大比例尺地形图航摄制作与内业质量控制研究

大比例尺地形图航摄制作与内业质量控制研究

张小鹏

西安长庆科技工程有限责任公司陕西西安710000

摘要：随着科学技术的发展，我国的无人机应用的越来越广泛。无人机的机动灵活性强，能够快速获取地面数据，是获取空间地理信息数据的有效手段，在许多行业得到广泛的应用。文章基于多旋翼无人机航摄系统的测量平台，通过数据采集和分析，并调用EPS地理信息工作站中的地形测量模块进行地形图的采集制作，阐述了地形图的制作流程、绘图技巧及其质量控制方法，对外业GPS实测数据与无人机制作的数据的精度进行了对比和分析。结果表明:基于多旋翼无人机平台的地形图采集制作，加快了内外业数据成图的一体化作业流程，为大比例尺地形图的测绘提供了新的手段;通过内业的质量控制手段和外业调绘可以有效地保证线划图的质量，改进了传统的作业方式，提高了工作效率。

关键词：多旋翼无人机;地形图;EPS;质量控制

引言

随着各大中城市大比例尺地形图数据库建设的完成，大比例尺地形图数据的现势性问题成为人们关注的热点问题。目前常用的大比例尺地形图测绘方法均面临着工作效率低，成图周期长，不能快速测图的紧迫问题。如航空摄影测量技术测绘小面积地形花费的人力物力成本高，精度上不能满足1:500地形图的测量精度;GPS-RTK存在卫星限制、地物干扰、缺少多余观测、高程数据不准确等问题作为国际测绘领域一项高新技术，倾斜摄影测量技术(obliquephotographytechnique)因其能快速、高效获取客观丰富的地面数据信息，近年来在信息化测绘领域进行了诸多探索。

1影响常规航测地形图成图精度的主要因素

（1）分辨率和清晰度。分辨率和清晰度越高的影像，像点测量的精度就越高。就1:500的比例尺而言，测图影像分辨率要控制在4～6cm之间，能有效保证10cm内地物的清晰度。（2）基高比是保证航测影像高程精度的主要指标。目前很多航测相机的视角比较小，基高比也难以满足低空作业的具体需求，无法实现1:500地形图测图对高层精度的要求。（3）航测相机的速高比参数是衡量航测相继能否实现。低空作业和测绘的主要指标影响速高比参数的因数包括三个方面，低空飞行平台飞行速度；相机成像时间间隔；（相机的视场角。利用全能法航测成图的优势，然后结合影响大比例尺航空摄影测量的各种因素，就可以实现低空大比例尺地形图有效撤测绘，同时也为1:500大比例尺地形图成图提供了全新的技术手段。

2数字线划图制作

2.1数据检查

数字线划图的采集使用EPS，通过调用软件的地形测量模块，将模型以及正射影像导入EPS，使正射影像与三维模型在同一个视图下显示，实现了二三维的真实联动，进一步方便数字线划图的快速采集。为了防止数字线划图采集过程中出现采集位置偏移的现象，数据导入后要对数据进行检查，检查内容主要包括模型的完整性、是否有重叠和清晰等，数据检查无误后方可进行下一步工作。

2.2像控点布设及刺点

2.2.1像控点布设

(1)像控点布设:像控点在航线方向上按lo--is条基线布设，在旁向上按2--4条基线布设。布设的像控点能够有效控制住成图范围，保证测段衔接区域内没有漏洞。像控点应刺在航向及旁向重叠有s--6张像片的区域内。(2)像控点编号原则:测段像控点编号原则“GP+航片号四位+点序号”o(3)像控点布设完成后绘制布点示意图供内业加密和存档。满足空三加密及数字化采集要求。

2.2.2像控点的刺点及整饰情况

刺点误差和刺孔的直径均小于像片上O.lmm，且刺透，无双孔。点位说明确切，略图完整明了，刺孔、略图、说明与实地柱位一致。(1)在像片正面上用红色直经为7mm的圆形整饰像控点，并注记点号。(2)在像片的背面用铅笔绘制点位略图和标注文字说明等。

2.3选择宽角相机

如果在高纬度航测中应用比较窄的相场角，为保证航测的准确性，就必须应用高精度稳定平台和相应的姿态定位系统。在低空大比例尺航测中，可以充分利用宽角相机来提高航测的精度。如果在航测中采用质量比较轻的小型无人机进行航测，为避免其他问题发生，要尽量采用体积小、重量轻的宽角相机。

2.4等高线绘制

高程点采集作为等高线绘制的首要工作，采用“品”字形采集高程点，一般每隔15m的距离采集一次，既不可过密造成点位堆积，又不可因为过于稀疏无法反映地形的走势，从而保证高程点在全图上有一定的密度，均匀的分布在测区内，避免出现疏密不匀的情况。基本等高距设置0．5m为标准，绘制首曲线，即在每隔0．5m处要有等高线来表示地势的走向，而每隔2．5m绘制计曲线。等高线不可穿越双线性地物，如道路、河流、湖泊等，一般选择断开在建筑物、坎的一侧。等高线的绘制有2种途径:(1)通过构建格网的方式，选取一定面积的测区范围，自动生成选取范围的格网，然后生成等高线，此方法的特点是可快速根据区域内的高程生成等高线，但无法自动断开在双线性地物处或者按照要求有选择的断开;(2)通过依次观察高程的数值变化，按照基本等高距手动绘制，采用此方法的优势是能够按照作业人员的要求随时进行修改，但是工作量大，容易出现遗漏等情况，所以考虑到2种方式的特点，一般是通过构建三角网的方式自动生成所选取范围内的等高线，手动剔除不符合要求的等高线。由于高程点数目较多，所以在绘制等高线时要仔细观察，整体把控，做到不漏画一条等高线，同时每绘制完一条等高线，要沿等高线两侧校对高程值是否在基本等高距的范围内，如有超出范围的高程点，则需要进行修改。

3质量控制

（1）完整性检查。地理要素的完整性检查主要包括以下几点：所绘制的线划图内容是否有地物绘制遗漏缺失，地物绘制遗漏的原因往往是由于模型自身的清晰度欠缺或者精度过低造成，使模型存在问题区域，无法为作业人员提供有效的作图依据，此时则需要对缺失地物按照规范重新绘制；对于某些可以不予绘制的地物是否有重绘而存在取舍不合理的现象，解决方法是对照相应规范重新校对取舍的合理性，对相应的要素数据删除或保留；不同小面积的图幅合并后在图幅公共接边处出现地理要素重复、缺少或者错位现象，出现错位的原因大多是由于在合并图幅时没有确定好公共点，造成公共点位置的不一致，进而造成不同图幅之间的错位。解决错位问题一般需要重新校对不同图幅之间的公共点，直至错位消失。（2）准确性检查。线划图内容的准确性则是指地物要素的属性是否存在不一致性，如面状地物赋予了“线”属性;文字标注类型错误，如路面材质类型、房屋结构类型标注错误;地类要素之间图层分类混乱;点、线、面之间的拓扑关系在逻辑上存在错误或者未建立拓扑关系;地类要素存在压盖的情况等。通过EPS软件的数据检查功能可逐条进行修改。（3）质量初步验证。在完成数据的完整性和准确性检查后，通过作辅助线的方式随机采集地物的定位点、线，检查图幅是否有粗差出现，若出现粗差，则需要确认作图是否出现定位不准确的问题，然后依据定位点重新作图。

结语

综上所述，基于多旋翼无人机平台的地形图采集制作，弥补了传统测绘方式周期长的不足，加速内外业数据成图的一体化作业流程，通过内业的质量控制手段和外业调绘可以有效的保证线划图的质量，为大比例尺地形图的测绘提供了新的手段。

参考文献

［1］王亚男，马燕燕，万保峰，等．无人机航摄1∶2000立体测图关键技术探讨［J］．地矿测绘，2016，32(1):30－33．

［2］王志豪，刘萍．无人机航摄系统大比例尺测图试验分析［J］．测绘通报，2011(7):18－20．

［3］孔振，刘召芹，高云军，等．消费级无人机在大比例尺测图中应用与精度评价［J］．测绘工程，2016，25(12):55－60．