制作大比例尺地图的测量方法及系统

摘要

本发明公开了一种制作大比例尺地图的测量方法及系统。其中该方法包括如下步骤：对原始多光谱卫星遥感影像数据进行融合，得到彩色卫星遥感影像；读取彩色卫星遥感影像，并生成卫星遥感影像列表；将卫星遥感影像列表中每两相邻景卫星遥感影像作为一个立体模型，构建模型列表；根据预设控制点布设方案布设控制点，并实地测量控制点的物方坐标，根据立体模型量测控制点，获得控制点的像方坐标；根据物方坐标及像方坐标，利用有理函数模型和像方仿射，进行区域网平差计算，并得到最终立体模型；根据最终立体模型，按照大比例尺地形图要素的采集要求采集地形图要素，生成最终的数字线划地图。其受大气地形影响小，且节省人力、物力、财力。

权利要求

1.一种制作大比例尺地图的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S100，对原始多光谱卫星遥感影像数据进行融合，得到彩色卫星遥感影像；

S200，读取所述彩色卫星遥感影像，并生成卫星遥感影像列表；

S300，将所述卫星遥感影像列表中每两相邻景卫星遥感影像作为一个立体模型，构建由所述立体模型构成的模型列表；

S400，根据预设控制点布设方案布设控制点，并实地测量所述控制点的物方坐标，根据所述立体模型量测所述控制点，获得所述控制点的像方坐标；

S500，根据所述控制点的所述物方坐标及每个所述立体模型中的所述像方坐标，利用有理函数模型和像方仿射，进行区域网平差计算，并得到最终立体模型；

S600，根据所述最终立体模型，按照大比例尺地形图要素的采集要求采集地形图要素，生成最终的数字线划地图。

2.根据权利要求1所述的制作大比例尺地图的测量方法，其特征在于，步骤S600，包括以下步骤：S610，利用最小二乘方法，对所述最终立体模型进行空中三角测量，建立所述最终立体模型左右片的外定向参数；

S620，按照大比例尺地形图的采集要求，分不同的地形图要素进行相应的采集，构成地形图；

S630，根据所述外定向参数，立体量测所述地形图要素的空间位置；

S640，根据实地情况确定所述地形图要素的属性信息，并按照地形图的成图要求进行编辑和整理；

S650，将所述地形图从WGS84坐标系转换到预设地点的地方坐标系；

S660，输出最终的数字线划地图。

3.根据权利要求2所述的制作大比例尺地图的测量方法，其特征在于，步骤S620之前还包括以下步骤：S6020，根据预设大比例尺地形图分幅大小，四周外扩预设范围后，对所述最终立体模型进行分幅裁切。

4.根据权利要求1所述的制作大比例尺地图的测量方法，其特征在于，步骤S200包括以下步骤：S210，利用影像读取函数，将全部所述彩色卫星遥感影像读入硬盘中临时用作虚拟内存的存储空间；

S220，根据所读入的彩色卫星遥感影像，生成卫星遥感影像列表。

5.根据权利要求1所述的制作大比例尺地图的测量方法，其特征在于，步骤S400包括以下步骤：S410，对所述模型列表中的任一立体模型，分别读取所述立体模型的左片卫星遥感影像和右片卫星遥感影像对应的tfw文件，并获取所述tfw文件中的影像信息；

S420，根据tfw文件中的影像信息计算所述左片卫星遥感影像和右片卫星遥感影像的实际重叠区域；

S430，根据所述实际重叠区域及预设控制点布设方案布设控制点；

S440，根据所述立体模型，立体量测所述控制点的像方坐标，实地测量所述控制点的物方坐标，并建立所述像方坐标和所述物方坐标之间的关联关系。

6.根据权利要求1至5任一项所述的制作大比例尺地图的测量方法，其特征在于，步骤S600之前还包括步骤S060，检测所述最终立体模型的区域网平差是否存在系统误差，若不存在，则继续执行步骤S600；若存在，则返回执行步骤S500重新进行计算。

7.一种制作大比例尺地图的测量系统，其特征在于，包括彩色影像获取模块，影像列表模块，模型模块，控制点布设模块，网平差计算模块，以及地图生成模块，其中：所述彩色影像获取模块，用于对原始多光谱卫星遥感影像数据进行融合，得到彩色卫星遥感影像；

所述影像列表模块，用于读取所述彩色卫星遥感影像，并生成卫星遥感影像列表；

所述模型模块，用于将所述卫星遥感影像列表中每两相邻景卫星遥感影像作为一个立体模型，构建由所述立体模型构成的模型列表；

所述控制点布设模块，用于根据预设控制点布设方案布设控制点，并获取实地测量所述控制点的物方坐标，以及量测的所述控制点的像方坐标；

所述网平差计算模块，用于根据所述控制点的所述物方坐标及每个所述立体模型中的所述像方坐标，利用有理函数模型和像方仿射，进行区域网平差计算，并得到最终立体模型；

所述地图生成模块，用于根据所述最终立体模型，按照大比例尺地形图要素的采集要求采集地形图要素，生成最终的数字线划地图。

8.根据权利要求7所述的制作大比例尺地图的测量系统，其特征在于，所述地图生成模块包括定向参数获取子模块，要素采集子模块，位置信息获取子模块，属性信息获取子模块，坐标系转换子模块，成果输出子模块，其中：所述定向参数获取子模块，用于利用最小二乘方法，对所述最终立体模型进行空中三角测量，建立所述最终立体模型左右片的外定向参数；

所述要素采集子模块，用于按照大比例尺地形图的采集要求，分不同的地形图要素进行相应的采集，构成地形图；

所述位置信息获取子模块，用于获取根据所述外定向参数，立体量测的所述地形图要素的空间位置；

所述属性信息获取子模块，用于获取根据实地情况确定并按照地形图的成图要求进行编辑和整理的所述地形图要素的属性信息；

所述坐标系转换子模块，用于将所述地形图从WGS84坐标系转换到预设地点的地方坐标系；

所述成果输出子模块，用于输出最终的数字线划地图。

9.根据权利要求8所述的制作大比例尺地图的测量系统，其特征在于，所述地图生成模块还包括裁切子模块，用于根据预设大比例尺地形图分幅大小，四周外扩预设范围后，对所述最终立体模型进行分幅裁切。

10.根据权利要求7所述的制作大比例尺地图的测量系统，其特征在于，所述影像列表模块包括读取子模块及列表生成子模块，其中：所述读取子模块，用于利用影像读取函数，将全部所述彩色卫星遥感影像读入硬盘中临时用作虚拟内存的存储空间；

所述列表生成子模块，用于根据所读入的彩色卫星遥感影像，生成卫星遥感影像列表。

11.根据权利要求7所述的制作大比例尺地图的测量系统，其特征在于，所述控制点布设模块包括tfw文件读取子模块，重叠区域计算子模块，布设子模块，以及坐标关联子模块，其中：所述tfw文件读取子模块，用于对所述模型列表中的任一立体模型，分别读取所述立体模型的左片卫星遥感影像和右片卫星遥感影像对应的tfw文件，并获取所述tfw文件中的影像信息；

所述重叠区域计算子模块，用于根据tfw文件中的影像信息计算所述左片卫星遥感影像和右片卫星遥感影像的实际重叠区域；

所述布设子模块，用于根据所述实际重叠区域及预设控制点布设方案布设控制点；

所述坐标关联子模块，用于获取根据所述立体模型，立体量测的所述控制点的像方坐标，以及实地测量的所述控制点的物方坐标，并建立所述像方坐标和所述物方坐标之间的关联关系。

12.根据权利要求7至11任一项所述的制作大比例尺地图的测量系统，其特征在于，还包括系统误差判断模块，用于检测所述最终立体模型的区域网平差是否存在系统误差，若不存在，则转地图生成模块进行处理；若存在，则转网平差计算模块重新进行计算。

说明书

制作大比例尺地图的测量方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及测绘领域，尤其涉及一种制作大比例尺地图的测量方法及系统。

背景技术

[0002] 目前，在摄影测量与遥感领域，航空摄影测量测图方法是进行国家基本比例尺地形图生产和更新的主要手段。虽然航空影像测图具有完善的理论基础和相对成熟的生产工艺流程，但是存在以下缺陷：（1）由于在获取航空影像时，航摄高度较低，导致航空影像质量受大气和地形的影响较为严重，因此在进行航空摄影之前，必须对测区气候、天气、地形等情况进行调查，合理安排航摄时间、航高和航线，这就使得获取数据的现势性较差，并在一定程度上阻碍了地形图的更新；（2）由于航空摄影仪的像幅一般为23cm×23cm，受到航高的影响，它所覆盖的范围较小，测绘较大区域的地形图所需航空影像数量较多，因而所需的量测外业控制点的个数也较多，同时增加了内业处理的工作量，耗费大量的时间、人力、物力和财力；（3）不能进行一些特殊情况的测图，比如：边境测图、无人区测图、禁飞区测图等情况。

[0003] 亚米级高分辨率遥感卫星大多采用线阵列CCD传感器，按照推扫式扫描成像。CCD传感器可在沿轨方向上通过前视和后视获取同轨立体像对，而在穿轨方向上以一定的角度左右侧视获取异轨立体像对。与航空影像不同，由于亚米级高分辨率遥感卫星的轨道高度一般在几百公里，卫星遥感影像受大气和地形的影响较小，影像条带的宽度一般在几十公里，覆盖的范围也较大，因而非常适合于边境、无人区和禁飞区等情况的测图。另外，遥感卫星按轨道周期运动，可以在较短时间内对同一地区进行多次重复观测，能够增强数据的现实性，加快地形图的更新速度。与航空影像测图方法相比，亚米级高分辨率卫星遥感影像测图所耗费的人力、物力相对较小。

[0004] 综上所述，如何实现一种节省人力物力，且受外界环境因素影响小的利用卫星遥感影像制作大比例尺地图的摄影测量方法，是一个亟待解决的问题。

发明内容

[0005] 基于此，有必要提供一种利用卫星遥感影像，节省人力物力，且受外界环境因素影响小的制作大比例尺地图的测量方法及系统。

[0006] 为实现本发明目的提供的一种制作大比例尺地图的测量方法，包括以下步骤：

[0007] S100，对原始多光谱卫星遥感影像数据进行融合，得到彩色卫星遥感影像；

[0008] S200，读取所述彩色卫星遥感影像，并生成卫星遥感影像列表；

[0009] S300，将所述卫星遥感影像列表中每两相邻景卫星遥感影像作为一个立体模型，构建由所述立体模型构成的模型列表；

[0010] S400，根据预设控制点布设方案布设控制点，并实地测量所述控制点的物方坐标，根据所述立体模型量测所述控制点，获得所述控制点的像方坐标；

[0011] S500，根据所述控制点的所述物方坐标及每个所述立体模型中的所述像方坐标，利用有理函数模型和像方仿射，进行区域网平差计算，并得到最终立体模型；

[0012] S600，根据所述最终立体模型，按照大比例尺地形图要素的采集要求采集地形图要素，生成最终的数字线划地图。

[0013] 作为一种可实施方式，步骤S600，包括以下步骤：

[0014] S610，利用最小二乘方法，对所述最终立体模型进行空中三角测量，建立所述最终立体模型左右片的外定向参数；

[0015] S620，按照大比例尺地形图的采集要求，分不同的地形图要素进行相应的采集，构成地形图；

[0016] S630，根据所述外定向参数，立体量测所述地形图要素的空间位置；

[0017] S640，根据实地情况确定所述地形图要素的属性信息，并按照地形图的成图要求进行编辑和整理；

[0018] S650，将所述地形图从WGS84坐标系转换到预设地点的地方坐标系；

[0019] S660，输出最终的数字线划地图。

[0020] 作为一种可实施方式，步骤S620之前还包括以下步骤：

[0021] S6020，根据预设大比例尺地形图分幅大小，四周外扩预设范围后，对所述最终立体模型进行分幅裁切。

[0022] 作为一种可实施方式，步骤S200包括以下步骤：

[0023] S210，利用影像读取函数，将全部所述彩色卫星遥感影像读入硬盘中临时用作虚拟内存的存储空间；

[0024] S220，根据所读入的彩色卫星遥感影像，生成卫星遥感影像列表。

[0025] 作为一种可实施方式，步骤S400包括以下步骤：

[0026] S410，对所述模型列表中的任一立体模型，分别读取所述立体模型的左片卫星遥感影像和右片卫星遥感影像对应的tfw文件，并获取所述tfw文件中的影像信息；

[0027] S420，根据tfw文件中的影像信息计算所述左片卫星遥感影像和右片卫星遥感影像的实际重叠区域；

[0028] S430，根据所述实际重叠区域及预设控制点布设方案布设控制点；

[0029] S440，根据所述立体模型，立体量测所述控制点的像方坐标，实地测量所述控制点的物方坐标，并建立所述像方坐标和所述物方坐标之间的关联关系。

[0030] 作为一种可实施方式，步骤S600之前还包括步骤S060，检测所述最终立体模型的区域网平差是否存在系统误差，若不存在，则继续执行步骤S600；若存在，则返回执行步骤S400重新进行计算。

[0031] 基于同一发明构思的一种制作大比例尺地图的测量系统，包括彩色影像获取模块，影像列表模块，模型模块，控制点布设模块，网平差计算模块，以及地图生成模块，其中：

[0032] 所述彩色影像获取模块，用于对原始多光谱卫星遥感影像数据进行融合，得到彩色卫星遥感影像；

[0033] 所述影像列表模块，用于读取所述彩色卫星遥感影像，并生成卫星遥感影像列表；

[0034] 所述模型模块，用于将所述卫星遥感影像列表中每两相邻景卫星遥感影像作为一个立体模型，构建由所述立体模型构成的模型列表；

[0035] 所述控制点布设模块，用于根据预设控制点布设方案布设控制点，并获取实地测量所述控制点的物方坐标，以及量测的所述控制点的像方坐标；

[0036] 所述网平差计算模块，用于根据所述控制点的所述物方坐标及每个所述立体模型中的所述像方坐标，利用有理函数模型和像方仿射，进行区域网平差计算，并得到最终立体模型；

[0037] 所述地图生成模块，用于根据所述最终立体模型，按照大比例尺地形图要素的采集要求采集地形图要素，生成最终的数字线划地图。

[0038] 作为一种制作大比例尺地图的测量系统的可实施方式，所述地图生成模块包括定向参数获取子模块，要素采集子模块，位置信息获取子模块，属性信息获取子模块，坐标系转换子模块，成果输出子模块，其中：

[0039] 所述定向参数获取子模块，用于利用最小二乘方法，对所述最终立体模型进行空中三角测量，建立所述最终立体模型左右片的外定向参数；

[0040] 所述要素采集子模块，用于按照大比例尺地形图的采集要求，分不同的地形图要素进行相应的采集，构成地形图；

[0041] 所述位置信息获取子模块，用于获取根据所述外定向参数，立体量测的所述地形图要素的空间位置；

[0042] 所述属性信息获取子模块，用于获取根据实地情况确定并按照地形图的成图要求进行编辑和整理的所述地形图要素的属性信息；

[0043] 所述坐标系转换子模块，用于将所述地形图从WGS84坐标系转换到预设地点的地方坐标系；

[0044] 所述成果输出子模块，用于输出最终的数字线划地图。

[0045] 作为一种制作大比例尺地图的测量系统可实施方式，所述地图生成模块还包括裁切子模块，用于根据预设大比例尺地形图分幅大小，四周外扩预设范围后，对所述最终立体模型进行分幅裁切。

[0046] 作为一种制作大比例尺地图的测量系统的可实施方式，所述影像列表模块包括读取子模块及列表生成子模块，其中：

[0047] 所述读取子模块，用于利用影像读取函数，将全部所述彩色卫星遥感影像读入硬盘中临时用作虚拟内存的存储空间；

[0048] 所述列表生成子模块，用于根据所读入的彩色卫星遥感影像，生成卫星遥感影像列表。

[0049] 作为一种制作大比例尺地图的测量系统的可实施方式，所述控制点布设模块包括tfw文件读取子模块，重叠区域计算子模块，布设子模块，以及坐标关联子模块，其中：

[0050] 所述tfw文件读取子模块，用于对所述模型列表中的任一立体模型，分别读取所述立体模型的左片卫星遥感影像和右片卫星遥感影像对应的tfw文件，并获取所述tfw文件中的影像信息；

[0051] 所述重叠区域计算子模块，用于根据tfw文件中的影像信息计算所述左片卫星遥感影像和右片卫星遥感影像的实际重叠区域；

[0052] 所述布设子模块，用于根据所述实际重叠区域及预设控制点布设方案布设控制点；

[0053] 所述坐标关联子模块，用于获取根据所述立体模型，立体量测的所述控制点的像方坐标，以及实地测量的所述控制点的物方坐标，并建立所述像方坐标和所述物方坐标之间的关联关系。

[0054] 作为一种制作大比例尺地图的测量系统的可实施方式，还包括系统误差判断模块，用于检测所述最终立体模型的区域网平差是否存在系统误差，若不存在，则转地图生成模块进行处理；若存在，则转网平差计算模块重新进行计算。

[0055] 本发明的有益效果包括：

[0056] 本发明提供的一种制作大比例尺地图的测量方法及系统，与传统的航空摄影测量方法相比，使用卫星遥感影像，克服了航空影像由于航摄高度较低导致航空影像质量受大气和地形的影响较为严重的影响，并大大提高了遥感影像的覆盖范围，从而减少了控制点的数量，进而节省了大量的时间、人力、物力和财力。另外，也实现了特殊情况的测图，如边境测图、无人区测图、禁飞区测图等。

附图说明

[0057] 图1为本发明一种制作大比例尺地图的测量方法的一具体实施例的流程图；

[0058] 图2为本发明一种制作大比例尺地图的测量方法的一具体实施例中一测量区域的X方向误差直方图；

[0059] 图3为本发明一种制作大比例尺地图的测量方法的一具体实施例中一测量区域的Y方向误差直方图；

[0060] 图4为本发明一种制作大比例尺地图的测量系统的一具体实施例的系统结构示意图。

具体实施方式

[0061] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例的制作大比例尺地图的测量方法及系统进行说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0062] 本发明实施例的制作大比例尺地图的测量方法，如图1所示，包括以下步骤：

[0063] S100，对原始多光谱卫星遥感影像数据进行融合，得到彩色卫星遥感影像。

[0064] 对原始多光谱卫星遥感影像数据进行配准，并采用Pansharp算法对其进行融合成彩色影像，并设置工程相关参数，包括但不限于：卫星遥感影像的空间分辨率、平面坐标系统、高程坐标系统、成图比例尺、控制点的精度等。

[0065] S200，读取所述彩色卫星遥感影像，并生成卫星遥感影像列表。

[0066] 所述影像列表包含所读取的所有彩色卫星遥感影像。

[0067] 在本发明实施例中卫星遥感影像列表中包括10景彩色卫星遥感影像，按顺序排列。

[0068] S300，将所述卫星遥感影像列表中每两相邻景卫星遥感影像作为一个立体模型，构建由所述立体模型构成的模型列表。

[0069] 此处需要说明的是，从卫星遥感影像列表中选取相邻的两景构成一个立体模型，此时在列表中位置靠前的卫星遥感影像作为左片，位置靠后的卫星遥感影像作为右片；从列表中顺次选取卫星遥感影像构成立体模型，所有所构成的立体模型按构成顺序组成一个模型列表。

[0070] 如影像列表中包括10景卫星遥感影像，第一景卫星遥感影像作为左片和第二景卫星遥感影像作为右片构成第一个立体模型，第二景卫星遥感影像作为左片和第三卫星遥感影像作为右片构成第二个立体模型，……，第九景卫星遥感影像作为左片和第十卫星遥感影像作为右片构成第九立体模型。

[0071] S400，根据预设控制点布设方案布设控制点，并实地测量所述控制点的物方坐标，根据所述立体模型量测所述控制点，获得所述控制点的像方坐标。

[0072] 根据预设的控制点布设方法布设控制点，所述预设控制点布设方案可进行预先设定，如可每隔4-6公里布设一个平高控制点；采用全站仪或GPS实地测量控制点，并记录控制点的物方坐标；并在立体环境下，用立体眼镜量测控制点，并记录每一个控制点的像方坐标。

[0073] S500，根据所述控制点的所述物方坐标及每个所述立体模型中的所述像方坐标，利用有理函数模型和像方仿射，进行区域网平差计算，并得到最终立体模型。

[0074] 相应的数学模型、变换和平差模型如下：

[0075] （1）RPC模型

[0076]

[0077]

[0078] 上式（1）、（2）中，Num1(B,L,H)，Den1(B,L,H)，Num2(B,L,H)，Den2(B,L,H)为B,L,H的三次多项式；(B,L,H)为正则化的地面坐标；(x,y)为正则化的影像坐标；

[0079] Num1(B,L,H)＝c11B3+c12B2L+c13BL2+c14L3+c15L2H…+c120H3；

[0080] Den1(B,L,H)＝c31B3+c32B2L+c33BL2+c34L3+c35L2H…+c320H3；

[0081] Num2(B,L,H)＝c21B3+c22B2L+c23BL2+c24L3+c25L2H…+c220H3；

[0082] Den2(B,L,H)＝c41B3+c42B2L+c43BL2+c44L3+c45L2H…+c420H3；其中，c11和c21为常数，即c11＝c21＝1。

[0083] （2）仿射变换

[0084] m＝a0+a1x+a2y  （3）

[0085] n＝b0+b1x+b2y  （4）

[0086] 式（3）、（4）中，(m,n)为控制点在影像上的量测坐标，(x,y)为地面控制点利用RPC投影到影像面的投影值，该变换参数和RPC模型参数一起作为等同严格成像几何模型的卫星参数。a0,a1,a2为X方向的仿射变换系数，b0,b1,b2为Y方向的仿射变换系数。

[0087] （3）平差数学模型

[0088] 根据公式（3）和（4）可以对每个量测点列出如下的误差方程。

[0089] V＝At+CK-l  （5）

[0090] 式中，l是与V具有相同分量个数的向量；

[0091] V＝(vx,vy)T  （6）

[0092]

[0093]

[0094] t＝(Δa0,Δa1,Δa2,Δb0,Δb1,Δb2)T  （9）

[0095] K＝(ΔB,ΔL,ΔH)T  （10）

[0096] S600，根据所述最终立体模型，按照大比例尺地形图要素的采集要求采集地形图要素，生成最终的数字线划地图。根据大比例尺地形图要素的采集要求采集地形图要素，构成数字线划地图。

[0097] 本发明实施例的制作大比例尺地图的测量方法，与传统的航空摄影测量方法相比，使用卫星遥感影像，克服了航空影像由于航摄高度较低导致航空影像质量受大气和地形的影响较为严重的影响，并大大提高了遥感影像的覆盖范围，从而减少了外业控制点的数量，进而节省了大量的时间、人力、物力和财力。另外，也实现了特殊情况的测图，如边境测图、无人区测图、禁飞区测图等。

[0098] 较佳地，作为一种可实施方式，步骤S400中，控制点的布设可按照如下步骤进行：

[0099] 设左右卫星遥感影像重叠区域的四个角点为A（西北角），B（东北角），C（东南角），D（西南角）。同时，假设DA或CB是卫星运行方向，即航向，AB或DC为旁向。

[0100] 首先，在AC方向上，距A点100米处布设一个平高控制点。其次，在BD方向上，距B点100米处布设一个平高控制点。

[0101] 接着，在AB的中点处布设一个平高控制点。

[0102] 然后，在C点和D点上分别布设两个平高控制点。

[0103] 最后，在AC和BD的交点处布设一个平高控制点，完成控制点的布设。

[0104] 采用此方法布设控制点，比传统的控制点布设方法布设的控制点少，方便处理，测量效率高。

[0105] 在其中一个实施例中，步骤S600，包括以下步骤：

[0106] S610，利用最小二乘方法，对所述最终立体模型进行空中三角测量，建立所述最终立体模型左右片的外定向参数。

[0107] 根据最小二乘原理，对由左右片组成的卫星遥感影像像对，进行空中三角测量，建立两者的外定向参数，包括三个线元素（Xs、Ys、Zs）和三个角元素

[0108] 所述线元素和角元素为本领域技术人员公知技术，此处不再详细说明。

[0109] S620，按照大比例尺地形图的采集要求，分不同的地形图要素进行相应的采集，构成地形图。

[0110] 按照大比例尺地形图的采集要求，分不同的地形图要素进行相应的采集。

[0111] S630，根据所述外定向参数，立体量测所述地形图要素的空间位置。

[0112] S640，根据实地情况确定所述地形图要素的属性信息，并按照地形图的成图要求进行编辑和整理。

[0113] 立体量测地形图要素的空间位置，并根据实地情况确定相应的属性信息。

[0114] 当遇到实地发生变化的地方（与卫星遥感影像不同的地方），进行实地的补测与补绘，并对数据进行编辑和整理，包括地形图要素的完整性，以及图形的拓扑结构等。

[0115] S650，将所述地形图从WGS84坐标系转换到预设地点的地方坐标系。

[0116] 如在对北京市地图进行绘制时，将地形图转换为北京地方坐标系。

[0117] S660，输出最终的数字线划地图。

[0118] 按照成果输出的要求，包括缩放比例等，输出测量完成的数字线划地图。

[0119] 在其中一个实施例中，步骤S620之前还包括步骤S6020，根据预设大比例尺地形图分幅大小，四周外扩预设范围后，对所述最终立体模型进行分幅裁切。根据地形图幅的大小对立体模型进行包含一定四周外扩的分幅，进行一定范围的外扩有利于制作大区域地图时与相邻图幅的接边，用所述的多个立体模型分别得到的地形图进行拼接形成大区域地图。

[0120] 在其中一个实施例中，步骤S200包括以下步骤：

[0121] S210，利用影像读取（ImageReader）函数，将全部所述彩色卫星遥感影像读入硬盘中临时用作虚拟内存的存储空间。

[0122] S220，根据所读入的彩色卫星遥感影像，生成卫星遥感影像列表。

[0123] 本发明实施例中，使用影像读取函数打开卫星遥感影像，并读入。

[0124] 通常亚米级高分辨率遥感影像的数据量较大，一般每景遥感影像的数据量至少2GB。

[0125] 本发明实施例利用影像读取函数，在计算机硬盘上开辟一块临时存储空间作为虚拟内存，并将全部立体像对读入虚拟内存的存储空间，与传统的技术中将亚米级高分辨率卫星立体像对部分读入计算机内存，频繁地从硬盘与内存之间交换数据相比，大大提高了数据读取的效率。

[0126] 在其中一个实施例中，步骤S400包括以下步骤：

[0127] S410，对所述模型列表中的任一立体模型，分别读取所述立体模型的左片卫星遥感影像和右片卫星遥感影像对应的tfw文件，并获取所述tfw文件中的影像信息。

[0128] 所述TFW（TIFF World File）文件是关于TIFF影像坐标信息的文本文件。所述TIFF（Tagged Image File Format）是一种比较灵活的图像格式。

[0129] S420，根据tfw文件中的影像信息计算所述左片卫星遥感影像和右片卫星遥感影像的实际重叠区域。

[0130] S430，根据所述实际重叠区域及预设控制点布设方案布设控制点。

[0131] S440，根据所述立体模型，立体量测所述控制点的像方坐标，实地测量所述控制点的物方坐标，并建立所述像方坐标和所述物方坐标之间的关联关系。

[0132] 所述关联关系为同一控制点对应的像方坐标和物方坐标建立对应关系。

[0133] 在其中一个实施例中，步骤S600之前还包括步骤S060，检测所述最终立体模型的区域网平差是否存在系统误差，若不存在，则继续执行步骤S600；若存在，则返回执行步骤S400重新进行计算。

[0134] 作为一种可实施方式，步骤S060中，检测是否存在系统误差可包括以下步骤：

[0135] S101，读取所述最终立体模型的左右片卫星遥感影像对应的RPC参数文件。参数包括78个有理函数系数（见公式（1）和公式（2）中的c）。

[0136] S102，从像点文件中读取检查点的像方坐标。所述检查点，为设定的要进行系统误差验证的样本。包括读取左片检查点的像方坐标，即（xleft，yleft）；及读取右片检查点的像方坐标，即（xright，yright）。

[0137] S103，从像点文件中读取检查点的物方坐标，并导入工程文件中。

[0138] 其中所述像点文件中包含前述所进行的像方坐标量测及物方坐标测量的数据，还包括像点的其他相关参数数据。在地图制作过程中，涉及到的每一像点的相关数据都可以从像点文件中获得。像点文件是制作过程中及完成后数据存储及检查的文件。

[0139] S104，通过有理函数模型，前方交会（即通过最小二乘平差）得到检查点的物方平差值，即（Xcheck，Ycheck，Zcheck）。

[0140] S105，计算检查点在X、Y两个坐标方向上的残差。

[0141] ΔX＝X-Xcheck，ΔY＝Y-Ycheck

[0142] S106，统计检查点在X、Y两个坐标方向上的残差分布情况。

[0143] 比如，对于某一测量区域在X坐标方向误差，即残差，的直方图如图2所示，在Y方向误差的直方图如图3所示。

[0144] S107，对残差向量的均值进行假设检验。

[0145] 选取n个检查点，检查点的二维残差向量（p＝2）组成残差矩阵检查点的残差均值和协方差分别为：μ和Σ，样本均值和样本方差分别为：
和Q。

[0146] 原假设H01：μ＝μ0＝[0 0]T

[0147] 统计量为：

[0148] 给定显著性水平α，由F分布（F-distribution）查出Fα(p,n-p)，进行判断：

[0149] 当 时，拒绝原假设；反之，接受原假设。

[0150] S108，对残差向量的协方差矩阵进行假设检验。

[0151] 原假设H02：

[0152] 统计量为： 其中

[0153] 给定显著性水平α，由L分布（L-distribution）查出Lα(p,n-1)，进行判断，当L≥Lα时，拒绝原假设；反之，接受原假设。

[0154] 此处需要说明的是，步骤S107和步骤S108用于辅助判定系统误差的类型。当存在系统误差时，可根据接受原假设H01或接受原假设H02判定为均值误差或者为方差误差。

[0155] S109，根据卡方分布（Chi-square Distribution）假设检验方法，分别在X、Y两个方向上检测是否存在系统误差。

[0156] 通过χ2检验法（Chi-square Distribution，卡方分布假设检验方法）进行假设检验是否服从标准的正态分布，其原假设和备择假设如下，显著性水平α取0.05。

[0157] H03（原假设）：总体x的分布函数为标准正态分布F(x)；

[0158] H（1 备择假设）：总体x的分布函数不是标准正态分布F(x)，即存在系统误差；

[0159] 设将n个检查点的观测结果分为k组，xi为第i组的某一误差区间出现的次数。原假设H03是观测结果落在第i组的概率为 则称mi=npi为第i组的理论频数。检验原假设H03的目的在于比较观测频数xi与理论频数mi之间的差异是否显著。

[0160] 统计量 当 时，拒绝原假设。反之，接受原假设。

[0161] 步骤S1010：依据假设检验结果，输出检测结果。比如对于前述测量区域的假设检验结果如表1所示。

[0162] 表1假设检验结果

[0163]方向 样本容量 统计量的值 是否服从标准正态分布
X 99 0.4652 是
Y 99 0.2447 是

[0164] 判断结果服从标准正态分布，则说明不存在系统误差。可根据当前计算结果继续进行地形图的绘制。

[0165] 基于同一发明构思，本发明实施例提供一种制作大比例尺地图的测量系统，由于此系统解决问题的原理与前述一种制作大比例尺地图的测量方法相似，因此，该系统的实施可以按照前述方法的具体步骤实现，重复之处不再赘述。

[0166] 如图4所示，在其中一个制作大比例尺地图的测量系统的实施例中，包括彩色影像获取模块100，影像列表模块200，模型模块300，控制点布设模块400，网平差计算模块500，以及地图生成模块600，其中：所述彩色影像获取模块100，用于对原始多光谱卫星遥感影像数据进行融合，得到彩色卫星遥感影像；所述影像列表模块200，用于读取所述彩色卫星遥感影像，并生成卫星遥感影像列表；所述模型模块300，用于将所述卫星遥感影像列表中每两相邻景卫星遥感影像作为一个立体模型，构建由所述立体模型构成的模型列表；所述控制点布设模块400，用于根据预设控制点布设方案布设控制点，并获取实地测量所述控制点的物方坐标，以及量测的所述控制点的像方坐标；所述网平差计算模块500，用于根据所述控制点的所述物方坐标及每个所述立体模型中的所述像方坐标，利用有理函数模型和像方仿射，进行区域网平差计算，并得到最终立体模型；所述地图生成模块600，用于根据所述最终立体模型，按照大比例尺地形图要素的采集要求采集地形图要素，生成最终的数字线划地图。

[0167] 本发明实施例的制作大比例尺地图的测量系统，与传统的航空摄影测量系统相比，使用卫星遥感影像，克服了航空影像由于航摄高度较低导致航空影像质量受大气和地形的影响较为严重的影响，并大大提高了遥感影像的覆盖范围，从而减少了外业控制点的数量，进而节省了大量的时间、人力、物力和财力。另外，也实现了特殊情况的测图，如边境测图、无人区测图、禁飞区测图等。

[0168] 在其中一个实施例中，所述地图生成模块600包括定向参数获取子模块610，要素采集子模块620，位置信息获取子模块630，属性信息获取子模块640，坐标系转换子模块650，成果输出子模块660，其中：所述定向参数获取子模块610，用于利用最小二乘方法，对所述最终立体模型进行空中三角测量，建立所述最终立体模型左右片的外定向参数；所述要素采集子模块620，用于按照大比例尺地形图的采集要求，分不同的地形图要素进行相应的采集，构成地形图；所述位置信息获取子模块630，用于获取根据所述外定向参数，立体量测的所述地形图要素的空间位置；所述属性信息获取子模块640，用于获取根据实地情况确定并按照地形图的成图要求进行编辑和整理的所述地形图要素的属性信息；所述坐标系转换子模块650，用于将所述地形图从WGS84坐标系转换到预设地点的地方坐标系；所述成果输出子模块660，用于输出最终的数字线划地图

[0169] 在其中一个实施例中，所述地图生成模块600还包括裁切子模块670，用于根据预设大比例尺地形图分幅大小，四周外扩预设范围后，对所述最终立体模型进行分幅裁切。

[0170] 在其中一个实施例中，所述影像列表模块200包括读取子模块210及列表生成子模块220，其中：所述读取子模块210，用于利用影像读取函数，将全部所述彩色卫星遥感影像读入硬盘中临时用作虚拟内存的存储空间；所述列表生成子模块220，用于根据所读入的彩色卫星遥感影像，生成卫星遥感影像列表。

[0171] 本发明实施例中，使用影像读取（ImageReader）函数打开卫星遥感影像，并读入，通常亚米级高分辨率遥感影像的数据量较大，一般每景遥感影像的数据量至少2GB。本发明实施例利用影像读取函数，在计算机硬盘上开辟一块临时存储空间作为虚拟内存，并将全部立体像对读入虚拟内存，与传统的技术中将亚米级高分辨率卫星立体像对部分读入计算机内存，频繁地从硬盘与内存之间交换数据相比，大大提高了数据读取的效率。

[0172] 在其中一个实施例中，所述控制点布设模块400包括tfw文件读取子模块410，重叠区域计算子模块420，布设子模块430，以及坐标关联子模块440，其中：所述tfw文件读取子模块410，用于对所述模型列表中的任一立体模型，分别读取所述立体模型的左片卫星遥感影像和右片卫星遥感影像对应的tfw文件，并获取所述tfw文件中的影像信息；所述重叠区域计算子模块420，用于根据tfw文件中的影像信息计算所述左片卫星遥感影像和右片卫星遥感影像的实际重叠区域；所述布设子模块430，用于根据所述实际重叠区域及预设控制点布设方案布设控制点；所述坐标关联子模块440，用于获取根据所述立体模型，立体量测的所述控制点的像方坐标，以及实地测量的所述控制点的物方坐标，并建立所述像方坐标和所述物方坐标之间的关联关系。

[0173] 在其中一个制作大比例尺地图的测量系统的实施例中，还包括系统误差判断模块，用于检测所述最终立体模型的区域网平差是否存在系统误差，若不存在，则转地图生成模块进行处理；若存在，则转网平差计算模块重新进行计算。

[0174] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。