各种卫星影像数据在铁路勘测中的应用

发布时间:2023-02-26 13:34:45

16 察 2013年第5期 文章编号:1672—7479(2013)05—0016—03 各种卫星影像数据在铁路勘测中的应用 蒋 勇 (中铁二院工程集团有限责任公司测绘工程设计研究院,四川成都610031) Al Kinds of Satelte Image Data Applcation in Raiway Survey JIANG Yong 航天遥感技术的发展为地理信息科学和测图工程提供了一个崭新的技术平台,使铁路勘 测设计利用卫星影像测绘地形图成为可能。在简要介绍目前常用卫星影像及其参数的基础上,对近年 来利用卫星影像制图技术开展铁路勘测的应用情况进行了总结分析,提出了与各种卫星影像数据相适 宜的测图比例尺及勘测阶段。 关键词 卫星影像铁路勘测设计成图比例尺精度 中图分类号:P208;U212.24 文献标识码:B 成为铁路勘测设计可以依赖的数据保证,也是快速获 计算机技术、航天技术的高速发展为地理信息科 学搭建了可靠的技术平台,高分辨率光学卫星成像系 统正越来越多的应用于遥感和摄影测量领域,同时也 取大比例尺现势性地理信息,进行新一代快速测图新 方法的有力技术支撑。 给铁路勘测设计提供了崭新的遥感信息平台。这类成 像系统不仅能够提供高分辨率的全色、多光谱影像,而 且具有立体成像功能。卫星影像数据具有覆盖面积 广、更新时间快等特点,经过相关技术处理,完全可以 收稿日期:2013—07—16 作者简介:蒋勇(1959一),男,1982年毕业于西南交通大学铁路航空 摄影测量专业,工程师。  常用卫星影像数据参数介绍 Google Earh数据集成了世界上几乎所有的中高 分辨率卫星数据及部分较低分辨率卫星数据,可以方 便地浏览或查询全球地貌影像等相关信息。Google Earh上全球地貌影像的有效分辨率至少为100 II,通 常为30 1TI,视角海拔高度(Eye alt)为15 km左右。针 [5]TB 10050-2010铁路工程摄影测量规范[S] [6]马苑荣.航空测绘技术的发展与展望[J].产业与科技论坛, 2011(4) 摄影测量6点法布点方式,本文提出的方法虽然精度 有所降低,但能够满足规范要求,其像控点数量比传统 6点法能够减少1/3,在地形复杂、交通不便的地区,该 方法具有明显的经济效益。 2011(2) [7] 王小准.DMC数码航摄区域网布点方案探讨[J].地理空间信息, 2011(4) 献 [8]耿丽艳,张建新,龚文才,等.DMC航摄影像空三加密的实验研究 [J].测绘与空间地理信息,2010,33(4) [1]张燕.航测外业像控点测量系统的设计与实现[J].城市勘测, 9] 王春波,线东升.1:500地形图全数字摄影测量的精度保证[c] ∥吉林省测绘学会2008年学术年会论文集(上).长春:吉林省测 绘学会,2008 [1O]周光平,陈玲.DMC II数码影像在大比例尺地形测绘中的应用 2]程永.新技术条件下的航测像控测量[C]∥全国测绘科技信息网 中南分网第二十二次学术信息交流会论文集.武汉:全国测绘科 技信息网中南分网,2008 [3]宗伟丽.航测外业新方法探索[J].铁道勘察,2012,38(5) [4] 雷娟.铁路航测中0RIMA空三加密浅析[J].铁道勘察,2012, 38(2) [c]∥江苏省测绘学会201 1年学术年会论文集.南京:江苏省测 绘学会,2011 
各种卫星影像数据在铁路勘测中的应用:蒋勇 17 对大城市、著名风景区、建筑物区域或其他所关注地区 会提供分辨率为1 m和0.5 m左右的高精度影像,视 角高度(Eye ah)分别约为500 m和350 m。目前提供 高精度影像的城市多集中在北美和欧洲,其他地区往 往是首都或极重要城市才提供。中国大陆有高精度影 像的地区很多(几乎所有大城市都有)。常用卫星影 像数据参数如表1所示。 表1 常用卫星影像数据参数 ! 誊妻、~ 本~立体影像)  印度P5卫星数据 妥源3OS号 2… 5 m   69l  52  中 2.5 m 506 3—5 各种数据在铁路勘测中应用 卫星影像测图主要应用于国内航空摄影困难地 区,以及基础地理信息数据获取困难的国外铁路勘测 设计规划阶段和初测阶段1:50 000—1:2 000地形 图测绘,现就各种数据在铁路勘测中的应用情况介绍 如下。 2.1 Google免费数据 (1)数据情况 Google Eaah(MAP)免费数据包括描绘地貌的格 网间隔为90 in的DEM数据和描绘地物(房屋、道路、 河流)的0.5~25 m分辨率影像数据。 (2)数据精度情况 Google Earh免费数据平面精度大致在20 m左 右,高程精度地区不同差别较大,平坦地区可达2 m甚 至更高,高山区则可能达到50~60 in,一般情况下可 以制作1:50 000~1:100 000地形图,满足规划 使用。 (3)数据获取周期 该类数据可以免费下载,下载的速度受数据量大 小和网速的影响,一般情况下,100 km的线路每侧下 载10 km宽度的数据需要大约2 d时间。 (4)制图周期 利用Google earh免费数据制作1:50 000地形图 不需要出外业,效率较高,制作100 km长、20 km宽的 地形图工期需要3 d。 3 REF 3D付费数据 3.1 数据情况 REF 3D数据是法国SPOT公司利用SPOT5卫星 立体数据生产的中间数据产品DEM+DOM,其中DEM 分辨率为20 m,DOM分辨率为2.5 in。目前全球60% 以上地区均已覆盖。 3.2数据精度情况 REF 3D数据产品包括DEM和DOM,DOM的分 辨率为2.5 n、平面精度为10~1 n,DEM高程精度约 在5~10 in的范围,精度低于1:10 000比例尺地形图 的精度,适合测绘1:25 000地形图。 3.3数据获取周期 国内订购SPOT5卫星数据产品下单后需要法国 政府相关部门批准,根据经验一般都没有问题,而且批 准时间在2 d左右,批准后开始生产,正常情况下7~ 10 d内可以下载。 3.4 制图周期 利用REF 3D数据产品测绘1:25 000地形图不 需要出外业,等高线由DEM构TIN生成,地物由DOM 进行矢量化,效率较高,制作100 km 的地形图需要 2 d。 4 中分辨率卫星数据 4.1 数据情况 印度的IRS—P5在中国境内有大量存档立体数 据,境外基本没有,都需要现编程拍摄。 日本的ALOS卫星已经退役,但是其存档的立体 像对的全球覆盖率较大,在65%左右,可以作为一个 补充数据。 国产资源3号测绘卫星数据能够开展立体测绘工 作,但是商用模式目前没有完全明确,数据获取流程复 杂,目前没有成功经验。 4.2数据精度情况 RS—I5独立像对直接利用RPC参数,定向精度 为70~80 m,但是进行外业控制测量后进行立体测 图,其成图精度平面、高程都能达到1:10 000地形图 精度。成图精度如表2所示。 表2 IRS-P5成图精度 
18 察 2013年第5期 ALOS卫星立体影像制图精度稍低于P5卫星数 据,但是外控后立体测图精度基本能满足1:10 000地 形图要求。 4.3数据获取周期 RS—P5卫星境外立体像对存档数据订购后在 2周内可以进行下载,境内的3 d可以下载,没有存档 数据区域编程拍摄周期为2个月,但是编程拍摄的时 间不能确保。 日本的ALOS卫星立体影像存档数据订购后一周 内可以下载使用。 4.4 制图周期 境外项目按100 km线路计(每侧5 km),利用 IRS—P5和ALOS卫星立体影像制1:10000地形图, 工期估计如下。 (1)存档数据订购:15 d; (2)外控测量:7 d; (3)内业制图:10 d; (4)进出场+准备时间:7 d; (5)总工期:39 d; (6)国内项目:2O d。 高分辨率卫星数据 5.1 数据情况 高分辨率卫星立体影像全球范围内存档数据非常 少,只有少量订购过的立体有存档,因此基本上要靠编 程拍摄。 5.2数据精度情况 高分辨率卫星影像分辨率0.5 Il,通过外业控制 测量后进行立体测图,成图精度基本可以达到1: 2 000地形图要求(I级地形达不到规范要求),可以测 绘1:5 000~1:2 000地形图。采用高分辨率卫星影 像测绘1:2 000地形图精度情况如表3所示。 表3高分辨率卫星影像测绘1:2000地图形精度 5.3数据获取周期 主要看卫星公司根据当地天气情况进行评估给出 的天数,周期一般为2个月左右。但是卫星公司不保 证到时一定能完成拍摄并提交影像数据,到时拍摄不 下来,或者拍摄的影像云影太多或太模糊不能使用的, 用户只能选择继续等待或者撤单。所以,订购高分辨 率卫星影像存在很大的工期风险。 5.4 制图周期 由于订购后不能保证立体影像到期能够拍摄下 来,每100 km线路长度每侧制500 m宽的1:2 000制 图,一般在拿到数据后40 d左右。 6 结论 卫星影像分辨率是决定成图精度的关键技术参 数,从而决定了测图比例尺大小以及对铁路勘测设计 哪个阶段适用,具体情况如表4所示。 表4卫星数据适用的制图比例尺及勘测阶段对应情况 利用商用卫星影像进行航测制图,不失为一种快 捷和实用好方法,虽然目前只能在地理条件极其困难、 航空摄影测量难以实现的情况下作为一种必要的补充 手段。但随着卫星遥感技术的不断发展,卫星影像正 朝着高效率、高精度方向发展,将为铁路航测制图提供 种类更多、精度和时效性更高的数据源,满足铁路勘测 设计各阶段航测制图的需求。 献 [1]TB10050-97新建铁路摄影测量规范【S] [2]熊亮.卫星影像制图在铁路勘测设计中的应用研究[J].铁道勘 察,2009(6) [3]谢伟.Google Eaah等免费数据源在铁路勘测设计中的应用[J]. 铁道勘察,2009(2) [4] 河南省测绘工程院,等.卫星遥感影像在1:I万比例尺基础测绘 中的应用[J].城市勘察,2010(6) [5] 陈杰.卫星影像在国家中小比例尺测绘工程中的应用研究[D]. 西安:西安科技大学.2010 

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