新型測繪技術在大比例尺測圖中的應用

楊雷

摘要：傳統的大比例地形圖測繪方法存在工作量大、數據更新慢、作業效率低下等問題。新技術的發展使大比例尺地圖技術發生了巨大變化，傾斜攝影測量、激光三維掃描技術已成為當前的研究熱點。本文對利用無人機傾斜攝影技術進行1：500高精度地圖繪制的關鍵技術進行了研究，并對其中的技術要點進行了分析，并結合某市區一個小山村，對其進行了平面和高程精度的對比分析。通過對像控點的嚴格控制，1：500地形測繪精度達到了標準要求，提高了工作效率。

關鍵詞：大比例地形圖;策湖覅那個發;攝影測量;嚴格控制

引言：隨著現代測繪技術的不斷發展，大比例尺測地圖技術也得到了極大的發展。無人機攝影測量技術在提高測繪工作效率的同時，仍然依賴于1：2000比例尺的常規立體測繪，在1：500大比例尺的情況下，很難保證成果的準確性，特別是在高程精度上存在很大的偏差。所以，必須采取全現場測繪的方法來進行高程的補充，這就增加了很多的外業工作。傾斜攝影測量技術和三維激光掃描技術突破了傳統測量技術的限制，成為新一代測繪技術的熱點。

1.關鍵技術研究

1.1技術流程

采用無人機傾斜測量技術，采用1：500大比例尺測繪技術，其技術流程包括：控制外業飛行姿態、高精度像控點布置與測量、空三加密、測繪。其技術過程主要包括收集整理已有的資料、制定航飛方案、像控點的布置和測量、影像數據的采集、數據的預處理、空三解算、三維建模、 DLG采集、調繪補測、成果質量檢驗和最后的成果提交。

1.2關鍵技術要點研究

（1）嚴格地設置和測量象控點。由于飛行器采集質量、環境影響等因素較多，因此，傾斜工程要達到較高的測量精度，如控點的布置與布置方案往往要比標準高。為了確保測量的準確性，通過現場實測比較，本文將 GPS靜止和 RTK兩種方法分別布設了均勻分布的象控點，并將 GPS靜態測量方法與本地高程進行了聯合測高。（2）使用 RTK飛行裝置，其具有準確的校正。RTK技術具有高精度、快速、高精度的特點，能夠實時獲取被測點的三維坐標，具有較高的定位精度;但是，由于無人機的高速飛行， RTK實時定位技術會出現由于飛行誤差而產生的相位偏移，使其不能與真實的飛行姿態相匹配，從而產生誤差。所以需要使用精密的 RTK裝置，對飛行速度進行控制，以改善外向角參數的精確度。（3）多視角三度圖像與傾斜度圖像的緊密匹配。空三加密技術是實現高精度三維建模的重要環節。傾斜拍攝的圖像以側面拍攝為主，特別是建筑變形較大，遮擋嚴重。首先，利用 SIFT算法在計算機視覺上進行匹配，然后利用高精度的控制點和圖像位置數據，利用附加的區域網絡進行平差，從而獲得平差后的外方位元素;（4）三維測繪軟件，它具備輔助測圖的功能。目前市場上已有許多以三維傾角模式為基礎的測繪儀，都具有裸眼直接測圖的能力，通過對測圖軟件的試驗，得出了具有輔助線形功能的測繪儀的核心問題。

2.實驗流程與結果分析

2.1實驗區概況

實驗區在某市東部的一個村莊，地形平坦，測量區的面積大約為1.5平方公里。測區以村落為主，多為低矮房屋，占地約65%，測區西側有2座高層樓，東南側4座。

2.2實驗數據采集與處理

（1）采集資料。試驗中，多轉翼無人機配備了五片自適應的傾斜式攝像機，各透鏡具有相同的定焦焦距、4.5微米的成像單元和6000*4000的感應器。根據測區特點及無人機特性，將測區分為5個區域，共11個航班，高層區180米，航線交迭率80%，側交迭70%。由于透鏡傾斜會對測區的邊沿產生一定的影響，因此在測區的邊界上再增加一至兩條航路，實際飛行面積約2km2，有效圖像36560幅，地面分辨率為2 cm。在測區內均勻布設24個像控點，10個精密度檢測點。由于氣象條件的原因，在野外布置像控點所需時間為2天，而圖像的獲取時間為3天。（2）實景三維資料的加工。然后，利用主要的三維模型軟件，對數據進行預處理，建立工程文件，檢查圖像質量，設置參數，控制點，多視圖像空間三解算，分區塊密集匹配，紋理映射，輸出結果。三維建模的數據主要有點云、三維白模、 TIN網格、三維真實場景等。（3）立體測繪。在得到的3D場景模型的基礎上，利用市場上主流的矢量地圖軟件對 DLG進行了測量。重點是本系統具有輔助線的功能，可以利用垂直輔助線、十字輔助線對屋檐進行校正，提高了測量精度。《1：500、1：1000、1：2000地形圖圖式》中的全部數據都是按照 GB/T2257.1-2017中的要求進行的。

2.3實驗結果分析

為了檢驗以上結果的準確性，利用常規全站儀外場測量，隨機選擇69個地面測量點，進行了平面和高程的比較，以檢驗結果的準確性。通過與實際觀測資料的比較，發現在平面上，觀測點69個，粗差2個，粗差率2.9%，中差為±0.056米，低于《城市測量規范》中地物點中地物點與相鄰平面控制點之間的偏差;在高程精度上，69個監測點中誤差為±0.048米，低于《城市測量規范》中的標高注點與相鄰圖根點的標高偏差。

結束語

本文對1：500地形測繪技術在無人機傾斜攝影測量中的應用進行了研究，并對其關鍵技術進行了討論，并結合某市區農村地區的實際情況，對其進行了平面與高度的精確分析。研究結果表明：采用無人機傾斜攝影技術進行1：500地形圖測繪，能夠顯著地提高野外作業的采集速度，并達到有關技術規范的要求，技術路線是可行的。以實景為基礎的矢量獲取要求高、高精度、高分辨率，但真實的模型存在著模糊等缺陷，甚至由于天氣、光線等因素的影響，造成地面物體的邊緣模糊，不利于建筑物矢量的獲取，增加外部的調繪、補測工作。

參考文獻

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