简介:该文是卫星影像和航空航天有关硕士论文开题报告范文与水源地方面在职研究生论文范文.
摘 要：水源地保护区勘界可为水源地规范化建设方案编制、最严格水资源管理实施、环保督查等提供重要的地理信息数据支撑.以重庆市丰都区弹子台水源地保护区勘界测量为实例,采用CQCORS进行特征点数据采集,结合高分辨率卫图影像,以EPS地理信息工作站为数据处理平台,对水源地保护区勘界数据进行校核、投影换算、影像纠正与匹配、数字化地形图成图.成图精度检验结果表明,该方法高效快速,满足测量精度,可为类似工程提供参考.
关键词：水源地;勘界;高分辨卫星影像;CQCORS;水源地保护区;弹子台水库;丰都;重庆
中图法分类号：TV211.1 文献标志码：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2020.04.001
国家“十三五”规划明确提出,实行最严格的水资源管理制度.目前,生态环境部、水利部对饮用水水源地实行更加严格的水保护制度.其中,对于饮用水水源地规范化建设方案编制,必须开展保护区边界勘测和图形绘制,建立地理信息数据库.水源地保护区边界地理信息同时可为水污染防治、水源安全管理、环保部门督查等提供重要的基础数据支撑.乡镇集中式水源地多处于偏远山区,远离人口密集居住地,交通较为困难,自然地理条件复杂,测量极其不便.鉴于此,本文结合重庆市丰都区弹子台水源地保护区勘界测量项目,采用cQ—CORS进行特征点数据采集,结合高分辨率卫图影像,以EPS地理信息工作站为数据处理平台,对水源地保护区勘界数据进行校核、投影换算、影像纠正与匹配、数字化地形图成图.
1CQCORS简介
CQCORS是由重庆市地理信息中心管理的全市统一的现代测绘地理信息空间定位基准.该定位基准覆盖整个重庆市区域,范围达8000余km2,全面兼容BDS、GPS和GLONASS卫星定位系统,可全频段接收北斗的B1、B2、B3,GPS的L1、L2、L5和GLONASS的G1、G2信号,能全天24h不间断提供导航定位差分服务.平面定位精度和高程定位精度均达到厘米级.图1为采用CQCORS采集的GNSS基站分布及项目所在位置信息.
2测区概况
弹子台水库位于重庆市丰都县包鸾镇新花村境内,为包鸾河（龙河支流,长江二级支流）上游河尾段.水库集雨面积35.8km2,总库容1149.82万m3,正常库容1014万m3,正常蓄水位692.0m,设计洪水位692.0m,校核洪水位693.8m,年可供水量2192万m3.该水库2003年建成投入使用,以城镇饮用水供水为主要功能,兼顾农田灌溉、防洪和发电功能.水源地为典型的高山地带,只有一条乡村崎岖山路通过县城,距离约30km,交通较为不便.
该水库水源地一级保护区（正常蓄水位纵深30m范围内）海拔约680～720m,与水面线高差最大达40m,地势陡峭,爬行困难.高密度植被主要为灌木林、针叶林及少数经济作物林,覆盖区域约占总测量区域面积的60%,为测量极为困难区域.
依据已有的卫星影像数据和野外踏勘的勘界范围和特性,在整个保护区范围内外均匀选取布设了6个特征点,现场无遮挡、卫星信号良好,观测精度符合要求;在卫星影像图上特征明显,易于判别.特征点主要为大坝坝顶拐点、公路转折处、民房角点、水位遥测站房角点等.现场采用CQCORS按圖根点测量技术要求进行施测,并将数据及时上传至解算中心解算为CGCS2000坐标系统数据.表1为6个特征点距最近CQCORS GNSS基站的距离.
3制图流程
根据业主需求,对本次水源地进行一级保护区勘界,平面精度0.5m.基于自然地理条件限制,常规测量仪器进行实地勘界较为困难,测量工期难以保证.受项目勘测成本限制,采用无人机等技术进行低空（倾斜）摄影测量无法保证项目收益.因此,依据项目精度要求,利用CQCORS进行特征点提取,参数校正,采用EPS调用卫图底图进行矢量化绘图,再进行参数求取,图件转换输出.实施流程见图2.
3.1卫图下载与转换
卫星影像底图通过91卫图软件下载获取,选择GoogleEarth无偏移影像（默认为最新影像资料）,可通过行政区划界线、多边形、圆形以及拉框等方式进行范围框定下载.在下载对话框中输入测区名称、存储目录,选择数据类型和影像级别.由于对高程数据不作要求,本次选择数据类型为“影像”.影像级别选择最高等级19级（0.26m）,裁剪范围选择按边界范围裁剪.此外可根据制图需要叠加当前显示的矢量图层、道路地名参考层、经纬网及比例尺等其他信息.
转换类型选择EPS可导入的类型“Geotiff”格式,坐标投影选择“国家2000坐标系高斯投影”,并根据当地转换参数进行分带（子午线、加常数）、转换七参数设定,也可直接导人编辑好的参数（文本格式）.EPS制图一般选择背景颜色为黑色（默认）.
卫星影像底图下载及转换的历时因框选范围区域、影像级别大小、网络环境不同而不同,通常10G的数据耗时约5min.卫星影像图还可借助第三方处理软件,如Arcgis进行影像裁剪、大气与辐射校正等,以获取更高质量的制图底图.
3.2EPS矢量化制图
转换好的卫图文件存放在以测区名称命名的文件里,该文件应包含“Geotiff”格式卫图影像、“测区名称.pri”文件以及其他文本文件.“测区名称.pri”含投影参数、坐标系统等各类信息,文本文件包含影像像素、四角坐标值、空间分辨率、比例尺以及影像拍摄日期等信息.上述文件缺一不可,否则会引起EPS调入卫图错误甚至宕机.
EPS工作平台是一款基于数据库的专业测绘绘图成图软件,可兼容DWG、MDB、SHP等多种格式的图形数据,支持其他数据处理平台的来源数据双向转换.可实现BMP、TIF、TIFF、JPG、PNG、ICO等不同类型图像的调入与处理.
调入前应事先做好EPS工作环境的设置工作,包括比例尺、坐标系统、投影参数等,并检查是否与Geotiff格式卫图影像各类参数一致,否则可能会引起严重的坐标信息错误.检查无误后可直接调入卫图影像到EPS.
矢量化制图内容主要包括水边线制作、道路及管线制作、水源地（水库）水工附属设施绘制、特征点标定与绘制、水源地保护区界线绘制与编辑.本文重点介绍水源地保护区界线绘制与编辑.EPS良好直观的绘图界面和功能强大的点、线、面编辑处理功能使水源地保护区界线绘制轻而易举.一级界线规定为常年水面线纵深30m,水面线矢量化勾绘完成后,点击编辑菜单下子功能键“距离（过点）平行线”,选择“水面线”,勾选“复制”,范围为“全线”,输入距离30m,确定后即可绘制一级界线.还可以对线上尖头（大于45°）处进行圆滑处理和裁剪,将线上节点进行抽稀,对线型进行平滑处理,更改线地物代码后,一级水源地保护区界线绘制完毕.
3.3参数求取与图件转换
将特征点的CQCORS测量坐标数据与EPS下标定坐标数据输入到EpsNas测量控制网平差系统进行坐标转换参数计算.分别设定好两套坐标系统的椭球基准和平面系统等参数,计算时选择七参数类型进行转换（见图3）.中误差符合相关技术规范要求后记录转换七参数数值.
在EPS下输人命令“TransCoordEx”进行全图坐标系统转换,选取所有数据后,输入计算好的参数值,点击确定完成转换,即所有矢量化数据成为基于CQCORS数据的CGCS2000坐标系统数据.
运行脚本程序即可输出符合业主要求的DWG格式地形图件.由于成果图件要求叠加卫星影像地图,因此还需要进行卫星地图与转换后的地形图校正重合.在91卫图软件下重新下载勘界范围的卫星影像图,导出时输人计算好的坐标转换参数即可.在CAD软件下加载影像导人CAD插件“VLX”插件,命令行输入INSG命令,运行程序将进行坐标参数转换后的卫星影像图调入CAD中,调整地形图与卫星影像图的放置顺序,成果图件即实现叠加套合.图4为基于CQCORS与卫图的水源地保护区勘界局部图件.
3.4精度分析
为了检验成图精度是否满足需求,图上标定一定规模数量的水面线、一级水源地保护界线以及其他特征拐点,并保留三维坐标值.现场采用全站仪实地检验测量,按图根控制点精度施测,获取同一坐标系统下的三维坐标值,并进行坐标比对（高程数据不参与精度比对）.本次共标定现场GNSS测量特征值27个.数据对比分析表明：纵向坐标x最大差值△Xmax为0.167m,横方向y最大差值△Ymax为0.204m;平均误差为0.113m,较差中误差0.197m.
4结语
重庆市丰都县弹子台水源地保护区勘界实例运用及精度结果分析表明：基于卫星影像图的水源地保护区勘界与制图方法高效快速,可节约野外观测时间;利用EPS进行矢量化成图各数据详實,相关地物、地貌等与测区实际情况吻合度较高;利用cQ.CORS进行特征点测量与参数校正,偏移量满足业主需求指标,成果精度可靠,满足相关技术规程精度,可为类似工程提供参考.
总结：归纳总结,上文是关于水源地方面的相关大学硕士和卫星影像和航空航天本科毕业论文以及相关卫星影像和航空航天论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
水源地引用文献:
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[2] 卫星发射和航空航天专升本毕业论文范文 卫星发射和航空航天相关毕业论文提纲范文8000字
[3] 卫星导航和航空航天在职毕业论文范文 卫星导航和航空航天方面有关在职开题报告范文10000字
