淺談谷歌地圖在陳舊航片像片像控點測量中的應用

張進

【摘 要】本文通過實例說明了谷歌地圖在陳舊航片像控點測量中的應用，對其作業流程、像控點的選擇要求以及具體作業過程逐一進行了闡述。

【關鍵詞】像控點；全球重力場模型；坐標系統

0 引言

雖然攝影測量以其快速高效的特點在大面積的地形圖測繪中得到了廣泛的應用，但是攝影測量的關鍵環節是影像采集，這一環節受到的制約因素多，如成本費用大、天氣條件要求高、空域申請時間長，因此一個地區航攝影像采集后，相當一段時間內不會再重新采集航攝影像，特別是我國西南地區受天氣和地方經濟情況的影響，20世紀60年代和70年代的航攝影像資料都未進行更新。當工程項目位于航攝影像時相陳舊的地區時，航測外業像片控制測量中，像片控制點判刺難度將非常大，這就提出了如何快速準確判刺像控點的問題，下面就談談我們的解決方法。

1 解決方法

1.1 作業流程

1）根據測區范圍圖計算所在的1/1萬地形圖號，將測區范圍展繪到1/1萬地形圖上，根據此圖到測繪地理信息局收集航片資料；

2）在兩臺計算機上分別打開掃描航攝影像和谷歌地圖，在像控點選擇區域內逐個選擇航攝影像和谷歌地圖上滿足像控點要求的同名點并標注，完成后將谷歌地圖改名存盤，如XKD.kml；

3）按文本方式打開像控點.kml文件，提取像控點的經緯度，并在谷歌地圖上讀取各點的高程；

4）坐標系統設計；

5）像控點概略成果計算；

6）坐標高程轉換關系計算；

7）像控點實地判刺與RTK像控點聯測。

1.2 像控點的選擇要求

1.2.1 觀測條件要求

1）視場內障礙物的高度角不宜大于15°；

2）遠離大功率無線電發射源（如電視臺、電臺、微波站等），其距離不小于200m；遠離高壓輸電線和微波無線電信號傳送通道，其距離不應小于50m；

3）附近不應有強烈反射衛星信號的物件（如大型建筑物）；

4）選站時應盡可能使測站附近的局部環境（地形、地貌、植被等）與周圍的大環境保持一致，以減少氣象元素的代表性誤差。

1.2.2 位置要求

1）像控點的目標，易于判讀；

2）布設的像片控制點應能公用；

3）像控點距像片邊緣不應小于1cm；

4）像控點距像片的各類標志不應小于1mm；

5）像控點應能控制整個測區，每個相對像控點的控制范圍：航向和旁向均不小于像幅的1/3。

2 案例分析

2.1 資料收集

某工程測區面積約14km2，成圖比例尺為1：2000，經計算測區與所在1/1萬圖幅的關系如圖1所示，根據圖1到測繪地理信息局查詢得知測區范圍包括兩條航線共四個像對，其中一條航線三個像對4張像片，另一條航線一個像對2張像片。

2.2 像控點選定

通過航片和谷歌地圖認真細致的比對選定11個像控點，點位分布情況如圖2。

以像控點PG01在谷歌地圖和航片上的影像如圖3、圖4為例說明一下它他們的區別。從圖3、圖4比較可得知兩影像有表1所列的差異。

2.3 像控點成果導出

像控點選點完成后打開像控點.kml文件得到像控點的經緯度，在谷歌地圖上讀得HEGM2008高程，成果見表2。

將表2的成果轉換為以度分秒為單位的經緯度，并根據全球重力場模型EGM2008算出各點的高程異常和大地高。經計算成果見表3。

2.4 坐標系設計

根據測區范圍圖可知測區大地經度在102°10′23″～102°13′20″之間，平均經度為102°11′52″，高程在1450m～1650m之間，平均高程為1550m，由于WGS84大地坐標系與2000國家大地坐標系相差甚微，因此根據“國家測繪局啟用2000國家大地坐標系公告（2008年第2號）2008-7-15”問的要求，采用2000國家大地坐標系的橢球參數，選定中央子午線為102°12′，邊長歸化面高程為1550m（大地高1517m）的高斯投影坐標作為本工程的獨立坐標系。邊長變形值計算：

（1）高斯投影變形計算

測區左端和測區右端Y坐標-500000后最大絕對值約為2660m，因此有：

（3）邊長變形之和

？駐S和=？駐S高斯+？駐S高程=-15.6 mm/km～15.8mm/km

因此整個測區內邊長變形值均不大于《城市測量規范》CJJ/T 8-2011規定的25mm/km要求。

2.5 獨立坐標系像控點成果計算

根據獨立坐標系的定義計算像控點的坐標，計算成果見表4。

2.6 坐標高程轉換關系計算

2.6.1 坐標轉換

從工程獨立坐標系的定義可知要將2000國家坐標系標準分帶高斯坐標轉換為工程獨立坐標系坐標，應經過高斯換帶計算，將標準分帶高斯坐標轉換為102°12′中央子午線高斯坐標，再放大到指定高程面上。其轉換公式如下。

當測區有高程點時，應比較高程點高程與該點HEGM2008的差值，并根據此差值將所有點的HEGM2008換算到與已知高程點的系統一致高程值。

2.7 像控點實地判刺與RTK像控點聯測。

在已知點上架設設RTK基準站，設定好投影中央子午線和已知點成果，連接好流動站，將流動站移到其它已知點檢測，當檢測值與已知值較差符合規范要求時就開始進行像控點聯測。

在RTK指示下將流動站移動到室內選定的像控點成果附近，認真對照實地與谷歌地圖的影像，判定無誤后即可觀測，觀測要求按《全球定位系統實時動態測量（RTK）技術規范》CH/T2009-2010執行。

2.8 像控點實測成果與谷歌成果比較

像控點實測成果與谷歌地圖成果比較結果見表5。

2.9 像控點實測高程計算

采用EGM2008全球重力場模型，通過各像控點和已知點的經緯度計算出各自的高程，成果見表6。

表中DG01為已知點，該點1985國家高程基準成果為1503.869，與EGM2008高程1504.389的差值為-0.52m，因此將表6中的高程減去0.52m就得到1985國家高程基準成果，再將此高程與測區擬合模型計算的高程比較可說明EGM2008高程的精度情況，比較結果見表7。

從表7中高程較差最大為0.454m，說明本測區EGM2008高程修正后基本上可滿足規范規定的1：2000測圖的像控點高程精度。

3 結論

通過實例驗證谷歌地圖在陳舊航攝影像的外業控制中能夠起到以下的作用。

1）可以在室內較為準確地確定像控點；

2）可以根據室內得到的像控點成果，在RTK的指示下迅速準確地到達指定位置；

3）大大減小了外業判讀難度；

4）可以將實測的像控點成果導入谷歌地圖檢查刺點的正確性。

[責任編輯：王楠]