攝影測量作為傳統(tǒng)地形圖繪制的基本手段，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入到數(shù)字?jǐn)z影測量階段，其產(chǎn)品從過去簡單傳統(tǒng)的紙質(zhì)地形圖，發(fā)展為更加數(shù)字和人性化的信息產(chǎn)品，大量新的理論與方法不斷涌現(xiàn)。攝影測量的主要特點是在像片上進(jìn)行量測和解譯，無需接觸被攝物體本身，因而很少受到自然和地理條件的限制，而且可攝得瞬間物體的景象。

　　摘要：本文基于攝影測量學(xué)基本原理，簡要介紹JX4G軟件的部分應(yīng)用方法，通過對航片的數(shù)字處理，利用JX4G軟件進(jìn)行數(shù)字線畫圖（DLG），理論聯(lián)系實際的展現(xiàn)利用數(shù)字?jǐn)z影測量的方法制作1：1000比例尺的城市大比例尺地形圖的全過程。

　　關(guān)鍵詞：攝影測量,JX4G,大比例尺地形圖

　　引言

　　本文以北京四維遠(yuǎn)見信息技術(shù)有限公司所生產(chǎn)的JX4G數(shù)字?jǐn)z影測量工作站為載體，通過真實航測像對的實際操作，產(chǎn)生數(shù)字線畫圖，具體完整的展現(xiàn)數(shù)字?jǐn)z影測量全過程，在實際運用中發(fā)現(xiàn)并解決問題。

　　1數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

　　1.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

　　利用JX4G制作大比例尺地形圖時需要該測區(qū)一定數(shù)量的攝影測量影像資料，包括影像數(shù)據(jù)、相關(guān)的相機文件和控制點數(shù)據(jù)等。論文以烏海市海勃灣區(qū)某處航拍影像為例，以兩個相對三張tif影像為依據(jù)，利用航測相片解譯地形圖。

　　1.2工程路徑的建立

　　首先，在需要的盤符下新建文件夾，這里以D：＼姓名＼1＼gk1為例介紹路徑的設(shè)置。打開JX4G軟件，選擇單模型，再選擇選擇創(chuàng)建工程目錄，進(jìn)行工程目錄的創(chuàng)建工作。

　　工作目錄創(chuàng)建之后JX4G系統(tǒng)會在目錄中產(chǎn)生相應(yīng)的images、pairs、metadata三個文件夾和一個*.ini的配置設(shè)置文件。把用到的兩個像對三張tif圖像放到images文件夾中，生成像對之后產(chǎn)生的相關(guān)的像對文件和信息系統(tǒng)將自動放到pairs文件夾中。此外，相機文件和控制點文件也應(yīng)該放到以上兩個文件夾相同的文件夾中，這樣的文件設(shè)置方便以下的作業(yè)過程，同時也是JX4G系統(tǒng)所要求和推薦的的文件設(shè)置方式。

　　1.3航空立體像對的建立

　　在工程管理目錄下進(jìn)行新的立體像對的建立，選擇要建立的立體像對的圖像，在“輸入文件”中輸入正確的相機文件和控制點數(shù)據(jù)文件。

　　輸入像對時注意分清左右，可以先打開有tif圖形功能的軟件觀察之后再進(jìn)行輸入。

　　在進(jìn)行攝影測量研究被測物體的幾何甚至物理信息之前，首先應(yīng)該先建立像片與地物兩者間的相對數(shù)學(xué)關(guān)系，因此，先要確定攝影瞬間攝影中心與像片在地面設(shè)定的空間坐標(biāo)系中的位置與姿態(tài)。用來描述這些關(guān)系的參數(shù)就是像片的方位元素，表示攝影中心與像片之間相關(guān)位置的參數(shù)稱為內(nèi)方位元素，表示攝影中心和像片在地面坐標(biāo)系中的位置和姿態(tài)的參數(shù)稱為外方位元素。定向是用來確定方位元素的工作。

　　2模型定向

　　2.1內(nèi)定向

　　內(nèi)定向用來恢復(fù)相片像對的內(nèi)方位元素。點擊“內(nèi)定向”菜單，完成航空影像單模型的內(nèi)定向量測、自動內(nèi)定向和計算。一般選擇使用手動的方式進(jìn)行內(nèi)定向，將十字絲依次精確對準(zhǔn)航片四角的框標(biāo)，把內(nèi)定向的精度一般要控制到0.005（mm）以下。

　　內(nèi)定向殘差較大，可能是像片有伸縮、框標(biāo)不對或掃描儀有問題等因素導(dǎo)致。內(nèi)定向一定不要湊數(shù)，通不過就是通不過，是由于底片變形影響的；如果湊數(shù)會更有害，可請檢查科來看情況查明原因。當(dāng)框標(biāo)文件不對稱主點坐標(biāo)較大時，可設(shè)置掃描方向與像對順序一致或相反做兩次，殘差小的一次一般都是正確的。

　　需要注意的是在進(jìn)行內(nèi)定向時，在相應(yīng)的工程目錄下生成一個Images文件夾，該文件夾下存放了每一張像片內(nèi)定向的量測數(shù)據(jù)，即*.inp文件。量測一張像片產(chǎn)生一個inp文件，等到進(jìn)行下一個像對內(nèi)定矢量測時，程序會先去查找Images文件夾下該像片的inp文件；如果該像片在上一個像對中已經(jīng)量測過，則其inp文件存在，程序就直接讀取該文件中的內(nèi)容，即直接顯示出該像片的量測殘差報告，點擊確定按鈕，繼續(xù)量測下一張像片。這樣每一張像片就只量測一遍，從而避免了內(nèi)定向的重復(fù)性。如果用戶要進(jìn)行再次量測，就需到Images文件夾下將該像片的inp文件刪掉，重新量測。

　　2.2相對定向與絕對定向因外方位元素通常是未知的，所以要恢復(fù)像片的外方位元素一般要經(jīng)過兩個步驟，即相對定向和絕對定向。

　　2.2.1相對定向

　　恢復(fù)像對間的相對位置關(guān)系的數(shù)據(jù)，被稱為相片對的相對定向元素，這一過程就是模型的相對定向。由于攝影測量的存在幾何關(guān)系，并且有著嚴(yán)格的數(shù)學(xué)關(guān)系，在實際生產(chǎn)中，一般使用自動相對定向，保證了定向的精度，也大大的節(jié)省了相對定向所用的時間，提高了工作效率。若恢復(fù)了相對定向元素之后，同名射線（投影光線）就能對對相交并形成與實地相似的幾何模型。利用核線重采樣功能菜單，可以對已完成相對定向的像對模型進(jìn)行核線影像創(chuàng)建。

　　2.2.2絕對定向

　　通過相對定向與核線重采樣，僅僅完成了恢復(fù)兩張像片相對位置，并沒有完全恢復(fù)像片的外方位元素，因為相對定向后建立起來的幾何模型，它的大小和空間方位都是任意的，所以必須找出恢復(fù)該模型的大小與空間方位的數(shù)據(jù)，這就需要對像片進(jìn)行絕對定向的工作。

　　絕對定向主要是找出物方控制點在模型中的像方準(zhǔn)確位置，利用共線方程建立起像片與地面的相對位置，同時也就使像片上點的位置與物方相應(yīng)控制點的絕對位置一一對應(yīng)，從而最終完成模型的建立。

　　絕對定向需要根據(jù)航片上所刺的控制點的位置，立體觀測確定。準(zhǔn)確的找出一個像對四個控制點的位置往往不容易，可以采用與計算或者查詢GCP的方法，通過圖中比較容易找到的兩點預(yù)計算出另外兩點的位置，然后調(diào)整各點的位置，采用不斷趨近的方法，逐漸找到正確的相對位置。采用這種方法可以準(zhǔn)確高效的找到各個控制點的正確位置，完成絕對定向工作。

　　3矢量數(shù)據(jù)的采集

　　3.1選擇工作區(qū)

　　圈定工作區(qū)十分重要，直接影響制作地形圖時的圖幅大小。工作區(qū)的選擇，系統(tǒng)要求設(shè)定工作區(qū)外擴的參數(shù)，實際工作中經(jīng)常選擇絕對定向四點連線的邊界向外擴張的距離，也可以選擇任意點。

　　選定完工作區(qū)后，測圖之前的定向工作就已經(jīng)完成了，此時像片在絕對坐標(biāo)系中的位置已經(jīng)確定，JX4G系統(tǒng)內(nèi)部會根據(jù)共線方程計算出測區(qū)各點物方與像方坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，使像片上的點與地面點一一對應(yīng)，建立起像對模型。實際上，大比例尺的地形圖的一個像對往往很難覆蓋一個標(biāo)準(zhǔn)圖幅的圖幅范圍（50*50或40*50），此時我們就需要選擇兩個或者幾個像對共同建立模型以滿足測圖需要。

　　3.2矢量數(shù)據(jù)采集

　　定向工作完成后，在矢量測圖工作模塊中進(jìn)行測圖工作，采集矢量數(shù)據(jù)。

　　首先，打開JX4G數(shù)字?jǐn)z影軟件，選擇矢量測圖，進(jìn)入矢量測圖工作界面，所有針對矢量編輯的操作都在此模塊下完成。同時，系統(tǒng)會自動記錄并默認(rèn)之前在JX4G中做過的定向像對所建立的模型為當(dāng)前模型。

　　矢量編輯之前，必須先建立矢量文件，作為矢量作圖的基本載體，在菜單欄中的“矢量文件”下選擇“新建”新建矢量文件，若已有做好的矢量文件，選擇“打開”選擇相應(yīng)的.ltf文件即可。

　　打開矢量文件之后，在立體窗口中選擇立體顯示按鈕，帶上立體眼鏡，通過立體觀測窗口觀察到像對中的顯示的立體景物了。

　　立體量測首先要在菜單欄中的“工具窗”下選擇特征碼按鈕窗口細(xì)類列表。在打開的特征碼窗口和細(xì)類列表中點擊選擇需要的地物，在立體窗口中利用手輪和腳盤配合，手輪控制十字絲在平面移動，腳盤控制高程變化，手腳配合將十字絲準(zhǔn)確的切準(zhǔn)到地物的特征處，踏下左腳踏采集各點，右腳踏結(jié)束或閉合，或者按下鍵盤上的c閉合。

　　3.3不同地物矢量數(shù)據(jù)采集注意事項

　　在JX4G中數(shù)據(jù)的采集采用的是分層采集的方式，采用的是4位編碼，常用的地物采集主要包括：測量控制點、建筑區(qū)域、工礦建（構(gòu)）筑物及其它設(shè)施采集、交通及附屬設(shè)施采集、管線及附屬設(shè)施采集、水系及附屬設(shè)施采集、境界采集、地貌和土質(zhì)采集、植被采集、地類界。

　　由于JX4G軟件的符號庫采用國家地形圖標(biāo)準(zhǔn)地物符號，如果比例尺選擇錯誤，很容易造成符號與圖幅比例尺不相匹配，這種問題可以通過圖層選項中“批量改層碼”對需要批量修改的層統(tǒng)一更改到正確的圖層中。

　　利用JX4G在繪制等高線時，用“Z”快捷方式鎖定高程值，利用左手輪和右手輪的協(xié)作沿著鎖定高程值的地面，繪制出光滑的曲線。曲線的繪制一定要準(zhǔn)確無誤，正確的表示出地貌形態(tài)。

　　4矢量數(shù)據(jù)的生成、導(dǎo)入與導(dǎo)出

　　4.1矢量數(shù)據(jù)的生成

　　JX4G中每當(dāng)關(guān)閉保存一次矢量文件，系統(tǒng)都會在相應(yīng)的文件夾中生成一個*.Ltf和*.vtr矢量文件，并且以“—@@@”按照關(guān)閉的次數(shù)累計命名，此外系統(tǒng)還會相應(yīng)的生成一個*.ini的配置文件。所以，隨著我們多次的數(shù)據(jù)采集開關(guān)軟件，矢量文件的數(shù)量會越來越多，文件名也會越來越長，在這里我建議在工作路徑下新建一個文件夾，同時將*.ini配置文件移入，把之后產(chǎn)生的矢量文件全部移到該文件夾中，方便文件的統(tǒng)一管理。在關(guān)閉矢量測圖的時候換名保存，以免產(chǎn)生繁復(fù)的文件名稱。

　　4.2矢量數(shù)據(jù)的導(dǎo)出與導(dǎo)入

　　JX4G支持多種數(shù)據(jù)格式繪圖。其中AUTOCAD和南方CASS的使用最為普遍，我們可以將JX4G中的矢量文件導(dǎo)出生成*.DXF或*.DWG格式，然后到AUTOCAD或南方CASS中進(jìn)行編輯，也可以將以上文件重新導(dǎo)回至JX4G中重新編輯。

　　將JX4G軟件的矢量數(shù)據(jù)導(dǎo)入到CASS時，其圖層按照CASS的標(biāo)準(zhǔn)以JX4G中的4位層編碼編制，顏色不變，但不是我們實際操作CASS時習(xí)慣的CASS軟件數(shù)據(jù)格式表面是十幾個層，如：DGX（等高線）、GCD（高程點）、JMD（居民地）、ZBTZ（植被及土質(zhì)）。

　　由于JX4G中1：1000地形圖的地物符號與CASS中地物符號相同，JX4G生成的.dxf文件導(dǎo)入到CASS中符號的樣式仍是標(biāo)準(zhǔn)符號，但大小不同。用CASS中批量縮放和地物特征匹配以及圖形屬性轉(zhuǎn)換的功能對原來的符號進(jìn)行了圖層和形態(tài)上的修改，并加以圖框。在CASS中使用批量縮放后可以看到符號改為了標(biāo)準(zhǔn)1：1000符號的大小。

　　從JX4G中轉(zhuǎn)入的矢量數(shù)據(jù)只有層，CASS是無屬性的，如下圖中的房屋，而在CASS中，地物的分類是首先通過分層比如DGX（等高線）、GCD（高程點）、JMD（居民地）、ZBTZ（植被及土質(zhì)）等分成大類，而地物細(xì)類是通過CASS的程序按照各類地物的六位編碼進(jìn)行分類、調(diào)用符號庫中的符號，這種編碼實際上包含了CASS繪圖中地物的相關(guān)屬性。

　　如果地物沒有屬性，要通過CASS軟件中圖形屬性轉(zhuǎn)換進(jìn)行更改，CASS中提供了多種情況的轉(zhuǎn)換，比如“圖層->編碼”“圖塊->編碼”“編碼->編碼”等方式，適應(yīng)于不同情況的地物加碼操作。操作時注意按照系統(tǒng)提示操作，準(zhǔn)確輸入實體編碼。

　　除了用地物編輯中的圖形屬性轉(zhuǎn)換之外，還可以利用圖上已有的某種類型的地物，將其它需要改變?yōu)榕c其相同屬性的地物進(jìn)行地物特性匹配批量改變地物屬性。操作時先選擇菜單欄中的“地物編輯”，在其下拉列表中選擇“地物特性匹配”->單個刷，此時光標(biāo)十字變?yōu)樾》娇颍�選擇源地物之后，在選擇某個需要符碼的地物并確定，這樣原來沒有屬性的地物就被改動到了與源地物相同層下的同種地物了，其實體編碼與源地物相同。當(dāng)然地物特性匹配還可以批量修改地物的屬性。

　　經(jīng)過對矢量圖的修改，加圖框，圖框外地物刪除，制作出了以下1：1000地形線劃圖（DLG）。

　　5結(jié)論

　　通過對數(shù)字?jǐn)z影測量的設(shè)計操作，以及有關(guān)問題的探討研究，再次熟悉了攝影測量工作站的工作流程和技術(shù)要求。利用JX4-G數(shù)字?jǐn)z影測量工作站測繪出城市大比例尺地形圖，可以看到出隨著數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，與傳統(tǒng)的航空攝影測量比較其所展現(xiàn)出的方便，高效，準(zhǔn)確的優(yōu)越性，數(shù)字?jǐn)z影測量蘊含的巨大發(fā)展?jié)摿Σ蝗莺鲆暋?/p>

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