基于航测dem提取线路横断面的精度分析

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第3页得到更好的应用，延伸航测产品的服务范围，促进勘测设计一体化的深入。航测技术在公路设计方面的应用起步较晚，但发展迅速。通过自主软件开发或者国外设计软件的引进，尤其是先进的德国CARD／I勘测设计一体化软件的引进，建立了基于数字地形图、数字高程模型和数字正射影像的公路测设一体化系统，将航测、数字高程模型等产品与线路CAD紧密连接成一个有机的整体，形成覆盖数据采集与处理、线路初步设计、线路施工图设计到输出设计文件的路线设计全过程的一体化系统。其中公路带状数字高程模型获取主要来自于航测技术，在线路方案确定后，可由数

2、字高程模型快速内插出该线路的纵、横断面数据，配合CAD系统快速完成线路设计。采用这种方法缩短了设计周期，优化了技术方案，提高了设计质量，创造了良好的经济效益和社会效益。在铁路设计部门，也引进了少量CARD／I勘测设计一体化软件并开始逐步应用，对应用数字高程模型产生了新的需求，也是一体化设计的要求，由于铁路设计的自身特点，CA肋／1软件引进数量有限，主要还是使用自主开发的软件，但软件开发应用水平不一。1．3道路工程中利用航测方法采集横断面现状横断面是线路设计的重要数据，其获取方式也是多样的，目前主要采用的是在野外测量的方法，费时费力，作业中受地

3、形环境影响大，难以满足项目工期紧的要求，因此许多单位都在探索采用非野外测量的方法获取线路横断面数据，如采用航测的方法，也做过较多的试验，但都未获得实际大范围的应用。目前设计部门有应用数字高程模型的愿望，但同时对数字高程模型及其衍生产品如横断面所能达到的精度缺乏了解，各铁路设计西南交通大学硕士研究生学位论文第4页院航测单位都进行过航测方法采集横断面的精度的试验，部分试验中采用的方法对横断面的精度有一定的误解，部分试验是基于传统的航测作业方法，如外业采用导线作业，加密和数据采集采用模拟和解析测图仪作业来进行讨论的。目前航测生产流程和作业方法均发生

4、了很大的变化，航摄用相机镜头分解力、摄影材料分解力提高了，外业控制和像控点量测采用了GI'S方法，内业加密和数据采集等采用了全数字摄影测量工作站来完成，生产方式已经发生了很大的变化，因此立足目前的生产流程和方式，重新评价利用航测方法采集横断面的精度是非常有必要的。利用航测仪器人工采集横断面的方法是航测方法中最为可靠的，但难以满足勘测设计一体化和智能化以及项目工期紧的要求，因此设计部门希望工程中应用航测方法来获取数字高程模型并基于航测DEM提取纵、横断面用于后续设计，但同时对基于航测DEM提取的横断面精度等缺乏了解。目前在这方面进行探讨的文章和

5、试验比较少，缺少具有说服力的试验数据和成果，妨碍了数字高程模型等产品在线路设计阶段的深入应用。1．4本文研究的主要内容本论文第一章介绍了航测产品在铁路勘测阶段的应用及现状以及本论文的研究重点，第二章介绍了高精度数字高程模型的获取方法及其应用；第三章详细研究了基于航测获取高精度数字高程模型的方法；第四章对线路横断面获取方法进行了论述；第五章对基于航测DEM提取横断面的理论精度进行了详细的论述和估算，并介绍了所编制的基于数字高程模型提取线路横断面的软件，同时对选取实际生产资料进行的基于航测DEM提取横断面的试验进行了详细的介绍，通过试验客观的得出

6、基于常规1：2000航测西南交通大学硕士研究生学位论文第5页制图资料及航测作业方法提取的横断面所能达到的实际精度，总结了提高横断面精度的措施，对试验结果进行了详细的分析，得出了研究结论，并对下一步需要深入研究的工作做了介绍。通过本论文的研究，可以使设计人员对基于航测DEM提取的横断面精度有明确的认识，促进数字高程模型及其衍生产品在设计阶段的使用，推动勘测设计一体化的进程。西南交通大学硕士研究生学位论文第0页第2章高精度数字高程模型获取方法及其应用2．1数字高程模型的概述数字地面模型嗍(DigitalTerrainModel)是地形表明形态等多

7、种信息的一个数字表示，它是定义在某一区域D上的m维向量有限序列：{vi，i=l，2，⋯，n)其向量Vi=(Vil，V岔，⋯，Vh)的分量为地形】【i，Yi，zi((】(i，Yi)CD)、资源，环境、土地利用、人口分布等多种信息的定量或定性描述。DTM是一个地理信息数据库的基本内核，若只考虑DTM的地形分量，通常称其为数字高程模型DEM(DigitalElevationModel)，它是对地球表面地形地貌的一种离散的数字表达，是表示在区域D上的三维向量的有限序列：即(】(i，Yi，zi)(i----l，2，3，⋯，n)其中：)【i，Yi是平面坐

8、标，zi是(Xi，Yi)对应的高程。当该序列中各平面向量的平面位置呈规则格网捧列时，其平面坐标可省略，此时DEM就简化为一维向量{zi，i=1,2，3，⋯，n)。数