[发明专利]一种基于高分辨卫星影像的公路测设方法

权利要求书

1.一种基于高分辨卫星影像的公路测设方法，其步骤是：

第一步，高分辨率卫星影像数据采集设计(1)：

a、采集范围的确定，在1∶50,000地形图上，标注出路线方案或方案走廊带 范围的区域；采集范围应覆盖所有的方案或走廊带范围；宽度至少5km；

b、高分辨率卫星及传感器的选择，选择高分辨率卫星及传感器；

c、扫描方式的选择，除正常的扫描方式外，利用卫星的侧摆能力和传感器 姿态变化，用同一轨道顺路线方向扫描采集地面数据；

第二步，地面控制点的布设和测量(2)，步骤如下：

1、坐标基准设计，平面坐标为1980西安坐标系或者1954北京坐标系或地 方坐标系，高斯投影，GPS测量采用WGS-84坐标基准，高程基准采用1985高 程基准；

2、地面控制点测量精度设计，地面控制点测量平面精度不低于0.1m；地面 控制点高程精度不低于0.2m；地面控制点刺点误差和孔径不大于0.1mm；

3、地面控制点点位的布设，在路线走廊范围内，沿路线方案布设地面控制 点，相邻地面控制点间距不超过10km，地面控制点的选择在高分辨率卫星影像 进行设计，然后选择适宜于GPS观测的具体点位并进行标定；

4、地面控制点的刺点与整饰，地面控制点刺于影像图上，刺透，不得有双 孔，刺点片正面做直径为7mm的圆圈整饰，并注记点名；刺点片反面绘制点位 略图，注上点名、刺点位置和比高、刺点者、检查者及刺点日期；

5、地面控制点的测量，地面控制点的平面测量采用GPS静态定位测量， 构成网状图形结构；联测的高等级控制点分布均匀，不低于3个，地面控制点的 高程测量按五等水准测量要求进行；

第三步，卫星影像的数据处理(3)，步骤如下：

1、连接点的量测(3-1)，利用徕卡遥感及摄影测量系统中的连接点自动匹 配，获得立体卫星影像间的同名点，待自动匹配完成后，对连接点的匹配结果进 行检查，剔除错误的匹配点，对于匹配失败的地区，人工补测连接点，保证连接 点的数量和合理的分布；

2、卫星影像区域网预平差(3-2)，根据高分辨率卫星影像有理多项式参数， 利用徕卡遥感及摄影测量系统中Core模块的平差加密功能，进行卫星影像区域 网预平差，消除各立体模型间的上下视差；

3、无地面控制点时，执行本步骤中的(第7)步；

4、地面控制点的量测(3-3)，在立体量测环境下，参照控制点的点位，进 行地面控制点像方坐标的量测；

5、带地面控制点的卫星影像区域网平差(3-4)，利用已知的地面控制点测 量成果，再次利用徕卡遥感及摄影测量系统中Core模块的平差加密功能，并设 置像方补偿模型，解算卫星影像对应的像方补偿系数；

6、1∶2,000数字地面模型、数字正射影像图和数字线划地形图生成：

A、利用徕卡遥感及摄影测量系统自动提取数字地面模型模块，从立体卫星 影像自动生成1∶2,000初步数字地面模型，利用徕卡遥感及摄影测量系统数字地 面模型编辑模块对其进行编辑，加点、删点，添加特征点和线、平面区域置平等， 生成1∶2,000数字地面模型(3-5)；

B、通过徕卡遥感及摄影测量系统的Core模块进行正射校正，自动生成 1∶2,000数字正射影像图(3-6)；

C、利用徕卡遥感及摄影测量系统数字测图模块和MicroStation v8的交互式 特征采集，对数字地面模型生成的等高线进行编辑，辅助以电力线、植被类型、 地名、河流名调绘，并完成道路、房屋、桥梁、水系地物的绘制，生成1∶2,000 数字线划地形图(3-7)；

在完成1∶2,000比例尺成果后，直接进入第四步，进行初步设计阶段的路线 CAD设计；

7、1∶10,000数字地面模型、数字正射影像图和数字线划地形图生成：

A、采用上步骤6中A相同的方法，生成数字地面模型(3-8)，其精度达到 1∶10,000比例尺；

B、采用上步骤6中B相同的方法，自动生成数字正射影像图(3-9)，其精 度达到1∶10,000比例尺；

C、采用上步骤6中C相同的方法，生成数字线划地形图(3-10)，其精度 达到1∶10,000比例尺；

第四步，公路CAD协同设计(4)：获得的1∶10,000或1∶2,000比例尺卫星 测量成果，进行公路路线CAD协同设计，1∶10,000比例尺成果适用于工程可行 性研究；1∶2,000比例尺成果适用于路线初步设计；步骤如下：

1、平面设计(4-1)，基于1∶2,000数字地面模型(3-5)或1∶10,000数字地 面模型(3-8)、1∶2,000数字正射影像图(3-6)或1∶10,000数字正射影像图(3-9) 和1∶2,000数字线划地形图(3-7)或1∶10,000数字线划地形图(3-10)，根据交 点法、线元法完成公路路线平面设计(4-1)；

2、纵断面设计(4-2)，根据1∶2,000数字地面模型(3-5)或1∶10,000数字 地面模型(3-8)自动生成纵断面线，采用动态无序拉坡、竖曲线交互设计纵断 面设计方法完成纵断面设计(4-2)；

3、横断面设计(4-3)，根据1∶2,000数字地面模型(3-5)或1∶10,000数字 地面模型(3-8)自动生成横断面地面线，采用横断面模板、路基边沟排水设计 横断面设计方法完成横断面设计(4-3)；

4、路基设计模型与数字地面模型叠加(4-4)，平面设计(4-1)、纵断面设 计(4-2)、横断面设计(4-3)完成后，生成路基设计模型，并与1∶2,000数字地 面模型(3-5)或1∶10,000数字地面模型(3-8)叠加融合，形成路基模型与地面 模型的无缝拼接，构建一个整体模型；

5、工程数量计算(4-5)，基于路基和地形整体模型，按设计模型与地面模 型及其相互关系，计算路基断面的面积、路基填方或挖方体积；

6、设计图表输出(4-6)，对设计最终成果进行设计图、表的输出。