劉德強(qiáng) 吳光星

摘 要：隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，近年來(lái)西南復(fù)雜地區(qū)大面積測(cè)繪越來(lái)越多，此類工程長(zhǎng)度較長(zhǎng)、規(guī)模較大，且工期要求緊，使用基礎(chǔ)的常規(guī)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行大比例地形勘察設(shè)計(jì)測(cè)繪時(shí)由于消耗人力物力巨大、地形復(fù)雜地區(qū)難以測(cè)量，工期也較長(zhǎng)，容易延誤工期，并且作業(yè)成本較高，在隨著近些年新型空間信息技術(shù)的快速發(fā)展，特別是無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，為大比例尺地形測(cè)圖提供了先進(jìn)的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：大比例尺;無(wú)人機(jī);測(cè)圖;質(zhì)量評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：P231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）07-0137-02

無(wú)人機(jī)是一種全新的測(cè)量技術(shù)，能應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，同時(shí)也在測(cè)圖實(shí)際工程中發(fā)揮了越來(lái)越大的作用。無(wú)人機(jī)測(cè)量系統(tǒng)是以無(wú)人機(jī)作為遙感平臺(tái)，飛機(jī)攜帶相機(jī)沿飛行線（或條帶）獲取垂直航空像片，在進(jìn)行航空立體成像時(shí)，進(jìn)行航線設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要按照設(shè)計(jì)航線進(jìn)行自動(dòng)航空攝影，無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量具有靈活機(jī)動(dòng)的特點(diǎn)，受氣候影響較小，起降十分方便，操作簡(jiǎn)單成本低廉，同時(shí)獲取影像分辨率高，測(cè)圖精度高可達(dá)1：500。

1 實(shí)際工程簡(jiǎn)介

選取的測(cè)區(qū)地形主要為丘陵及山地，海拔較高，典型的亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，境內(nèi)四季雨量充沛、氣候宜人。地處秦嶺支脈大巴山南麓，喀斯特地貌，復(fù)雜多樣，境內(nèi)地形地勢(shì)起伏高差較大，北高南低，地勢(shì)最低在海拔在500m左右，最高在海拔1900m左右，由于測(cè)區(qū)地處山區(qū)，受到交通不便利等因素影響，對(duì)測(cè)量工作造成會(huì)有一定的影響。為了確保本次測(cè)量工作的效率以及準(zhǔn)確性，本次測(cè)量采用無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)，采用高分辨率相機(jī)進(jìn)行航攝，航線航片布設(shè)采取區(qū)塊航攝，力爭(zhēng)真實(shí)反映該測(cè)量區(qū)域的地形特征，保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2 無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)的運(yùn)用

2.1 生產(chǎn)技術(shù)流程

本測(cè)區(qū)DOM、DLG產(chǎn)品航測(cè)成果主要包括影像資料收集與預(yù)處理、像片控制測(cè)量、空三加密、立體采集、DLG制作、DOM制作等系列的環(huán)節(jié)，詳見(jiàn)圖1所示。

2.2 像片控制測(cè)量

像控點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)符合GB/T 7931—2008《1：500，1：1000，1：2000地形圖航空攝影測(cè)量外業(yè)規(guī)范》中的航片區(qū)域網(wǎng)布點(diǎn)的規(guī)定要求，區(qū)域網(wǎng)之間的像控點(diǎn)應(yīng)盡量選擇在上、下航線的重疊的中間，相鄰區(qū)域網(wǎng)盡量公用。區(qū)域網(wǎng)的大小和像片控制點(diǎn)間的跨度主要依據(jù)成圖精度、航攝資料條件以及對(duì)系統(tǒng)誤差的處理等因素確定。由于數(shù)碼影像的特殊情況，相片較窄，區(qū)域網(wǎng)劃分時(shí)不超過(guò)8條航線，航向跨度不得大于33條基線。使用GNSS靜態(tài)測(cè)量技術(shù)及GNSS-RTK動(dòng)態(tài)差分技術(shù)手段進(jìn)行像片控制點(diǎn)的實(shí)地采集，量測(cè)其平面和高程坐標(biāo)，不再分別布設(shè)高程點(diǎn)和平面點(diǎn)，一律認(rèn)定為平高點(diǎn)。在不影響模型連接的前提下，像主點(diǎn)落水時(shí)仍可按正常航線布設(shè)連接點(diǎn)。當(dāng)定向點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)位置附近落水時(shí)，離開(kāi)方位線4cm以外的航向三片重疊選不出連接點(diǎn)，落水像對(duì)按全野外布設(shè)連接點(diǎn)。同時(shí)在進(jìn)行全野外布點(diǎn)時(shí)，應(yīng)最大限度地控制測(cè)繪面積，在制作正射影像時(shí)，要求在每個(gè)立體像對(duì)測(cè)繪面積的四個(gè)角上各布設(shè)一個(gè)平高點(diǎn)。

2.3 空三加密

項(xiàng)目采用GodWork軟件進(jìn)行空三加密。共劃分為6個(gè)平差區(qū)。在GodWork全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站上直接導(dǎo)入控制點(diǎn)成果和數(shù)碼像機(jī)參數(shù)，通過(guò)自動(dòng)匹配影像生成匹配點(diǎn)，部分區(qū)域需要進(jìn)行人為手工添加匹配點(diǎn)。在像片上量測(cè)外業(yè)控制點(diǎn)后，通過(guò)光束法區(qū)域網(wǎng)平差后，輸出加密成果。空三加密后，提交后工序使用的加密成果應(yīng)能確保恢復(fù)立體模型。

2.4 內(nèi)業(yè)生產(chǎn)

內(nèi)業(yè)生產(chǎn)主要是包括DOM的采集以及DLG的生產(chǎn)，基于航片拍攝的影像數(shù)據(jù)構(gòu)建不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）并進(jìn)行格網(wǎng)點(diǎn)高程內(nèi)插，可快速生成所需的1：2000比例尺數(shù)字高程模型（DEM）。利用DEM和處理后的航跡線數(shù)據(jù)，利用攝影測(cè)量相關(guān)軟件，可快速生成工程區(qū)域的高分辨率數(shù)字正射影像（DOM）。采集建筑物、陡坎、道路、植被、水系等地物矢量元素，并對(duì)生成的等高線和高程注記點(diǎn)進(jìn)行編輯，結(jié)合外業(yè)調(diào)繪資料，實(shí)現(xiàn)1：2000比例尺數(shù)字線劃圖（DLG）的生產(chǎn)。具體過(guò)程如下：

DOM：測(cè)區(qū)空三加密完成后，采用EOS模塊完成密集匹配，生成過(guò)程DEM，并完成DEM立體編輯，生成用于正射糾正的DEM數(shù)據(jù)。然后完成影像勻光和數(shù)字微分糾正，最終進(jìn)行DOM測(cè)區(qū)拼接，勻光等處理。項(xiàng)目DOM采用數(shù)碼航攝影像制作，影像地面分辨率為0.16米。DOM成果紋理清晰，影像反差適中、色調(diào)基本一致，接邊情況良好。圖幅裁切以標(biāo)準(zhǔn)圖廓為最小范圍。數(shù)字正射影像圖（DOM）提交*.TIF、*.TFW、圖廓整飾文件*.DWG，數(shù)據(jù)正確，原始航攝影像存在局部色彩對(duì)比度過(guò)大現(xiàn)象，后期生產(chǎn)時(shí)通過(guò)PhotoShop軟件做最佳處理。

DLG：DLG數(shù)據(jù)采集原則：內(nèi)業(yè)定位，外業(yè)定性，新增地物需要外業(yè)實(shí)測(cè)，各類要素按實(shí)際情況采集，原則上不進(jìn)行避讓。兼顧地形圖制圖要求，為了使地形圖圖面清晰，在精度允許范圍內(nèi)，按照“次要地物避讓重要地物”的原則進(jìn)行避讓。內(nèi)業(yè)過(guò)程直接導(dǎo)入空三加密成果恢復(fù)立體模型，采集前需檢查定向精度。當(dāng)定向精度滿足限差要求時(shí)方可進(jìn)行采集作業(yè)。1：2000地形圖采集應(yīng)做到測(cè)繪地物、地貌元素?zé)o錯(cuò)漏、不變形、不移位。立體采集以定位為主，同時(shí)用適當(dāng)?shù)姆?hào)表示立體下識(shí)別的地物，對(duì)模型不清的構(gòu)（建）筑物（如房角、電桿等）無(wú)法準(zhǔn)確定位時(shí)，務(wù)必在相應(yīng)位置上作“A”標(biāo)記，以便外業(yè)實(shí)測(cè)。同時(shí)DLG要求按全要素表示，不同類要素可壓蓋，不斷開(kāi);等高線、高程點(diǎn)應(yīng)保留三維信息;采用統(tǒng)一的南方CASS7.0的符號(hào)庫(kù)、線型庫(kù);圖形、代碼接邊應(yīng)確保無(wú)誤。

2.5 野外補(bǔ)測(cè)與調(diào)繪

為保證成圖精度，不僅要對(duì)圖上出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行修正，同時(shí)對(duì)于成圖結(jié)果要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，進(jìn)而對(duì)成圖結(jié)果存在的問(wèn)題進(jìn)行修改。調(diào)繪的工作底圖為經(jīng)過(guò)數(shù)字化作業(yè)的1：2000地形圖，同時(shí)影像圖進(jìn)行補(bǔ)充。結(jié)合測(cè)區(qū)的實(shí)際情況，對(duì)以下幾點(diǎn)進(jìn)行了著重調(diào)繪及補(bǔ)測(cè)：

（1）調(diào)繪過(guò)程中對(duì)室內(nèi)影像判別與實(shí)地有差異的地方應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)測(cè)，并在圖上進(jìn)行修改。圖式符號(hào)使用恰當(dāng)，各種注記符號(hào)正確，保證相對(duì)位置精準(zhǔn)。（2）對(duì)于在圖上無(wú)法識(shí)別的獨(dú)立地物（建筑物、風(fēng)水樹(shù)、地下管線等）可利用全站儀或RTK進(jìn)行補(bǔ)測(cè)，以反映出周邊與建筑物之間的相對(duì)關(guān)系。（3）植被的測(cè)繪按其經(jīng)濟(jì)價(jià)值和面積大小適當(dāng)取舍。（4）各類地理名稱和工礦企業(yè)名稱、植被名稱、橋頭、隧道口等現(xiàn)有的名稱準(zhǔn)確標(biāo)注。（5）測(cè)區(qū)范圍內(nèi)的道路按規(guī)范、圖式要求注記等級(jí)和建筑材料。（6）對(duì)于地形圖的文字注記，使用統(tǒng)一字體，字體大小按《地形圖圖式》GB/T20257.1-2007國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，注記大小，文字寬高比0.8，一般不另行改動(dòng)和變更。統(tǒng)一大面積的地物符號(hào)填充間距，高程點(diǎn)注記小數(shù)點(diǎn)后1位。（7）提交地形圖時(shí)，需展繪控制點(diǎn)。（8）其它地物的調(diào)繪參照規(guī)范、圖式執(zhí)行。

2.6 質(zhì)量檢查與評(píng)價(jià)

2.6.1 質(zhì)量檢查

外業(yè)、內(nèi)業(yè)作業(yè)員對(duì)所做的所有成果均做全面檢查，修改之后作業(yè)員之間進(jìn)行互查。作業(yè)組長(zhǎng)對(duì)出現(xiàn)的普遍問(wèn)題及時(shí)反饋和糾正。分組質(zhì)檢部門(mén)對(duì)各作業(yè)組所提交的成果成圖進(jìn)行100%的外業(yè)、內(nèi)業(yè)檢查。以作業(yè)分組為單位，對(duì)各作業(yè)組所提交的成果成圖進(jìn)行100%的外業(yè)、內(nèi)業(yè)檢查。分組的檢查主要是對(duì)生產(chǎn)部門(mén)生產(chǎn)的成果成圖，進(jìn)行統(tǒng)一性為目的的檢查，對(duì)表示不一致和帶有傾向性的問(wèn)題進(jìn)行了統(tǒng)一的修正。質(zhì)檢科對(duì)該批次產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)控，對(duì)成果進(jìn)行了20%抽檢，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)品和作業(yè)方法進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)出現(xiàn)的各類影響成果質(zhì)量的問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)一和修正。

2.6.2 質(zhì)量評(píng)價(jià)

（1）像控點(diǎn)的選刺位置良好，點(diǎn)位說(shuō)明正確。各類像控點(diǎn)的數(shù)學(xué)精度均在限差內(nèi)。加密成果符合設(shè)計(jì)要求，未出現(xiàn)精度超限的情況。（2）地物、地貌表示及符號(hào)運(yùn)用正確，能較好地反映測(cè)區(qū)的地理特征;主要地物、地貌沒(méi)有發(fā)現(xiàn)遺漏和錯(cuò)繪現(xiàn)象，各類符號(hào)的尺寸符合要求。（3）高程注記點(diǎn)的位置能反映地形特征，點(diǎn)位密度符合要求，注記點(diǎn)的施測(cè)方法符合要求。（4）數(shù)字地面高程模型符合實(shí)地地形起伏。（5）成果的數(shù)據(jù)格式符合設(shè)計(jì)要求，圖面清晰美觀，圖邊結(jié)合情況良好，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)主要地物不接和漏接。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)作為一種全新的測(cè)量技術(shù)，能夠帶來(lái)更多的實(shí)際應(yīng)用。通過(guò)實(shí)踐證明，能夠完全滿足測(cè)圖的精度要求，同時(shí)也能夠大大的提高作業(yè)效率。隨著無(wú)人機(jī)的快速發(fā)展，以及具有巨大的應(yīng)用背景，它能夠在越來(lái)越多的應(yīng)用中發(fā)揮出更大的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 盧曉攀.無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量成圖精度實(shí)證研究[D].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2014.

[2] 楊永明.無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取與處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D].昆明理工大學(xué)，2016.

[3] 李江利.無(wú)人機(jī)在大比例尺測(cè)圖中的應(yīng)用初探[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊）， 2014（8）：218.

[4] 呂立蕾.無(wú)人機(jī)航攝技術(shù)在大比例尺測(cè)圖中的應(yīng)用研究[J].測(cè)繪與空間地理信息，2016， 39（2）：116-118.