ADS40数字摄影测量中的DLG数据坐标转换

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1、2012-07-13#2012-07-13#2#012-07-13#ADS40 数字摄影测量中的 DLG 数据坐标转换杨卫军 1, 林鸿 1, 方峰 1, 李长辉 1，胡耀锋 1，高原 2，蔡东涛 2(1. 广州市城市规划勘测设计研究院，广东 广州，510060; 2. 西安四维航测遥感中心，陕西 西安 710065)摘 要：探讨了 ADS40 数字摄影测量中的 DLG 测图数据的坐标转换，水平方向上，放弃通用软件中的七参数转换方法，而直接采用投影参数转换，垂直方向上，采用格网模拟似大地水准面精化成果，建立起严密的转换关系。同时，将转换关 系与 DLG 数据生产紧密结合，简化了作业流程，提高作

2、业生产效率。 关键词：ADS40；坐标变换；水准面精化；数字摄影测量；数据处理中图分类号：P231文献标志码: B文章编号: 1672-4623 (2011) 03-0076-03ADS40 是一种能够同时获得立体影像和彩色多光谱影像的多功能、多线阵的数字 CCD 推扫式航空遥感 传感器，ADS40 相机内部主要有透镜组、IMU 设备、 CCD 器件、滤光片、电子设备、温度控制设备、加热 及冷却设备、摄影机等器件组成。由于 ADS40 相机配 备了 GPS/IMU 组合单元，相比常规摄影测量空三加密， ADS40 可减少 80%-90%以上或更多的外业控制点，大 大减轻了生产单位的外业工作量

3、1。在区域四角布设 地面控制点的情况下, IMU/ DGPS 数据与 ADS40 影像 的联合平差即可得到最优的结果 2。2008 年，我院实施对广州市进行航空摄影，2009 年 8 月完成数据处理并通过验收。项目采用 ADS40 数 码航摄，总面积 7 435 km2，国内采用 ADS40 推扫式相 机进行大面积的数码航摄很少，总共航带数达到 215 条。本次数码航摄使用了我院 2007 年建成的广州市连 续运行卫星定位城市测量综合服务系统 ( GZCORS)。 GZCORS 利用现代卫星定位、计算机网络、数字通讯 等技术，全自动、全天候、实时提供网络覆盖全广州 市的高精度三维坐标，GZCO

4、RS 是实施本次 ADS40 数 码航摄的前提。ADS40 数码航空摄影与 GZCORS 紧密 集成，得到的 GPS 信息采用的是 WGS84 坐标框架，而 国内地理信息数据通常使用的是西安 80、北京 54 以及 独立坐标系 3。因此，数据坐标转换成为了其中的难 点问题，其中对于数字线划图 DLG 的坐标转换处理更 为复杂。体系，水平方向上需要进行坐标转换；垂直方向采用珠江高程基准或广州高程基准，与 1956 年黄海高程基 准和 1985 年国家高程基准类似，是沿垂线到似大地水 准面的高度，而GPS 所测的高程是沿法线方向到WGS84 椭球面的高度，这两种基准面是不一致的，需要进行 高程改正

5、。徕卡等数字摄影测量软件为了保证其软件开放性， 允许用户采用转换七参数进行坐标转换。而事实上，七 参数坐标转换是一种近似的方法，而在很多地方坐标 系已经具备严格的转换参数和精确的大地水准面数据 的情况下，完全不需要使用这种方法。我们现采用的 作业流程：通过编制自主研发的 ADS40 数字摄影测量 自动化处理软件，在测图的时候不用考虑坐标转换，而 在 WGS84 下的 4D 产品完成之后再使用 ADS40 数字摄 影测量自动化处理软件进行全自动化处理，其过程如 图 1 所示。化处理软件图 1 ADS40 数据事后处理方法的生产流程在 ADS40 数字摄影测量数据自动化处理系统的支 持下，数字高程

6、模型（DEM）、数字正射影像（DOM）、 数字线划图（DLG）等数字产品的生产与测制都可以 先在 ADS40 数据处理默认的 WGS84 坐标系统内完成， 然后通过 ADS40 数字摄影测量数据自动化处理系统再1坐标转换为了确保最精确的转换，WGS84 和西安 80、北京54 以及本地独立坐标系之间的变换可以分为水平方向 和垂直方向 4。广州城市坐标系是一个平面和高程相将成果转换为广州市平面坐标系、1954 年北京坐标系、2012-对0分7离-的1系3统#，#而#且#其#主#要#维#持#的#是#一#套#平#面2的0坐1标2-07-13#2#012-07-13#空三加密立体环境测图WGS84 平

7、面坐标系、大地高下的 4D 产品ADS40 数字摄影测量自动本地独立平面坐标系、正常下的 4D 产品1980 年西安坐标系，从而得到最终需要的坐标系下的数据成果。 水平方向上，利用严格的坐标参数，可以得到广州市平面坐标系、WGS84 坐标系之间的正反算关系； 垂直方向上，从大地高到正常高的转换需要用到似大 地水准面精化成果，其关系式如下：h H + ，式中 为高程改正值，表示似大地水准面至参考椭球面的距 离。H 为大地高，h 为正常高。广州市似大地水准面精化是运用现代大地测量的 高新理论和方法, 以 GPS、水准、重力和 DTM 等多种 数据资料联合确定的广州市域内高分辨率、厘米级高 精度似大

8、地水准面的格网数值模型 5。广州似大地水 准面确定的实际精度为平均内符合拟合精度优于 1 cm。经实地检测，花都地区外符合精度为 1.06 cm，增城地区外符合精度为 0.76 cm，从化地区外符合精度为 0.95 cm，番禺地区外符合精度为 0.49 cm，市 区外符合精度为 0.41 cm。总体来看，广州市似大地 水准面外符合精度达到了 0.8 cm。利用广州市似大地水准面精化成果，基于 BIN 文 件的格网模拟方法，通过反距离插值或克里金算法对 格网模型进行插值，得到每个点位的高程改正值进行 改正。通过作者比较，采用 200 m 格网对水准面进行 模拟，对大量采样点进行插值，将改正后的高

9、程值与 实际值进行比较，精度仍优于 1 cm，完全可以满足 应用要求，部分实验数据如表 1 所示。表 1 水准面格网模拟精度比较/m对于 DLG 的数据转换已有很多的成果，其中对于DXF 的解析等较为完善。通过作者比较，直接采用 Microstation VBA 进行二次开发编程，可以应用严密的 数学模型进行矢量数据（DGN 格式）的坐标转换。以 曲线数据处理为例，给出其代码如下：If myElement. Type = msdElementTypeCurve ThenDim myCurve As CurveElementSet myCurve = myElement pt = myCurve

10、. StartPointIf bAscExisted Thenpt. Z = VBGetModifiedZ2 (pt. X, pt. Y, Cols,X0, Y0, CellSize, pData1 (0)End IfWGS84toGuangZhou ConvertDirection, pt. X, pt. Z, pt. X, pt. Y, pt. Z, bModifyZDim ptOffset As Point3dptOffset. X = pt. X - myCurve. StartPoint. X ptOffset. Y = pt. Y - myCurve. StartPoint. Y

11、ptOffset. Z = pt. Z - myCurve. StartPoint. Z myCurve. Move ptOffsetmyCurve. ScaleAll pt, DataScale, DataScale,Rows,pt. Y,DataScalemyCurve. RewriteEnd If其中 WGS84toGuangZhou 为 WGS84 转广州坐标系 的单点转换函数，其中已经包含了高程改正。在进行转换的过程中，地形图中的地貌要素（主 要是高程和等高线）比一般要素的处理要复杂，由于 高程发生了改变，需要重构等高线，重新生成相同等 高距的等高线，转换前后的等高线模型如图 2 所

12、示。点位置纬度经度本软件实际值东圃中学凌塘东 省外贸学校 石溪 S034（西） 珠江钢琴总厂 广东贸易中心广州东站23.19581935423.19558543023.18130689923.20088331123.20425249223.10385796223.12149074423.153051202113.102884688113.131345886113.152101823113.094050496113.124409686113.085991148113.095840346113.12036238216.38815.56341.347-3.7948.02830.84950.54431

13、.84216.39115.56741.343-3.7938.02530.84550.54431.8432DLG 数据坐标转换在空三加密之后的构成立体像对的L1 影像的基础上进行立体环境下的测图，得到数字线划图 (DLG) 成 果，其坐标系是建立在 WGS84 坐标系下，需要转换到 其他坐标系，在 ADS40 数字摄影测量自动化处理软件 中的坐标转换处理方法为对 DGN 测图文件进行扫描， 循环其中的每个地物，对每个地物分别进行坐标转换。图 2 等高线以及高程点的坐标转换结果3测图环境建立在测图中，完全不考虑坐标转换，而只在测图后的 4D 产品生成之后，再做坐标转换，其优点是在测图 中，不需要提

14、供水准面 BIN 文件，保证了数据安全， 缺点是增加了数据处理工作量。这种方法在对数字高在 Microstation 中常用的数据类型主要包括：点串、文2本0、1线2、-线0串7、-曲1线3、#C#EL#L #对#象#、#组#对#象#等#。2012-0程7模-型1和3数#字#正#射#2影#0像#1的#2处#-理0中7得-到1了3很#好#的#应#用#，#但#在应用到 DLG 测图时，其难点在于高程体系变化后，需要对等高线进行重构。为此，在实际测图中，我们 对图 1 所示的坐标转换流程进行优化。徕卡等通用软 件为了保证其软件开放性，可以允许用户在测图前添 加自己的水准面精化成果格网模拟 BIN 文

15、件。在测图 时，徕卡 Pro600 测图软件内部会做高程改正处理，这 样，测图之后的 4D 产品已经是在正常高体系下。而在 ADS40 数字摄影测量自动化处理软件中仅对平面坐标 进行转换处理，优化后的流程如图 3 所示。HEIGHT = guangzhou.binDESCRIPTION = From China GuangZhouGRID Interpolation在徕卡 LPS 中建立测图工程时，在垂直方向坐标 系列表中，就可以选择上面添加的 China Guangzhou (GEOID) 选项，软件会在测图时，自动对每个点位进 行高程改正，得到的 DLG 数据成果的高程坐标系已经 是正常高

16、，仅需要对平面坐标进行转换。IN 文件4结语坐标转换是高精度 POS 系统的数字摄影测量中的难点问题，水平方向上，在测绘部门已有精确的投影 转换参数情况下，可放弃通用软件中的七参数转换方 法；垂直方向上，为避免等高线的重构，可采用水准 面精化成果格网模拟 BIN 文件方法，在数字摄影测量 软件中进行指定，直接制作正常高下面的 4D 产品。通 过实践证明，该方法在基于高精度 POS 系统的数字摄 影测量中的数字线划图 DLG 数据坐标转换中，转换精 度高、速度快，简化了测图中的作业流程。值得指出 的是，我院之前实施的广州市连续运行卫星定位城市 测量综合服务系统 ( GZCORS) 和似大地水准面

17、精化（GZGEOID）为 ADS40 数码航摄的实施提供了可靠的 硬件基础。化处理软件图 3 ADS40 数据处理方法的优化后生产流程为此，首先需要通过将前面得到的水准面精化成 果格网模拟文件输出成通用软件可以识别的BIN 文件， 水准面精化成果格网模拟 BIN 文件是一个开放格式的 二进制文件，内有每个格网点的高程改正值，文件具 体格式为：前 44 个字节为文件信息头，包含了最南部 纬度、最西边经度、纬度格网间距、经度格网间距、格 网行数、格网列数等信息，后面的字节则为矩阵形式 的每个格网改正值。同样采用反距离插值或克里金插 值方法，以二进制方式写入 BIN 后缀的文件，如命名 为 guan

18、gzhou.bin，然后在通用软件中进行指定，如徕 卡软件中的一个自定义文本文件 spheroid.tab 中添加相 应内容。参考文献1王永平，李英成，薛艳丽，等，ADS40 推扫式数字航摄仪试验研究J, 测绘科学，2007，32（1）：119-121 刘军，王冬红，刘敬贤, 等，IMU/DGPS 系统辅助 ADS40 三线 阵影像的区域网平差J, 测 绘学报，2009，38(1)：55-60 杨庚印. ADS40 数字航空摄影测量系统本地坐标系在 LPS 中的建立J. 测绘通报，2008(4):69-70Hu w y, Yang G Y, Yuan H, Application and Ac

19、curacy Evalation of Leica ADS40 for Large Scale Mapping, The International Ar- chives of the PhotogrammetryJ. Remote Sensing and Spatial In- formation Sciences. 2008. B1(1):605-610杨光，林鸿，欧海平, 等，广州市亚厘米级高精度似大地水准面的确定J. 测绘通报，2007，（1）：24-252WGS 84321 6378137.0 6356752.31424517929WGS 84 0 0 0 0 0 0 04China

20、 Guangzhou (GEOID) BASEDATUM = WGS 845RASTER RESAMPLE = Bilinear第一作者简介：杨卫军，博士，研究方向为地理信息系统，虚2012-07-13#2012-0拟7地-理1环3境#，#摄影#测2#量0#与1#遥2#感-#。07-13#空三加密水准面精化成果格网模拟 B立体环境测图WGS84 平面坐标系、正常高下的 4D 产品ADS40 数字摄影测量自动本地独立平面坐标系、正常下的 4D 产品tial-temporal data, therefore this article held the space and time expan-si

21、on to the XML query algebra - XQuery FS data type and the query, and introduced in GML to describe the geography feature and its rela- tionships, has defined one kind newly based on the XML data model space and time inquiry algebra.Key words spatio-temporal query algebra，XML data model，XML queryRese

22、arch of 2D&3D Integration Based on Skyline and SuperMap6R byCHEN PengAbstract A 2D&3D integration technology was introduced in this ar- ticle based on the Skyline platform and SuperMap Realspace tech. All technical details were analysised about this technology and the prob- lem we meet when apply it

23、. At the same time, the data was published by the internet through importing 2D and 3D data into the system and can be accessed by clients.Key words GIS，2D&3D integration ，Realspace ，3DGIS （Page:65）algebra（Page:81）Application of Laser Scanning in Digitalizing Buildingby ZHANG Hongfei Abstract The wa

24、y was studied to obtain digital building model based on ground laser scanner in this paper. Through the experiments to dig-italize the buildings in activity centre of college students and school his-tory museum, the process of digital building existed was summed up, which includes five steps: collec

25、ting data, culling noise and repairing holes, registering data, reconstructing surface, and textures mapping of models. There was high geometry precision, abundanced details and real textures in the surfaces of models generated by the method. However, the data of models was so large that the speed o

26、f render was affected.Key words 3D modeling，digital architecture，laser scanner，data col-Valuation of Ecosystem Services in the Hills Area of East Part ofGuangdong Provinceby LI Xiao fengAbstract Base on the theories and methods of valuating the ecosys-tem service and land-use database of Fengshun co

27、untry, the total valu- e of ecosystem service, intensity and regional index were calculated and analyzed. The results showed that: (1) the total value of ecosys- tem services throughout the county was 4.657 billion yuan, the woodlands and waters were the most major ecological service types; (2) the

28、average value of ecosystem services was 17200 yuan per hec- tare, the value of ecosystem services of the regional differences in in- tensity was obvious; (3) the value of ecosystem services of the regional differences in location index was obvious. In these discussions, it con- cluded the value of e

29、cosystem services assessment system inadequa- cies.Key words ecosystem service function，valuation，Fengshun country（Page:69）lection，points cloud data（Page:86）Discussion on the RapidEye Image Orthophoto Map Production Pro-cessby XIONG DekeAbstract This paper described the orthophoto production in some

30、 ofthe key link. For example, we used the photoshop software to remove and fusion a thin cloud of RapidEye images.For the mountainous area, the images were used the small unit of area differential to correct. Through this method we summed up a set of fast and efficient produc- tion processes for Rap

31、idEye image to remove the thin cloud and diffi- cult mountain Image Correction.Application of HBCORS System to Projectsby LI GuoqingAbstract After the continuously operating reference stations system ofHubei province (HB-CORS) built and put into use, the practice of Xiangyang and Suizhou 1:10000 pho

32、to control survey worked with HB- CORS. We analyzed and compared the measurement results, it fully meet the requirements of precision. Key words GPS ; HBCORS ; VRSKey words RapidEye，channel，levels，correct（Page:89）Design for Reconstruction of Sanjiu Information System Using New-; photo control survey

33、（Page:73）Map Serverby WAN BaolinDLG Data Coordinate Conversion of ADS40 Digital Photogrammetry by YANG WeijunAbstract Coordinate conversion of DLG data based on ADS40 digital photogrammetry is discussed. Direct project parameter conversion in- stead of seven-parameter conversion is adopted in horizo

34、ntal direc- tion. A grid model is adopted to simulate geoid refinement and the strict conversion relationship is created. At the same time, the conversion relationship is tightly combined with the DLG data production. The work flow is simplified and the production efficiency is increased.Key words A

35、DS40, coordinate conversion, geoid refinement, digitalAbstract NewMap Server is a strongly GIS software based on SOA.Base on the sofeware,we can construct various thematic WebGIS in- formation system rapidly.In this paper, the design for reconstruction of Sanjiu(old town、old village、old factory) inf

36、ormation system was ma- inly introduced,which may give some use for reference to other them- atic applications expectantly.Key words NewMap Server，reconstruction of Sanjiu，SOA（Page:92）Research of 3D Model by Erdas Imageby YANG Weiwei（Page:76）photogrammetry, data handlingAbstract The paper took a cam

37、pus for example. To make researchabout the three dimensional landscape. The three dimensional model was mainly divided into two parts, architectural model and topograph- ical model.Firtly, made fully use of 3DS Max tentatively establish the basical model of the campus buildings and complete the fram

38、e con- structure of the buildings.Secondly, combined with remote image data in Erdas Image to analogy the campus surface. Finally, matched the founded model with images,completed the campus three dimensional model,furthermore to realize the primary operation of the space inqui- rement and three dime

39、nsional wander of the founded model,and to ex- plain the geographical significance of the founded model.Analysis of Geographic Information Servicesby OU QijianAbstract The article gave a comprehensive analysis based on devel-opment connotation and social needs of geographic information servi- ces,an

40、d put forward the suggestion of enhance geographic information service.Key words geographic information，geographic information services，serving platform，co-construction and sharing（Page:79）Spatio-temporal Query Algebra Based on XML Data Modelby LIU Xiaohua Abstract The spatio-temporal query algebra

41、is one kind of abstract spatio-temporal query language; it uses the subset of basic predicates,operations, the functions of spatio-temporal abstract data type to ex-press the spatio-temporal query. While the data model of the spatio-Key words 3DS Max ，Erdas Image，3D model（Page:94）Summarization of Er

42、ror Control Research in 3D-Terrain Model Simpli-ficationby NIU RuitaoAbstract There are series of errors in the process of terrain modeltemporal microscopic operates employed the XML data model whichsimplification, how to settle the error control is the key to ensure the ter-201th2e N-at0ive7XM-L1Da

43、3tab#as#e (#NX#D)#ad#opt#to#sto#re#se#mi#-str2uct0ure1d s2pa- 07r-ain1sim3p#lific#atio#n #mo2#de0#ls 1#pre2#cis-ion0. R7ef-err1ing3on#a#gr#eat#de#al #co#n- #Your request could not be processed because of a configuration error: Could not connect to LDAP server.For assistance, contact your network support team.