平面精度检测报告ＤＯＭ平面精度检测报告详见表６ꎮ
表６㊀ＤＯＭ平面精度检测报告
Ｔａｂ.６㊀ＡｃｃｕｒａｃｙｒｅｐｏｒｔｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｉｎＤＯＭ
ＣＳ１１ＣＳ８８检测点号ΔｘΔｙΔｘｙ检测点号ΔｘΔｙΔｘｙ０１０.６５６－０.０９６０.６６４０４０.１３６０.４６６０.４８６０２－０.０７８－０.５４４０.５５００５－０.４２５０.７２６０.８４２０３－０.２２７－０.３２００.３９２１２０.４６８０.５０７０.６９００４－０.１５６０.３２８０.３６３１５－０.５０８－０.１０３０.５１９０５０.２７９０.０４００.２８２１８－０.２８３０.３２２０.４２９０６０.３３７－０.０８８０.３４９２４－０.４１７０.５０４０.６５４中误差ʃ０.４５３中误差ʃ０.６１９
㊀㊀检测点数说明:立体工程覆盖范围大于断面ＤＯＭ范围ꎬＤＯＭ平面精度检测只对落入ＤＯＭ区域内的野外控制点进行检测ꎬ由于篇幅限制ꎬ上述检测报告只列举了个别检测点ꎮ
４.２.３㊀断面粗差点检测
１)断面粗差点检测ꎮ利用Ｉｎｐｈｏ自动提取的数字高程模型(ＤＥＭ)(采样间隔为５ｍ)与断面内立体采集点内插模型(ＴＩＮ)进行高程差值ꎬ筛选高差超限点(参照技术指标)进行评价分析ꎬ见表７ꎮ表７中的中误差计算公式为:
Ｍ＝ʃðｎｉ＝１Δ２ｉ/２ｎ(１)式中ꎬＭ为中误差ꎻｎ为检测点数ꎻΔｉ为较差ꎮ
表７㊀断面粗差点检测报告
Ｔａｂ.７㊀Ａｃｃｕｒａｃｙｒｅｐｏｒｔｏｆｓｅｃｔｉｏｎｅｒｒｏｒｐｏｉｎｔｓ
断面号断面点(个)高程点(个)粗差点(个)中误差(ｍ)ＣＳ１１３４２７８２０ʃ０.８７６ＣＳ８８１５４１８７９８ʃ０.４８３㊀㊀２)断面采集点构ＴＩＮꎮ立体采集的断面点与高程点ꎬ通过粗差点检测复查及人工修测粗差点之后ꎬ利用ＡｒｃＧＩＳ内插构ＴＩＮꎬ转栅格ꎬ生成晕渲图ꎬ如图６所示ꎮ
图６㊀断面点晕渲图
Ｆｉｇ.６㊀Ｈａｌｏｍａｐｏｆｓｅｃｔｉｏｎｐｏｉｎｔｓ
４.３㊀结果分析
通过以上精度检测报告对比分析可以得出以下结论:
１)通过控制点立体检核精度报告可知ꎬＩｎｐｈｏ系统在坐标定义㊁地理建模㊁立体摄影测量方面具有严格的空间转换系统ꎬ为断面点测量提供了高精度的地理参照ꎮ
(下转第１９０页)
７８１
第４期孙㊀畅等:Ｉｎｐｈｏ地理建模在河道断面测量中的应用研究
图９㊀加测陀螺边布设Ｆｉｇ.９㊀Ｇｙｒｏｓｉｄｅｒｏｕｔｉｎｇ
ｍｑβ＝
ｍβρ
ðＲ
２ｙᶄ
(１)
其中ꎬＲｙᶄ为各个支导线上的导线点到ｘᶄ轴线的垂线距离ꎮ
假设加测如图９中的Ｎ条陀螺定向边ꎬ其陀螺方位
角设为α１－αＮꎬ对应中误差为ｍ１－ｍＮꎬ这Ｎ段附合导线的重心为ｏ１－ｏＮꎬ则Ｋ点的贯通误差可以表示为:
Ｍ
２ｘᶄβ
＝
ｍ２βρ２
(ðφ２
１＋
ðφ
２２
＋ ＋
ðφ
２Ｎ
＋
ðＫＤ
Ｒ
２ｙᶄ
)
(２)
㊀㊀其中ꎬｍβ为测角中误差ꎻφ为各导线点在该线的对应重心Ｏ的连线ｙᶄ轴的投影ꎻＲｙᶄ为由Ｄ至Ｋ的各个支导
线上的导线点到ｙᶄ轴的投影ꎮ此时ꎬＫ点的贯通误差为:
Ｍ
２ｘᶄα
＝ｍ２α１
ρ
２
(ｙＢᶄ－ｙᶄｏ１)２
＋
ｍ２α２
ρ
２
(ｙᶄｏ１
－ｙᶄｏ２
)２＋ ＋
ｍ２αＮ－１
ρ
２
(ｙᶄｏ
Ｎ－１
－ｙᶄｏＮ
)２
＋
ｍ２αＮ
ρ
２
(ｙᶄｏ
Ｎ
－ｙᶄＫ
)２(３)
如果ꎬｍα１
＝ｍα２
＝ ＝ｍαＮ
＝ｍαꎬ则有:
Ｍ２ｘᶄα＝ｍ２α
ρ
２
[(ｙᶄＢ－ｙᶄｏ１
)２＋(ｙᶄｏ１
－ｙᶄｏ２
)２＋ ＋
(ｙᶄｏ
Ｎ－１
－ｙᶄｏＮ
)２＋(ｙᶄｏ
Ｎ
－ｙᶄＫ
)２](４)
如果取隧道长７ｋｍꎬ定向中误差ｍ＝３ᵡꎬ测角精度ｍ＝１ᵡꎮ假设现在是对等边直伸型的地下导线加测陀螺方位角ꎬ分析加测不同数量的陀螺定向边对贯通精度增益的规律ꎮ加测定向陀螺边的数量和贯通精度增益关系见表１ꎮ
表１㊀加测定向陀螺边的数量和贯通精度增益关系
Ｔａｂ.１㊀Ａｄｄｉｎｇｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｇｙｒｏｓｉｄｅｓａｎｄｔｈｅｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｇａｉｎ
方案未加测
加测一条
加测两条
加测三条
陀螺导线
ｍｑ/ｍｍｍｑ/ｍｍ精度增益/(％)
ｍｑ/ｍｍ精度增益/(％)
ｍｑ/ｍｍ精度增益/(％)
ｍｑ/ｍｍ精度增益/(％)
１１２２６２４９４７６１３９６８３２７４２１０７５４５０４０６３３４６８２５７７３
１０２
５１
５０３８
６３３１
７０２２
７８
３㊀结束语
我国隧道建设发展不断加快ꎬ未来的隧道必将向大断面㊁大埋深和长洞线的趋势发展ꎬ也将会面临更多的机遇和挑战ꎮ为了保证隧道的准确贯通ꎬ依照本文提供的布网方式ꎬ为布设不同环境下的导线网布设方案制订提供参考ꎮ
在隧道等深埋建筑施工中ꎬ陀螺全站仪的使用ꎬ可独立传递方位基准ꎬ使得贯通精度提高ꎮ
参考文献:
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[２]㊀洪开荣.我国隧道及地下工程发展现状与展望[Ｊ].隧道
建设ꎬ２０１５(２):９５－１０７.[３]㊀张成仕.市政施工过程中的地下管线保护措施[Ｊ].科技与企业ꎬ２０１１(７):６２.
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成都:西南交通大学ꎬ２０１２.[编辑:张㊀曦]
(上接第１８７页)
㊀㊀２)通过ＤＯＭ平面精度检测报告可以看出ꎬ利用已有平差成果在Ｉｎｐｈｏ系统中进行正射校正获得ＤＯＭ影像ꎬ其平面位置精度符合１ʒ１００００比例尺成图精度要求ꎮ
３)根据断面粗差点检测报告ꎬ粗差点在山地类别中数量较多ꎮ通过人工立体复测及分析可知ꎬ断面点和高程点读取值为地形表面位置ꎬ自动匹配的ＤＥＭ数据为数字高程模型ꎬ部分树上㊁建筑物等高于地面点依然存在ꎬ
剔除的粗差点基本为高于地面位置的点ꎬ复查结果表明断面量测点坐标值准确㊁可靠ꎮ
４)另外ꎬ通过断面点和高程点内插输出栅格ꎬ可以进
一步复查立体量测点相对精度ꎬ剔除人工量测粗差点ꎬ保证点位三维信息的准确㊁合理ꎮ
(下转第１９３页)
０
９１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀
测绘与空间地理信息㊀
㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１９年
图４㊀水渠水下测量点位分布示意图
Ｆｉｇ.４㊀Ｌａｙｏｕｔｏｆｐｏｉｎｔｓｆｏｒｂａｔｈｙｍｅｔｒｉｃｓｕｒｖｅｙｏｆｃａｎａｌ
选择重量适中的重物ꎬ将３根测绳牢系在重物上ꎬ两人分别站在两岸对应的已知点ꎬ一人站在点１处将重物放入水中直至水底ꎮ站在点Ａ１和点Ｂ１的两人用适当力度拉直测绳ꎬ测量重物到两点的距离并记录读数ꎮ由于测绳读数为整米ꎬ故需钢卷尺测量小于１ｍ的部分ꎮ依次完成点２和点３处的测量ꎮ为计算简单并便于比较ꎬ假设两边测距为等精度观测ꎬ取两个不同的测距精度值０.０５ｍ和０.１０ｍ计算新方法的点位精度ꎬ结果见表１ꎮ
表１㊀检核点的点位差值及精度表(ｍ)Ｔａｂ.１㊀Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｃｈｅｃｋｐｏｉｎｔｓａｎｄ
㊀㊀㊀㊀ａｃｃｕｒａｃｙ(ｍ)
项目
点号
１２３４５６７８９平均值
平面差值０.０８０.０５０.０７０.０９０.０８０.０６０.０７０.０７０.０６０.０６９高程差值０.０６０.０８０.０７０.０９０.０７０.０６０.０９０.０７０.０８０.０７６
ｍＰ＝０.０５０.０５０.０４０.０４０.０４０.０４０.０４０.０４０.０４０.０４０.０４０ｍＨ＝０.０５０.０７０.０８０.０８０.０８０.０７０.０７０.０８０.０７０.０８０.０７６ｍＰ＝０.１００.０９０.０８０.０８０.０７０.０８０.０８０.０８０.０８０.０８０.０７９ｍＨ＝０.１００.１３０.１６０.１５０.１５０.１６０.１６０.１５０.１６０.１５０.１５５
由表１可以看出ꎬ检核点在平面和高程的差值都小于０.１０ｍꎬ满足工程需要ꎬ也满足一些测量规范中对于水下地形测量时的精度要求ꎮ通过加密测量点ꎬ顺利完成水下地形测量任务ꎬ为清淤工作提供了准确的水下地形数据ꎮ
对水底点的点位精度进行评定时ꎬ采用了２个测距精度进行计算ꎬ根据理论精度高于实操精度的经验ꎬ考虑操作中的各项误差ꎬ通过表１中的数值对比ꎬ可以认为０.０５ｍ的精度估计值更接近实际值ꎮ４㊀需要注意的问题
新方法测量水底点高程ꎬ在实际操作中需要注意以下几个问题:
１)新方法的理论条件是在竖直面内ꎬ只适用于静水区域ꎬ流水会对重物有一定推动作用ꎬ导致水底点与岸边已知点不在同一竖直面内ꎮ
２)需两条测绳拉紧重物缓慢放入水中ꎬ待重物不再下沉时应轻微抖动几下ꎬ避免重物搁置在水草上面ꎮ３)测距时测绳应拉直到已知点的位置再读数ꎬ保证测距的准确ꎬ故已知点应布设在岸边测绳可以拉到的位置ꎮ
４)重物需选取适当的重量ꎬ避免沉入淤泥太多ꎮ５)新方法中也可以利用皮尺测距ꎬ利用皮尺测距需另用两根绳索牵引重物以免皮尺发生不可逆形变ꎬ待重物落定后拉直皮尺读数ꎮ
６)岸边作业需注意人身安全ꎬ必要时可捆绑安全绳ꎬ防止滑落水中ꎮ
５㊀结束语
本文的新方法理论清晰㊁工具简单ꎬ但实际运用时需注意操作的细节ꎬ以满足新方法的理论条件ꎮ实例中未知点到已知点的距离是测绳测距加钢卷尺测距ꎬ如何确定测距精度还需进一步探索ꎮ
参考文献:
[１]㊀胡亚丽.后方交会在矿山贯通测量中的应用[Ｊ].西部探矿工程ꎬ２０１７(１):１２９－１３０.
[２]㊀祁智国.测边后方交会原理在土木工程施工中的应用[Ｊ].工程技术ꎬ２０１６ꎬ５(２５):３６.
[３]㊀ＤＬ/Ｔ５００１－２０１４火力发电厂工程测量技术规程[Ｓ].
北京:中国电力出版社ꎬ２０１４.
[４]㊀燕志明.测边后方交会点坐标计算另外一种方法及精度分析[Ｊ].矿山测量ꎬ２０１２ꎬ１２(６):２２－２３. [５]㊀赵晋睿.测量水塘水深的简单方法[Ｊ].科技创新导报ꎬ２０１０(３１):７７－７８.
[６]㊀周西振ꎬ尹任祥.测边后方交会精度研究及其应用[Ｊ].
西南交通大学学报ꎬ２００６ꎬ４１(３):３４４－３４８.
[编辑:刘莉鑫]
(上接第１９０页)
５㊀结束语
本文主要分析了通过已有平差成果建立Ｉｎｐｈｏ工程恢复立体模型的主要流程及关键技术ꎬ深入挖掘Ｉｎｐｈｏ地理建模的基本原理ꎮ通过对试验结果精度报告的对比与分析ꎬ进一步展现了Ｉｎｐｈｏ内部坐标系统数据库的包容性㊁灵活性与准确性ꎬ凸显了Ｉｎｐｈｏ系统在空间数据定义㊁转换㊁处理方面的巨大优势ꎬ其强大的三维转换与地理建模能力为其在更多项目生产中的应用提供了广阔的开发空间ꎮ
参考文献:
[１]㊀沈方雄.Ｉｎｐｈｏ系统在大面积正射影像图生产中的关键
问题和效率分析[Ｊ].测绘标准化ꎬ２０１５ꎬ３１(２):４１－４３. [２]㊀邹小丹.基于半全局优化的多视影像匹配方法与应用[Ｄ].长沙:中南大学ꎬ２０１３.
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京:中国标准出版社ꎬ２０１２.
[编辑:任亚茹]
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第４期彭㊀鑫等:利用后方交会测量水底点高程的新方法研究。