2024年6月2日发(作者：)

２６　铁道勘察　２０１１年第４期　

文章编号：１６７２—７４７９（２０１１）０４—００２６—０３　

Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｒｔｈ卫星影像辅助空三制作中小比例尺地形图　

王一川　

（中铁二院测绘工程设计研究院，Ｉ￣１］ｌｌ成都６１００３１）　

Ｄａｒｗｉｎｇ　Ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｍｅｄｉｕｍ／Ｓｍａｌｌ－ｓｃａｌｅ　Ｍａｐｓ　ｂｙ　Ｇｏｏｇｌｅ　

Ｅａｒｔｈ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｉｍａｇｅ－ａｉｄ　Ａｅｒｉａｌ　Ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎ　

Ｗａｎｇ　Ｙｉｃｈｕａｎ　

摘要对Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｃｈ的精度进行了分析，提出了在Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｃｈ上量取控制点进行空三加密，　

并制做中、小比例尺地形图的可能性，用于解决铁路设计前期国外或无图区无图可用的困难。结合实际　

工程，选取国外某测区，利用该方法进行空三加密后得到平差结果，结果显示定向精度符合铁路　

１：５０　０００地形图要求，可用于铁路项目前期预可研阶段。　

关键词Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｃｈ空三加密精度分析　

中图分类号：Ｐ２３１　文献标识码：Ａ　

收稿日期：２０１１—０６—１３　

作者简介：王一川（１９８１一），女，２００６年毕业于西南交通大学地理信息　

航空摄影测量步骤是首先进行航空摄影，外业获　

工程专业，硕士，工程师。　

取控制点，内业空三加密，最后航测制图。这种模式　

梁的长度、宽度、预拱度和梁端的高程进行竣工测量，　

判定模架处于稳定状态，可以终止试压进行卸载。试　

编制竣工测量资料。　压试验完全结束后技术部门应对测量结果进行做图分　

钢梁悬臂散拼安装：　

析，分析模架在试压过程中产生的弹性变形和非弹性　

钢梁悬臂拼装之前，测量人员应该根据设计图纸　

变形，计算出模架安装的预拱值。测量人员根据预拱　

的要求，利用测量设备放样出钢桁梁拼装施工平台支　

值利用测量设备对移动模架中心轴线、底模、侧模的平　

架的位置和高程。在悬臂安装过程中实时对安装节点　

面位置和高程进行安装调整，直至满足规范为止。在　

进行三维变形观测，观测悬臂挠度和中线偏位变化情　

梁体成形后利用测量设备对梁体的中心轴线偏位、尺　

况，如小于设计值，则证明钢梁制造及安装质量满足设　

寸、高程等进行竣工测量。　

计要求。钢梁在到达前方支点时，并观测梁底与墩顶　

之间的净高度值和轴线偏位值。整段拼装完成后利用　

３　结束语　

全站仪对其梁体进行精确定位，调整钢梁中线的横向　任何一座施工测量复杂的桥梁，只要制定出具体　

偏位和竖向偏位，直至满足规范为止。最后对安装的　

可行的测量施工控制方案，控制桥梁施工中的测量重　

钢梁进行竣工测量，测量钢梁的长度、宽度、预拱度和　要部位和环节，同时做好测量数据复核工作，就会避免　

梁端的高程。　

桥梁施工中测量造成的任何错误，给桥梁的顺利贯通　

（３）引桥现浇箱梁施工　奠定了坚实基础。　

在移动模架拼装完成后，测量人员先在模架上布　参考文献　

设沉降观测点，利用水准仪对空载一荷载５０％一荷载　

［１］ＴＢ１０７５２－－２０１０高速铁路桥涵工程施工质量验收标准［ｓ］　

８０％一荷载１００％一荷载１２０％阶段进行预压观测，记　

［２］ＴＢ　１０１０１－－２００９铁路工程测量规范［Ｓ］　

录当时的天气状况、温度、观测时间。当加载到设计荷　

［３］ＴＺ２１３－－２００５客运专线铁路桥涵工程施工技术指南［ｓ］　

［４］朱海涛．桥梁工程使用测量［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２０００　

载之后，持续观测模架各测点的变化情况，如果测点在　

『５１王军．桥梁施工测量控制要点『Ｊ］．科技资讯，２００９（２８）　

４８　ｈ内累计沉降变形量最大值不大于２　ｍｍ时，即可　

ＧｏｏＳｅ　Ｅａｃｈ卫星影像辅助空三制作中小比例尺地形图：王一Ｊ　２７　

中，外业控制是整个航测精度的重要保证。在地形困　

难，气候恶劣地区，人员难以进入，外控要花去大量人　

力和物力，且周期长。在国外项目中，许多第三世界国　

家基础测绘信息严重不足，进入大量人员进行外业控　

制工作更是难上加难。许多情况下，在铁路项目的前　

期预可研阶段，线路设计只需要中、小比例尺的地形　

图，对精度要求可以放宽，不需要也不允许投入大量精　

力到外业控制当中。面对无图可买、无图可用的情况，　

希望利用Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｒｔｈ卫星影像提供的三维坐标替代　

传统外业控制点，得到小比例尺地形图。　

１　Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｒｔｈ卫星影像特点　

谷歌地球（Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｒｔｈ）是一款Ｇｏｏｇｌｅ公司开发　

的虚拟地球仪软件，它把卫星照片、航空照相和ＧＩＳ布　

置在一个地球的三维模型上。ＧＥ于２００５年向全球推　

出，被‘＇ＰＣ世界杂志”评为２００５年全球１００种最佳新　

产品之一。用户们可以通过一个下载到自己电脑上的　

客户端软件，免费浏览全球各地的高清晰度卫星图　

片　Ｊ。Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｒｔｈ还有大量可提供用户添加的地标、　

航迹、ＫＭＬ地图等，组成了一个巨大的多维地理信息　

库。此外，Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｒｔｈ还为开发人员提供了程序接　

口，方便进行二次开发，调用数据等　，为在Ｇｏｏｇｌｅ　

Ｅａｒｔｈ上进行工程测量，铁路选线等工作提供了可能。　

在Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｒｔｈ上量取控制点主要考虑到它以下　

的优点：　

（１）Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｒｔｈ提供了全球大部分地区的卫星　

影像，而且做到无缝连接，无极放大，操作方便。　

（２）清晰度高，可以在影像上清楚看到待量测目　

标的位置。　

Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｒｔｈ的卫星影像是卫星影像与航拍的数　

据整合，其最高分辨率可达分米级。Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｒｔｈ上的　

全球地貌影像的有效分辨率至少为１００　Ｉｌｌ，通常为　

３０　１ＴＩ（例如中国大陆），视角海拔高度（Ｅｙｅ　ａｌｔ）为　

１５　ｋｍ左右（即宽度为３０　ｍ的物品在影像上就有一个　

像素点。对于大、中城市，Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｒｔｈ包含了高精度　

的卫星影像，包括ＱｕｉｃｋＢｉｒｄ、ＬＡＮＤＳＡＴ一７、ＩＫＯＮＯＳ及　

法国ＳＰＯＴ５。其中ＳＰＯＴ５可以提供解析度为２．５　１１１的　

影像，ＩＫＯＮＯＳ可提供１　ｉｎ左右的影像，而ＱｕｉｃｋＢｉｒｄ　

能够提供最高为０．６１　１ＴＩ的高精度影像。　

（３）数据免费，适合项目投标、预可研阶段使用。　

２　Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｒｔｈ卫星影像精度　

２．１　高程精度　

Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｒｔｈ采用的数字高程模型数据主要是　

ＳＲＴＭ（Ｓｈｕｔｔｌｅ　Ｒａｄａｒ　Ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ　Ｍｉｓｓｉｏｎ），它是由美国　

太空总署（ＮＡＳＡ）和国防部国家测绘局（ＮＭＡ）联合测　

量的，覆盖了全球陆地表面的８０％以上。ＳＲＴＭ数据　

精度有１　ａｒｃ—ｓｅｃｏｎｄ和３ａｒｃ－ｓｅｃｏｎｄ两种，分别为３０　ｍ　

（ＳＲＴＭ一１）和９０　ｉｎ（ＳＲＴＭ一３）数据。现在ＧＥ大部分　

高程模型是利用ＳＲＴＭ一３数据建立的，它的高程基准　

为ＥＧＭ一９６大地水准面，平面基准为ＷＧＳ８４　。　

ＳＲＴＭ一３的标称绝对高程精度为±１６　Ｉｌｌ，标称绝对水平　

精度为±２Ｏ　Ｉｌｌ，取得的描述面为ＤＳＭ。中铁二院在“郑　

州至万州”等项目中将ＧＥ上获取的高程与国家１：　

５万地形图上读出的高程比较，高差在１０　ｍ以内　；　

经铁四院在金温铁路设计中验证，ＧＥ高程与实测高　

程差值也在１０　１１３以内　。　

２．２　Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｒｔｈ平面精度　

Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｒｔｈ平面精度根据卫星影像种类不同而　

有差别，主要是靠其ＲＰＣ参数的精度来决定的。在大　

城市等高分辨率卫星影像覆盖的地方精度要高，可以　

达到１０　ｉｎ以下，有的地区可达２．５　ｉｎ。其他地区精度　

一

般在３０　ｉｎ。由于军事，经济等原因，总的来说欧美　

地区精度要高于中国地区的精度。　

３应用实例　

实验区选取某国外项目中一段，有平原和丘陵，属　

于ＩＩ级地形。由于是预可研阶段且在国外，考虑到政　

治、成本和时间等因素，不方便派人到现场实测控制　

点，于是决定利用在Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｒｔｈ上量取控制点进行　

空三加密来制作地形图。加密软件选用ＶｉｒｏＺｏ　ＡＡＴ，　

平差软件使用其自带的ＰＡＴＢ。　

３．１　加密连接点及控制点选取　

实验区面积为１４０　ｋｍ　，空三加密航片摄影比例尺　

为ｌ：１６０　０００，有两条航线。加密时连接点和控制点　

的选择均严格按照《铁路工程摄影测量规范》　（以下　

简称《规范》）要求执行。　

内业加密的连接点在规定的６个标准点位选择，　

困难地区需要增加连接强度时，增加了连接点的数量。　

测区有两条航线，且旁向重叠比较大，选择旁向连接点　

时，上下航线要分别选点，并互相转刺。区域网平差的　

航线连接点均采用双排点布设。　

在实验区均匀选择了３４个控制点。控制点位置　

要选择Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｒｔｈ和航片上的同名点，点位目标在　

航片上影像必须清晰、明显，点位尽量明确，易辨认，如　

路角、田角等，减小人为因素带来的误差。控制点选择　

除了按照《规范》进行外，由于Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｔｒｈ上的影像　

铁道勘察　２０１１年第４期　

是卫星影像，还要考虑投影差带来的影响，因此控制点　

最好不要选择在房角、铁塔等高层建筑上，而是让控制　

点落在地面（如图１所示）。　

图１控制点选择　

３．２加密平差精度统计　

平差软件选用了ＰＡＴＢ。它是世界上著名的区域　

网平差程序之一，使用理论上最严密的光束法平差　

算法。　

实验区空三加密平差精度见表１。　

表１各控制点精度　ＩＴＩ　

续表１　

３．３铁路设计对精度要求　

铁路勘测设计从预可研到施工图设计对精度要求　

越来越高。在铁路投标、预可研阶段，以１：５０　０００地　

形图为主。　

从表２的统计数据可以看出，平差后加密结果完　

全满足《规范》对铁路勘测设计１：５０　０００地形图精度　

要求。　

４结束语　

从进行的一些实验来看，在缺乏足够基础资料的　

情况下，利用Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｃｈ辅助空三加密来获取　

ｌ：５０　０００比例尺的地形图是可行的，这为铁路预可研　

阶段用图提供了方便。但是这种方法仅适用于Ｇｏｏｇｌｅ　

Ｅａａｈ有高分辨率卫星影像的情况下，如果待测图区域　

只有Ｌａｎｄｓａｔ　７等影像时，精度是否能够以达到用图要　

求，还值得探讨。　

参考文献　

［１］ｈｔｔｐ：／／ｂａｉｋｅ．ｂａｉｄｕ．ｃｏｍｖｉｅｗ７２０４６０．ｈｔｍ　

［２］韩皓．ＧＯＯＧＬＥ　ＥＡＲＴＨ在铁路勘测设计前期工作中的应用［Ｊ］．　

铁道勘察，２０１０（１）：９—１２　

［３］谢伟．Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｒｔｈ等免费数据在铁路勘测设计中的应用［Ｊ］．铁　

道勘察，２００９（２）　

［４］　朱颖，蒲浩，刘江涛，等．基于数字地球的铁路三维空间选线技术　

研究［ｊ］．铁道工程学报，２ＯＯ９（７）：３３—３７　

［５］　王一波，邵伟伟，罗新宇．Ｚｏｏｇｌｅ　Ｅａｒｔｈ数据精度分析及在铁路选　

线设计中的应用［Ｊ］．铁道勘察，２０１０（５）：６８—７１　

［６］ＴＢ　１００５０－－２０１０　Ｊ　１０８７－－２０１０．铁路工程摄影测量规范［Ｓ］　

［７］叶丰明，韩正海．Ｇｏｏｇｌｅ　Ｅａｒｔｈ在铁路勘测设计中的应用［Ｊ］．铁道　

勘察，２００９（６）：４３—４６　

［８］　陈建平，常庆瑞，陶文芳，等．基于ＧｏｏＳｅ　Ｅａｃｈ的ＧＩＳ专题制图技　

术研究与应用［Ｊ］．水土保持通报，２００８　２８（６）：６３—６７