1、2012-07-13#2012-07-13#2#012-07-13#ads40 數字攝影測量中的 dlg 數據坐標轉換楊衛軍 1, 林鴻 1, 方峰 1, 李長輝 1，胡耀鋒 1，高原 2，蔡東濤 2(1. 廣州市城市規劃勘測設計研究院，廣東 廣州，510060; 2. 西安四維航測遙感中心，陜西 西安 710065)摘 要：探討了 ads40 數字攝影測量中的 dlg 測圖數據的坐標轉換，水平方向上，放棄通用軟件中的七參數轉換方法，而直接采用投影參數轉換，垂直方向上，采用格網模擬似大地水準面精化成果，建立起嚴密的轉換關系。同時，將轉換關 系與 dlg 數據生產緊密結合，簡化了作業流程，提高作

2、業生產效率。 關鍵詞：ads40；坐標變換；水準面精化；數字攝影測量；數據處理中圖分類號：p231文獻標志碼: b文章編號: 1672-4623 (2011) 03-0076-03ads40 是一種能夠同時獲得立體影像和彩色多光譜影像的多功能、多線陣的數字 ccd 推掃式航空遙感 傳感器，ads40 相機內部主要有透鏡組、imu 設備、 ccd 器件、濾光片、電子設備、溫度控制設備、加熱 及冷卻設備、攝影機等器件組成。由于 ads40 相機配 備了 gps/imu 組合單元，相比常規攝影測量空三加密， ads40 可減少 80%-90%以上或更多的外業控制點，大 大減輕了生產單位的外業工作量

3、1。在區域四角布設 地面控制點的情況下, imu/ dgps 數據與 ads40 影像 的聯合平差即可得到最優的結果 2。2008 年，我院實施對廣州市進行航空攝影，2009 年 8 月完成數據處理并通過驗收。項目采用 ads40 數 碼航攝，總面積 7 435 km2，國內采用 ads40 推掃式相 機進行大面積的數碼航攝很少，總共航帶數達到 215 條。本次數碼航攝使用了我院 2007 年建成的廣州市連 續運行衛星定位城市測量綜合服務系統 ( gzcors)。 gzcors 利用現代衛星定位、計算機網絡、數字通訊 等技術，全自動、全天候、實時提供網絡覆蓋全廣州 市的高精度三維坐標，gzco

4、rs 是實施本次 ads40 數 碼航攝的前提。ads40 數碼航空攝影與 gzcors 緊密 集成，得到的 gps 信息采用的是 wgs84 坐標框架，而 國內地理信息數據通常使用的是西安 80、北京 54 以及 獨立坐標系 3。因此，數據坐標轉換成為了其中的難 點問題，其中對于數字線劃圖 dlg 的坐標轉換處理更 為復雜。體系，水平方向上需要進行坐標轉換；垂直方向采用珠江高程基準或廣州高程基準，與 1956 年黃海高程基 準和 1985 年國家高程基準類似，是沿垂線到似大地水 準面的高度，而gps 所測的高程是沿法線方向到wgs84 橢球面的高度，這兩種基準面是不一致的，需要進行 高程改正

5、。徠卡等數字攝影測量軟件為了保證其軟件開放性， 允許用戶采用轉換七參數進行坐標轉換。而事實上，七 參數坐標轉換是一種近似的方法，而在很多地方坐標 系已經具備嚴格的轉換參數和精確的大地水準面數據 的情況下，完全不需要使用這種方法。我們現采用的 作業流程：通過編制自主研發的 ads40 數字攝影測量 自動化處理軟件，在測圖的時候不用考慮坐標轉換，而 在 wgs84 下的 4d 產品完成之后再使用 ads40 數字攝 影測量自動化處理軟件進行全自動化處理，其過程如 圖 1 所示。化處理軟件圖 1 ads40 數據事后處理方法的生產流程在 ads40 數字攝影測量數據自動化處理系統的支 持下，數字高程

6、模型（dem）、數字正射影像（dom）、 數字線劃圖（dlg）等數字產品的生產與測制都可以 先在 ads40 數據處理默認的 wgs84 坐標系統內完成， 然后通過 ads40 數字攝影測量數據自動化處理系統再1坐標轉換為了確保最精確的轉換，wgs84 和西安 80、北京54 以及本地獨立坐標系之間的變換可以分為水平方向 和垂直方向 4。廣州城市坐標系是一個平面和高程相將成果轉換為廣州市平面坐標系、1954 年北京坐標系、2012-對0分7離-的1系3統#，#而#且#其#主#要#維#持#的#是#一#套#平#面2的0坐1標2-07-13#2#012-07-13#空三加密立體環境測圖wgs84 平

7、面坐標系、大地高下的 4d 產品ads40 數字攝影測量自動本地獨立平面坐標系、正常下的 4d 產品1980 年西安坐標系，從而得到最終需要的坐標系下的數據成果。 水平方向上，利用嚴格的坐標參數，可以得到廣州市平面坐標系、wgs84 坐標系之間的正反算關系； 垂直方向上，從大地高到正常高的轉換需要用到似大 地水準面精化成果，其關系式如下：h h + ，式中 為高程改正值，表示似大地水準面至參考橢球面的距 離。h 為大地高，h 為正常高。廣州市似大地水準面精化是運用現代大地測量的 高新理論和方法, 以 gps、水準、重力和 dtm 等多種 數據資料聯合確定的廣州市域內高分辨率、厘米級高 精度似大

8、地水準面的格網數值模型 5。廣州似大地水 準面確定的實際精度為平均內符合擬合精度優于 1 cm。經實地檢測，花都地區外符合精度為 1.06 cm，增城地區外符合精度為 0.76 cm，從化地區外符合精度為 0.95 cm，番禺地區外符合精度為 0.49 cm，市 區外符合精度為 0.41 cm。總體來看，廣州市似大地 水準面外符合精度達到了 0.8 cm。利用廣州市似大地水準面精化成果，基于 bin 文 件的格網模擬方法，通過反距離插值或克里金算法對 格網模型進行插值，得到每個點位的高程改正值進行 改正。通過作者比較，采用 200 m 格網對水準面進行 模擬，對大量采樣點進行插值，將改正后的高

9、程值與 實際值進行比較，精度仍優于 1 cm，完全可以滿足 應用要求，部分實驗數據如表 1 所示。表 1 水準面格網模擬精度比較/m對于 dlg 的數據轉換已有很多的成果，其中對于dxf 的解析等較為完善。通過作者比較，直接采用 microstation vba 進行二次開發編程，可以應用嚴密的 數學模型進行矢量數據（dgn 格式）的坐標轉換。以 曲線數據處理為例，給出其代碼如下：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 為 wgs84 轉廣州坐標系 的單點轉換函數，其中已經包含了高程改正。在進行轉換的過程中，地形圖中的地貌要素（主 要是高程和等高線）比一般要素的處理要復雜，由于 高程發生了改變，需要重構等高線，重新生成相同等 高距的等高線，轉換前后的等高線模型如圖 2 所

12、示。點位置緯度經度本軟件實際值東圃中學凌塘東 省外貿學校 石溪 s034（西） 珠江鋼琴總廠 廣東貿易中心廣州東站23.19581935423.1955854302320088331123.20425249223.10385796223.12149074423.153051202113.102884688113.131345886113.152101823113.094050496113.124409686113.085991148113.095840346113.12036238216.38815.56341.347-3.7948.02830.84950.54431

13、.84216.39115.56741.343-3.7938.02530.84550.54431.8432dlg 數據坐標轉換在空三加密之后的構成立體像對的l1 影像的基礎上進行立體環境下的測圖，得到數字線劃圖 (dlg) 成 果，其坐標系是建立在 wgs84 坐標系下，需要轉換到 其他坐標系，在 ads40 數字攝影測量自動化處理軟件 中的坐標轉換處理方法為對 dgn 測圖文件進行掃描， 循環其中的每個地物，對每個地物分別進行坐標轉換。圖 2 等高線以及高程點的坐標轉換結果3測圖環境建立在測圖中，完全不考慮坐標轉換，而只在測圖后的 4d 產品生成之后，再做坐標轉換，其優點是在測圖 中，不需要提

14、供水準面 bin 文件，保證了數據安全， 缺點是增加了數據處理工作量。這種方法在對數字高在 microstation 中常用的數據類型主要包括：點串、文2本0、1線2、-線0串7、-曲1線3、#c#el#l #對#象#、#組#對#象#等#。2012-0程7模-型1和3數#字#正#射#2影#0像#1的#2處#-理0中7得-到1了3很#好#的#應#用#，#但#在應用到 dlg 測圖時，其難點在于高程體系變化后，需要對等高線進行重構。為此，在實際測圖中，我們 對圖 1 所示的坐標轉換流程進行優化。徠卡等通用軟 件為了保證其軟件開放性，可以允許用戶在測圖前添 加自己的水準面精化成果格網模擬 bin 文

15、件。在測圖 時，徠卡 pro600 測圖軟件內部會做高程改正處理，這 樣，測圖之后的 4d 產品已經是在正常高體系下。而在 ads40 數字攝影測量自動化處理軟件中僅對平面坐標 進行轉換處理，優化后的流程如圖 3 所示。height = guangzhou.bindescription = from china guangzhougrid interpolation在徠卡 lps 中建立測圖工程時，在垂直方向坐標 系列表中，就可以選擇上面添加的 china guangzhou (geoid) 選項，軟件會在測圖時，自動對每個點位進 行高程改正，得到的 dlg 數據成果的高程坐標系已經 是正常高

16、，僅需要對平面坐標進行轉換。in 文件4結語坐標轉換是高精度 pos 系統的數字攝影測量中的難點問題，水平方向上，在測繪部門已有精確的投影 轉換參數情況下，可放棄通用軟件中的七參數轉換方 法；垂直方向上，為避免等高線的重構，可采用水準 面精化成果格網模擬 bin 文件方法，在數字攝影測量 軟件中進行指定，直接制作正常高下面的 4d 產品。通 過實踐證明，該方法在基于高精度 pos 系統的數字攝 影測量中的數字線劃圖 dlg 數據坐標轉換中，轉換精 度高、速度快，簡化了測圖中的作業流程。值得指出 的是，我院之前實施的廣州市連續運行衛星定位城市 測量綜合服務系統 ( gzcors) 和似大地水準面

17、精化（gzgeoid）為 ads40 數碼航攝的實施提供了可靠的 硬件基礎。化處理軟件圖 3 ads40 數據處理方法的優化后生產流程為此，首先需要通過將前面得到的水準面精化成 果格網模擬文件輸出成通用軟件可以識別的bin 文件， 水準面精化成果格網模擬 bin 文件是一個開放格式的 二進制文件，內有每個格網點的高程改正值，文件具 體格式為：前 44 個字節為文件信息頭，包含了最南部 緯度、最西邊經度、緯度格網間距、經度格網間距、格 網行數、格網列數等信息，后面的字節則為矩陣形式 的每個格網改正值。同樣采用反距離插值或克里金插 值方法，以二進制方式寫入 bin 后綴的文件，如命名 為 guan

18、gzhou.bin，然后在通用軟件中進行指定，如徠 卡軟件中的一個自定義文本文件 spheroid.tab 中添加相 應內容。參考文獻1王永平，李英成，薛艷麗，等，ads40 推掃式數字航攝儀試驗研究j, 測繪科學，2007，32（1）：119-121 劉軍，王冬紅，劉敬賢, 等，imu/dgps 系統輔助 ads40 三線 陣影像的區域網平差j, 測 繪學報，2009，38(1)：55-60 楊庚印. ads40 數字航空攝影測量系統本地坐標系在 lps 中的建立j. 測繪通報，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楊光，林鴻，歐海平, 等，廣州市亞厘米級高精度似大地水準面的確定j. 測繪通報，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第一作者簡介：楊衛軍，博士，研究方向為地理信息系統，虛2012-07-13#2012-0擬7地-理1環3境#，#攝影#測2#量0#與1#遙2#感-#。07-13#空三加密水準面精化成果格網模擬 b立體環境測圖wgs84 平面坐標系、正常高下的 4d 產品ads40 數字攝影測量自動本地獨立平面坐標系、正常下的 4d 產品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 dimensional 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