专利名称：大比例尺航测内外业一体化系统及控制方法
技术领域：
本发明涉及一种航测数字测图技术，尤其涉及一种大比例尺航测内外业一体化系统及控制方法。
背景技术：
航空摄影测量是基础地理信息采集的最有效手段之一，随着经济建设的迅速发展，各行各业对基础地理信息的需求量越来越大，基础地理信息数据的更新速度也越来越快，周期越来越短，效率要求也越来越高。现有技术中，绝大部分测绘技术都是以内业或外业中的一者为单一角度来考虑问题，没有对内业和外业所形成的整体流程进行系统性分析，尤其没有对外业生产手段进行根本性的改变。不少测绘单位在像控测量、野外调绘中仍旧沿用传统的纸质作业方式，外业过程中，需要携带冲洗出的航摄放大片或者正射影像，在实地进行手工标绘，然后再由内业用小笔尖沾涂料清绘整饰，最后再对整饰后的影像进行数字化处理，得到计算机可读形式的图片，这种作业方式主要存在以下缺陷:外业作业中，影像的内容局限于尺寸有限的纸质相片，分辨率有限，给肉眼辨识、刺点或 标绘都会带来相当大的难度；内业转绘过程中和数化过程中不仅会损失图像精度，还同时存在数据交换困难、工序繁杂、作业量大等问题，而且纸质相片的管理、查找、以及作业小组间资源分配等问题都会给管理和实际生产带来不便；手工标绘受气象因素影响大，雨雪天气时，甚至无法工作。现有技术中，尚未实现航测像控测量数字化，外业调绘电子化只针对中小比例尺，对大比例尺的航测调绘尚未实现。在中小比例尺的电子化调绘中，有采用PDA进行操作的，但是PDA受自身性能的局限，难以满足当今社会对外业生产提出的高效性的要求。部分公司推出了基于平板电脑的电子调绘系统，但这类电子调绘系统的应用仍然十分受限，究其原因主要是:航测内业系统和外业调绘系统缺乏系统一致性，内业和外业的软件操作平台不兼容，存储格式互不相同，内外业作业方案不共享，且都没有从整体上考虑内业和外业操作的连续性，容易带来数据质量风险；系统的用户自定义功能弱，系统可扩展性差，二次开发功能欠缺；综合考虑各种因素，甚至导致有的单位在引进了外业数字化设备后，仍然将其弃置不用。因此，如何实现外业生产手段与内业数字测量技术的接轨是亟需解决的问题。

发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种大比例尺航测内外业一体化系统，所涉及的硬件包括:用于野外作业(即外业)的平板电脑和用于室内作业(即内业)的台式电脑；其改进在于:所述大比例航测内外业一体化系统包括外业像控测量子系统、外业调绘子系统和内业采编质检子系统；平板电脑和台式电脑中均集成有外业像控测量子系统、夕卜业调绘子系统和内业采编质检子系统；所述外业像控测量子系统用于野外作业中的数字化像控点测量；所述外业调绘子系统用于野外作业中的数字化地形调绘；所述内业采编质检子系统用于对地形图要素的立体采集、编辑、质量检查和成果输出；所述外业像控测量子系统、外业调绘子系统和内业采编质检子系统均采用Microstation提供的开放式编程模块编程实现，三个子系统的软件底层、数据存储格式、处理算法和资源配置完全一致。本发明的系统将航测内外业各工序电子化的同时，保持了系统的一致性，其中外业像控测量子系统属于国内首创像控数字化测量技术，系统同时适用于1:2000等大比例尺航测野外调绘，填补目前航测外业调绘仅有中小比例尺数字化技术的空白，所述子系统可适用于各种类型和型号的电脑，系统通用强。基于现有的成熟技术，本发明系统中的硬件设备还采用了如下优选方案:所述平板电脑采用强固式外壳封装，坚固防水，耐强光，电池可更换；操作系统使用Windows XP ；系统对平板电脑进行USB接口监控，需要特定的USB设备结合口令才能传输数据。本发明还提出了基于前述大比例尺航测内外业一体化系统的控制方法，其方案为:所述像控测量子系统的控制方法包括:
1)从外部导入TIF格式的测区影像，对测区影像进行快速加载预处理；
2)根据像主点坐标文件，进行展点，然后新建像控布点号并建立像控布点号与测区影像之间的索引关系，生成像控布点网 3)实地勘测时，加载像控布点网图，根据操作员输入的像控布点号，按索引关系查找对应的测区影像，并将找到的测区影像在新建的DGN文件中加载、显示，所显示的各张测区影像之间按飞机航摄时的实际航带和航向关系排列； 4)根据操作员输入的命令，对测区影像进行放大、缩小、旋转、裁切操作；
5)测区影像调整好后，操作员在平板电脑的触屏上进行刺点操作，并录入以下信息:刺点日期、作业员名称、点位说明；然后接收操作员输入的指令，在新建的DGN文件中写入像控点符号和像控信息说明注记，完成图面整饰，输出JPG格式的高精度像控点成果文件；
6)返回步骤3)，对下一个像控点进行测量；
后期处理中，利用前述的高精度像控点成果文件进行空三加密，将加密成果制作出立体采集模型和用于调绘的正射影像；
所述外业调绘子系统的控制方法包括:
外业调绘子系统内预置有配置库，该配置库与内业采编质检子系统共享，配置库内存储有绘制地形图要素时所需的线型库、符号库、色表、字体库以及绘图规则；
a)从外部导入用于调绘的正射影像；
b)操作员在室内对影像上的地形、地貌特征进行初步识别，调用配置库，将影像上能清晰辨认出的地物绘制出来；
c)实地勘测时，根据操作员输入的命令，加载调绘用正射影像；调用配置库，在影像上，对步骤b)中未绘制的地物、地名进行标绘，并对步骤b)中已经绘出的地物进行查验和修正；
d)成果整饰完毕后，形成调绘成果；
所述内业采编质检子系统的控制方法包括:
内业采编质检子系统内预置有配置库，该配置库与外业调绘子系统共享，配置库内存储有绘制地形图要素时所需的线型库、符号库、色表、字体库以及绘图规则；
A、加载配置库；B、加载调绘成果和立体采集模型；
C、接收操作员输入的指令，在立体采集模型上对调绘成果进行核查和利用，对地物、地貌进行采集和编辑；形成初步地形图成果；
D、对地形图成果进行质量检查，并输出检查报告；若检查报告中注明地形图成果中还存在缺陷，则返回步骤C，对地形图成果作进一步修正；若检查报告中注明地形图成果中不存在缺陷，则输出最终地形图成果。进一步地，步骤I)中对测区影像进行快速加载预处理包括:将测区影像按多种不同比例尺进行缩放，对每一比例尺条件下的影像数据进行单独存储；操作员在对测区影像进行缩放时，系统直接调用对应比例尺条件下的测区影像，以实现测区影像的快速加载。本发明的有益技术效果是:实现了航测外业像控测量数字化，使航测外业调绘数字化技术应用于大比例尺测图，提高了外业作业的数字化作业能力；真正实现了从航测像控测量、野外调绘、内业采编、质检等整个流程的电子化和一体化，比现有的外业数字化设备具备更加强大的功能，将外业和内业的作业流程进行了整合，使外业和内业之间系统完全一致，避免了数据交换质量风险，在保证地形图精准的同时，使外业作业的效率得到大幅提高，避免了现有技术中大量的与数据转绘相关的重复劳动，降低了操作的复杂度。
具体实施例方式一种大比例尺航测内外业一体化系统，所涉及的硬件包括:用于野外作业的平板电脑和用于室内作业的台式电脑；所述大比例航测内外业一体化系统包括外业像控测量子系统、外业调绘子系统和内业采编质检子系统；平板电脑和台式电脑中均集成有外业像控测量子系统、外业调绘子系统和内业采编质检子系统；所述外业像控测量子系统用于野外作业中的数字化像控点测量；所述外业调绘子系统用于野外作业中的数字化地形调绘；所述内业采编质检子系统用于对地形图要素的立体采集、编辑、质量检查和成果输出；所述外业像控测量子系统、外业调绘子系统和内业采编质检子系统均采用Microstation提供的开放式编程模块编程实现，三个子系统的软件底层、数据存储格式、处理算法和资源配置完全一致。进一步地，所述平板电脑采用强固式外壳封装，坚固防水，耐强光，电池可更换；操作系统使用Windows XP ;系统对平板电脑进行USB接口监控，需要特定的USB设备结合口令才能传输数据。一种基于前述的大比例尺航测内外业一体化系统的控制方法，其方案为:所述像控测量子系统的控制方法包括:
1)从外部导入TIF格式的测区影像，对测区影像进行快速加载预处理；
2)根据像主点坐标文件，进行展点，然后新建像控布点号并建立像控布点号与测区影像之间的索引关系，生成像控布点网 3)实地勘测时，加载像控布点网图，根据操作员输入的像控布点号，按索引关系查找对应的测区影像，并将找到的测区影像在新建的DGN文件中加载、显示，所显示的各张测区影像之间按飞机航摄时的实际航带和航向关系排列；
4)根据操作员输入的命令，对测区影像进行放大、缩小、旋转、裁切操作； 5)测区影像调整好后，操作员在平板电脑的触屏上进行刺点操作，并录入以下信息:刺点日期、作业员名称、点位说明；然后接收操作员输入的指令，在新建的DGN文件中写入像控点符号和像控信息说明注记，完成图面整饰，输出JPG格式的高精度像控点成果文件；
6)返回步骤3)，对下一个像控点进行测量；
后期处理中，利用前述的高精度像控点成果文件进行空三加密，将加密成果制作出立体采集模型和用于调绘的正射影像；
所述外业调绘子系统的控制方法包括:
外业调绘子系统内预置有配置库，该配置库与内业采编质检子系统共享，配置库内存储有绘制地形图要素时所需的线型库、符号库、色表、字体库以及绘图规则；
a)从外部导入用于调绘的正射影像；
b)操作员在室内对影像上的地形、地貌特征进行初步识别，调用配置库，将影像上能清晰辨认出的地物绘制出来；
c)实地勘测时，根据操作员输入的命令，加载调绘用正射影像；调用配置库，在影像上，对步骤b)中未绘制的地物、地名进行标绘，并对步骤b)中已经绘出的地物进行查验和修正；
d)成果整饰完毕后，形成调绘成果。
所述内业采编质检子系统的控制方法包括: 内业采编质检子系统内预置有配置库，该配置库与外业调绘子系统共享，配置库内存储有绘制地形图要素时所需的线型库、符号库、色表、字体库以及绘图规则；
A、加载配置库；
B、加载调绘成果和立体采集模型；
C、接收操作员输入的指令，在立体采集模型上对调绘成果进行核查和利用，对地物、地貌进行采集和编辑；形成初步地形图成果；
D、对地形图成果进行质量检查，并输出检查报告；若检查报告中注明地形图成果中还存在缺陷，则返回步骤C，对地形图成果作进一步修正；若检查报告中注明地形图成果中不存在缺陷，则输出最终地形图成果。进一步地，步骤I)中对测区影像进行快速加载预处理包括:将测区影像按多种不同比例尺进行缩放，对每一比例尺条件下的影像数据进行单独存储；操作员在对测区影像进行缩放时，系统直接调用对应比例尺条件下的测区影像，以实现测区影像的快速加载。测绘作业的一般流程是:航摄获取影像，像主点坐标投影转换，进行像控点布点设计，在实地进行像控点测量，获取数字化的像控成果；同时内业利用原始影像进行空三测量，并根据外业像控成果进行绝对定向，得到空三成果；利用已有DEM数据制作调绘用正射影像，进行野外实地调绘(得到数字调绘地形图K);导出空三成果在数字摄影测量工作站建立立体模型，在立体观测环境下进行要素采集，同时结合数字调绘成果进行采集、编辑和检查(得到地形图成果M)。其中，对像控布点设计和像控点的测量即可采用本发明中的外业像控测量子系统完成，之后，再由外业调绘子系统完成地形图K的制作，然后由内业采编质检子系统在立体模型上结合调绘成果图，进行要素采集，编辑和要素检查，完成成果M。
权利要求
1.一种大比例尺航测内外业一体化系统，所涉及的硬件包括:用于野外作业的平板电脑和用于室内作业的台式电脑；其特征在于: 所述大比例航测内外业一体化系统包括外业像控测量子系统、外业调绘子系统和内业采编质检子系统；平板电脑和台式电脑中均集成有外业像控测量子系统、外业调绘子系统和内业采编质检子系统； 所述外业像控测量子系统用于野外作业中的数字化像控点测量； 所述外业调绘子系统用于野外作业中的数字化地形调绘； 所述内业采编质检子系统用于对地形图要素的立体采集、编辑、质量检查和成果输出； 所述外业像控测量子系统、外业调绘子系统和内业采编质检子系统均采用Microstation提供的开放式编程模块编程实现，三个子系统的软件底层、数据存储格式、处理算法和资源配置完全一致。
2.根据权利要求1所述的大比例尺航测内外业一体化系统，其特征在于:所述平板电脑采用强固式外壳封装，坚固防水，耐强光，电池可更换；操作系统使用Windows XP ;系统对平板电脑进行USB接口监控，需要特定的USB设备结合口令才能传输数据。
3.如权利要求1所述的大比例尺航测内外业一体化系统的控制方法，其特征在于:所述像控测量子系统的控制方法包括: 1)从外部导入TIF格式的测区影像，对测区影像进行快速加载预处理； 2)根据像主点坐标文件，进行 展点，然后新建像控布点号并建立像控布点号与测区影像之间的索引关系，生成像控布点网图； 3)实地勘测时，加载像控布点网图，根据操作员输入的像控布点号，按索引关系查找对应的测区影像，并将找到的测区影像在新建的DGN文件中加载、显示，所显示的各张测区影像之间按飞机航摄时的实际航带和航向关系排列； 4)根据操作员输入的命令，对测区影像进行放大、缩小、旋转、裁切操作； 5)测区影像调整好后，操作员在平板电脑的触屏上进行刺点操作，并录入以下信息:刺点日期、作业员名称、点位说明；然后接收操作员输入的指令，在新建的DGN文件中写入像控点符号和像控信息说明注记，完成图面整饰，输出JPG格式的高精度像控点成果文件； 6)返回步骤3)，对下一个像控点进行测量； 后期处理中，利用前述的高精度像控点成果文件进行空三加密，将加密成果制作出立体采集模型和用于调绘的正射影像； 所述外业调绘子系统的控制方法包括: 外业调绘子系统内预置有配置库，该配置库与内业采编质检子系统共享，配置库内存储有绘制地形图要素时所需的线型库、符号库、色表、字体库以及绘图规则； a)从外部导入用于调绘的正射影像； b)操作员在室内对影像上的地形、地貌特征进行初步识别，调用配置库，将影像上能清晰辨认出的地物绘制出来； c)实地勘测时，根据操作员输入的命令，加载调绘用正射影像；调用配置库，在影像上，对步骤b)中未绘制的地物、地名进行标绘，并对步骤b)中已经绘出的地物进行查验和修正； d)成果整饰完毕后，形成调绘成果； 所述内业采编质检子系统的控制方法包括: 内业采编质检子系 统内预置有配置库，该配置库与外业调绘子系统共享，配置库内存储有绘制地形图要素时所需的线型库、符号库、色表、字体库以及绘图规则； A、加载配置库； B、加载调绘成果和立体采集模型； C、接收操作员输入的指令，在立体采集模型上对调绘成果进行核查和利用，对地物、地貌进行采集和编辑；形成初步地形图成果； D、对地形图成果进行质量检查，并输出检查报告；若检查报告中注明地形图成果中还存在缺陷，则返回步骤C，对地形图成果作进一步修正；若检查报告中注明地形图成果中不存在缺陷，则输出最终地形图成果。
4.根据权利要求3所述的大比例尺航测内外业一体化系统的控制方法，其特征在于:步骤I)中对测区影像进行快速加载预处理包括:将测区影像按多种不同比例尺进行缩放，对每一比例尺条件下的影像数据进行单独存储；操作员在对测区影像进行缩放时，系统直接调用对应比例尺条件下的测区影像，以实现测区影像的快速加载。
全文摘要
一种大比例尺航测内外业一体化系统，包括外业像控测量子系统、外业调绘子系统和内业采编质检子系统；外业像控测量子系统用于数字化像控点测量；外业调绘子系统用于数字化地形调绘；内业采编质检子系统用于立体采集、编辑、质量检查和成果输出；3个子系统均采用Microstation提供的开放式编程模块编程实现，其软件底层、数据存储格式、处理算法和资源配置完全一致。本发明的有益技术效果是实现了航测像控测量数字化，实现了从航测像控测量、野外调绘、内业采编、质检等整个流程的电子化和一体化，避免了数据交换质量风险，在保证地形图精准的同时，使作业效率得到提高，避免了与数据转绘相关的重复劳动，降低操作复杂度。
文档编号G01C11/00GK103245331SQ201310174040
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月13日 优先权日2013年5月13日
发明者张燕, 向泽君, 梁建国, 胡开全, 周智勇, 张俊前, 谭志华, 王昌翰, 余勇华 申请人:重庆市勘测院