倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用

缪爱平 雒金泉

【摘要】倾斜摄影测量技术发展迅速，在大比例尺地形图测绘中优势明显。本文首先对倾斜摄影测量技术进行介绍，然后对倾斜摄影测图工艺流程进行分析，并以某工程为研究对象，对大比例尺地形图测绘中倾斜摄影测量技术的应用方式进行详细探究。

【关键词】大比例尺地形图;倾斜摄影测量技术;流程

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.19.109

1、引言

大比例尺地形图测绘中，一般采用数字化测图方式，外业数据采集周期长，并且数据处理过程复杂，工作效率比较低。现如今，倾斜摄影测量技术发展迅速，在复杂地形勘测中数据采集方式便捷，同时对于后期数据能够进行批量化处理，且成图速度快，可满足业主多样化需求。因此，对倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用进行深入研究。

2、倾斜摄影测量技术

倾斜摄影测量技术发展迅速，能够从垂直、倾斜等五个方向采集影像数据，在摄影过程中记录航速、航高、纵向重叠以及旁向重叠等信息。当影像数据采集完成后，即可利用倾斜摄影测量软件对所采集的倾斜影像、地面控制点数据以及POS数据进行内业处理，再创建数字表面模型。在倾斜摄影测量技术的实际应用中，数据处理软件包括Smart3D、ContextCapture、Pix4Dmapper等。

3、倾斜摄影测量测图

在大比例尺地形图测绘中，倾斜摄影测量技术的应用，关键步骤包括航摄规划、数据获取、三维模型构建、地形图要素采集等等。

3.1航摄规划

综合考虑测区实际情况，对无人机航飞参数进行调整。航线、旁向重叠度应控制在70%以上，如果测区地势平坦，或者没有人工构筑物影响，则可适当放宽，如果测区地形起伏比较大，则可适当增加重叠度，而如果测区高差较大，则需合理分区，或根据地形起伏情况调整无人机飞行高度，确保像片重叠效果。在倾斜摄影测量技术的实际应用中，可能会受到无人机续航时间因素的印象，一个架次覆盖面积在0.2km2～0.3km2之间，在实际测量中，需根据区域面积对航摄方案进行优化设计。

3.2数据获取

数据获取内容包括两类，即像控点数据以及影像数据，为了保证航摄成果精度，首先需布设测控点，然后再進行航摄。测区外围特征点比较少，可采用靶标布测形式。在倾斜摄影测量中，对于天气环境的要求比较低，但是依然应尽量在光线条件良好的天气获取影像，保证模型质量。

3.3数据处理

在数据预处理中，需去除无人机姿态影响下所产生的质量较差的像片，然后再结合控制点，应用倾斜摄影测量技术进行空三加密处理，进而形成高密度点云。在三维模型创建中，可利用集群式操作方式，再根据检查点检查模型进度，再以三维模型为基础，采集地物要素。对于模型棱角处，需做好圆滑处理，在建筑物采集时，可采用线相交形式确定角点位置，合理规避人为采集所造成的误差。

3.4调绘补测

在地物位置判断中，如果模型不完整，则会影响判别结果准确性，可采用外业调绘补测形式采集信息，然后再进行核查。可在采集图的基础上完善信息，并做好整修处理，根据大比例尺地形图测绘要求做好详细检查。

4、倾斜摄影测量技术的应用实例

4.1测区概况

某测区为居民区，总面积为2.52km2，通过现场调查，该测区地形起伏比较大，在测区范围内，共设置23个像控点，各像控点之间的距离为120m。在布点过程中，应保证布设点能够控制成图范围，如果区域面积比较大，则需合理分区，对于接边地区增加像控点数量。在像控点精度控制中，应用HiCORS系统，在数据采集完成后，利用海南CORS中心进行处理，进而获得各点CGCS2000平面坐标以及正常高。在无人机航线设计中，共飞行6个架次，单架次均有5条航线。航摄相片共1454张，POS数据共749个，在无人机飞行中，相对高度140m，航向重叠度和旁向重叠度分别为80%、65%。

4.2内业处理

对于内业影像数据，需应用Context Capture软件进行处理，关键步骤包括空三测量、三维建模。对于外业测定所得像片控制点成果，需在内业环境中进行转换，并对区域网模型做好约束平差解算分析，最终将区域网纳入至大地坐标系统中。

4.2.1空中三角加密

在本次测绘中，将航摄数据与CPRS数据有效结合，并对POS数据进行解算分析，提高POS数据精度。通过POS数据，准确提取像片连接点，再利用像控数据做好平差解算。在完成空三加密处理后，即可将将测量数据应用于后续环节。

4.2.2正射影像制作技术要求

（1）单片纠正时，可采用逐片纠正方式，严格依据成图规定和要求，实现最大区域化成图，避免影像偏差。（2）选择相片中心投影差比较小的影像，对影像进行拼接处理，避免像片中建筑、高大树木投影差对影像结果准确性造成不良影响。（3）对于镶嵌线，需根据自然线性地物进行划分，要求避免穿越建筑工程、地块等。（5）图像镶嵌处理完成后，保证地物对应关系。

4.2.3镶嵌、匀光匀色处理

（1）镶嵌处理。对正射影像图进行纠正处理和镶嵌处理，保证线状、面状地物完整性，将相邻正射影像图进行无缝拼接。（2）匀光匀色。对原始相片质量进行检查，选择适宜的样本数据，拉开直方图，采用正态分布形式。在匀色时，可利用影像匀光模块，综合考虑影像面积大小设置参数。在对影像进行匀色处理后，如果匀色效果不好，则可利用Photoshop进行手动调整。（3）立交桥完整性和接边。在此过程中，可利用分层编辑DEM方法进行多次正射纠正以及拼接处理。

4.2.4正射影像图质量检查

（1）对影像文件地理坐标进行检查，同时检查X、Y方向像元地面尺寸、行列数的准确性。（2）对像对之间的向前误差、图幅接边差进行检查，判断影像是否有局部模糊、扭曲变形等。（3）检查正射影像图饱和度以及色调，在三维重建中，可采用ContextCapture软件，自动化水平比较高，自动形成测区三维模型。利用EPS软件采集测区要素，然后导出DWG格式文件，并采用南方CASS软件进行优化配置，即可形成DWG格式文件。最后通过南方CASS编辑地形图，即可完成地形图测绘。

结语：

综上所述，在大比例尺地形图测绘中，部分测区地形条件复杂，传统测绘技术无法满足实际需要，对此可利用倾斜摄影测量技术，能够有效节约测图成本，提升测图效率，简化测图流程，同时保证大比例尺地形图测绘结果准确性。

参考文献：

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[2]周永丹.浅谈无人机倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用[J].科技风，2019，No.383（15）：244-244.

[3]魏益友，邹俊华.倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用[J].资源信息与工程，2019，v.34;No.236（02）：131-132.

作者简介：

缪爱平（1983.10.08），男，江西崇仁，工程师，主要从事基础测绘、地形测量、和变形监测工作。