新型测绘技术在大比例尺测图中的应用

杨雷

摘要：传统的大比例地形图测绘方法存在工作量大、数据更新慢、作业效率低下等问题。新技术的发展使大比例尺地图技术发生了巨大变化，倾斜摄影测量、激光三维扫描技术已成为当前的研究热点。本文对利用无人机倾斜摄影技术进行1：500高精度地图绘制的关键技术进行了研究，并对其中的技术要点进行了分析，并结合某市区一个小山村，对其进行了平面和高程精度的对比分析。通过对像控点的严格控制，1：500地形测绘精度达到了标准要求，提高了工作效率。

关键词：大比例地形图;策湖覅那个发;摄影测量;严格控制

引言：随着现代测绘技术的不断发展，大比例尺测地图技术也得到了极大的发展。无人机摄影测量技术在提高测绘工作效率的同时，仍然依赖于1：2000比例尺的常规立体测绘，在1：500大比例尺的情况下，很难保证成果的准确性，特别是在高程精度上存在很大的偏差。所以，必须采取全现场测绘的方法来进行高程的补充，这就增加了很多的外业工作。倾斜摄影测量技术和三维激光扫描技术突破了传统测量技术的限制，成为新一代测绘技术的热点。

1.关键技术研究

1.1技术流程

采用无人机倾斜测量技术，采用1：500大比例尺測绘技术，其技术流程包括：控制外业飞行姿态、高精度像控点布置与测量、空三加密、测绘。其技术过程主要包括收集整理已有的资料、制定航飞方案、像控点的布置和测量、影像数据的采集、数据的预处理、空三解算、三维建模、 DLG采集、调绘补测、成果质量检验和最后的成果提交。

1.2关键技术要点研究

（1）严格地设置和测量象控点。由于飞行器采集质量、环境影响等因素较多，因此，倾斜工程要达到较高的测量精度，如控点的布置与布置方案往往要比标准高。为了确保测量的准确性，通过现场实测比较，本文将 GPS静止和 RTK两种方法分别布设了均匀分布的象控点，并将 GPS静态测量方法与本地高程进行了联合测高。（2）使用 RTK飞行装置，其具有准确的校正。RTK技术具有高精度、快速、高精度的特点，能够实时获取被测点的三维坐标，具有较高的定位精度;但是，由于无人机的高速飞行， RTK实时定位技术会出现由于飞行误差而产生的相位偏移，使其不能与真实的飞行姿态相匹配，从而产生误差。所以需要使用精密的 RTK装置，对飞行速度进行控制，以改善外向角参数的精确度。（3）多视角三度图像与倾斜度图像的紧密匹配。空三加密技术是实现高精度三维建模的重要环节。倾斜拍摄的图像以侧面拍摄为主，特别是建筑变形较大，遮挡严重。首先，利用 SIFT算法在计算机视觉上进行匹配，然后利用高精度的控制点和图像位置数据，利用附加的区域网络进行平差，从而获得平差后的外方位元素;（4）三维测绘软件，它具备辅助测图的功能。目前市场上已有许多以三维倾角模式为基础的测绘仪，都具有裸眼直接测图的能力，通过对测图软件的试验，得出了具有辅助线形功能的测绘仪的核心问题。

2.实验流程与结果分析

2.1实验区概况

实验区在某市东部的一个村庄，地形平坦，测量区的面积大约为1.5平方公里。测区以村落为主，多为低矮房屋，占地约65%，测区西侧有2座高层楼，东南侧4座。

2.2实验数据采集与处理

（1）采集资料。试验中，多转翼无人机配备了五片自适应的倾斜式摄像机，各透镜具有相同的定焦焦距、4.5微米的成像单元和6000*4000的感应器。根据测区特点及无人机特性，将测区分为5个区域，共11个航班，高层区180米，航线交迭率80%，侧交迭70%。由于透镜倾斜会对测区的边沿产生一定的影响，因此在测区的边界上再增加一至两条航路，实际飞行面积约2km2，有效图像36560幅，地面分辨率为2 cm。在测区内均匀布设24个像控点，10个精密度检测点。由于气象条件的原因，在野外布置像控点所需时间为2天，而图像的获取时间为3天。（2）实景三维资料的加工。然后，利用主要的三维模型软件，对数据进行预处理，建立工程文件，检查图像质量，设置参数，控制点，多视图像空间三解算，分区块密集匹配，纹理映射，输出结果。三维建模的数据主要有点云、三维白模、 TIN网格、三维真实场景等。（3）立体测绘。在得到的3D场景模型的基础上，利用市场上主流的矢量地图软件对 DLG进行了测量。重点是本系统具有辅助线的功能，可以利用垂直辅助线、十字辅助线对屋檐进行校正，提高了测量精度。《1：500、1：1000、1：2000地形图图式》中的全部数据都是按照 GB/T2257.1-2017中的要求进行的。

2.3实验结果分析

为了检验以上结果的准确性，利用常规全站仪外场测量，随机选择69个地面测量点，进行了平面和高程的比较，以检验结果的准确性。通过与实际观测资料的比较，发现在平面上，观测点69个，粗差2个，粗差率2.9%，中差为±0.056米，低于《城市测量规范》中地物点中地物点与相邻平面控制点之间的偏差;在高程精度上，69个监测点中误差为±0.048米，低于《城市测量规范》中的标高注点与相邻图根点的标高偏差。

结束语

本文对1：500地形测绘技术在无人机倾斜摄影测量中的应用进行了研究，并对其关键技术进行了讨论，并结合某市区农村地区的实际情况，对其进行了平面与高度的精确分析。研究结果表明：采用无人机倾斜摄影技术进行1：500地形图测绘，能够显著地提高野外作业的采集速度，并达到有关技术规范的要求，技术路线是可行的。以实景为基础的矢量获取要求高、高精度、高分辨率，但真实的模型存在着模糊等缺陷，甚至由于天气、光线等因素的影响，造成地面物体的边缘模糊，不利于建筑物矢量的获取，增加外部的调绘、补测工作。

参考文献

[1]赵海强，陈小燕.新型测绘技术在大比例尺测图中的应用[J].地理空间信息，2022，20（1）：5.

[2]徐明伟.无人机测绘大比例尺地形图在铁路工程勘测中的应用分析[J].中国战略新兴产业，2018（6X）：1.