蔣文杰

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四0九隊，湖南 永州 425000）

大比例尺地形圖測繪是礦山工程中的重點內(nèi)容，大比例尺地形圖測繪對于精度具有很高的要求。但在以往的大比例尺地形圖測繪相關(guān)研究中，主要將側(cè)重點集中在測繪效率方面，但忽視了對于測繪精度的要求，導致傳統(tǒng)大比例尺地形圖測繪與實際相比存在較大誤差，無法精準執(zhí)導后續(xù)工作順利開展[1]。因此，有必要針對大比例尺地形圖測繪方法展開優(yōu)化設(shè)計。無人機傾斜攝影測量技術(shù)作為一種測量技術(shù)，以其高精度的優(yōu)勢在眾多測量技術(shù)中脫穎而出，成為目前測繪領(lǐng)域中的主流應用技術(shù)?；诖?，本文將無人機傾斜攝影測量技術(shù)應用在大比例尺地形圖測繪中，致力于降低大比例尺地形圖測繪中誤差。在此基礎(chǔ)上，并通過設(shè)計實例分析的方式，證明設(shè)計方法在實際應用中的有效性。

1 無人機傾斜攝影測量技術(shù)

無人機傾斜攝影測量技術(shù)屬于我國高新領(lǐng)域的研究內(nèi)容，此項技術(shù)的提出，完全顛覆了傳統(tǒng)測量技術(shù)中存在的僅可實現(xiàn)對監(jiān)測點垂直檢測的問題。在使用提出技術(shù)進行實際測量工作過程中，可在無人機上搭設(shè)多個傳感設(shè)備與通信設(shè)備，因此，在進行數(shù)據(jù)時，可實現(xiàn)對同一點數(shù)據(jù)的多維度測量。而使用此種測量方式，更加有利于提供使用者一個直觀的觀看感受。此項技術(shù)不僅可以實現(xiàn)對檢測點的精準定位，同時也可以更具時效性的為使用者還原一個真實的地質(zhì)信息[2]。在無人機傾斜攝影測量中，可以設(shè)定一個航拍中心，以此中心作為無人機傾斜攝影測量的圓心，以此定位數(shù)據(jù)。而此項技術(shù)提供給測量者的精準定位功能，可將地質(zhì)環(huán)境中多種有機物體進行嵌入式定位，從而使獲取的影像、圖片等數(shù)據(jù)信息內(nèi)容更加豐富，給予使用者更為優(yōu)越的使用體驗，實現(xiàn)了對傳統(tǒng)測量技術(shù)功能、性能的拓展。

2 基于無人機傾斜攝影測量技術(shù)的大比例尺地形圖測繪方法

基于無人機傾斜攝影測量技術(shù)的測繪具體流程，如圖1所示。

圖1 無人機傾斜攝影測量技術(shù)大比例尺地形圖測繪流程

結(jié)合圖1所示，具體設(shè)計內(nèi)容，詳見下文。

2.1 基于無人機傾斜攝影測量技術(shù)采集地形圖測繪數(shù)據(jù)

在大比例尺地形圖測繪中，首先，基于無人機傾斜攝影測量，通過對檢測點的精準定位，在無人機上搭設(shè)多個傳感設(shè)備與通信設(shè)備，通過對同一點數(shù)據(jù)的多維度測量，采集大比例尺地形圖測繪所需的數(shù)據(jù)。而后，整理成滿足大比例尺地形圖測繪可使用的數(shù)據(jù)格式，主要包括圖片、WORD及紙質(zhì)格式的水文、工程鉆孔數(shù)據(jù)；地下水位、水質(zhì)監(jiān)測井，供水井動態(tài)數(shù)據(jù)；地質(zhì)地貌圖、綜合水文地質(zhì)圖、水化學類型、礦化度圖等矢量圖件數(shù)據(jù)；紙質(zhì)水文、工程地質(zhì)剖面圖和剖面平面部署圖數(shù)據(jù)；PDF或WORD格式成井報告數(shù)據(jù)。以此，完成基于無人機傾斜攝影測量技術(shù)采集地形圖測繪數(shù)據(jù)。

2.2 處理大比例尺地形圖測繪數(shù)據(jù)

完成地形圖測繪數(shù)據(jù)采集后，本文基于無人機傾斜攝影測量技術(shù)處理大比例尺地形圖測繪數(shù)據(jù)。通過無人機傾斜攝影測量的方式，采用靜態(tài)控制測量處理大比例尺地形圖測繪數(shù)據(jù)。假定此過程可通過計算方程式加以表示，設(shè)其目標函數(shù)為g，可得公式（1）。

公式（1）中，m指的是大比例尺地形圖測繪數(shù)據(jù)特征點集合；j指的是處理有效信息集合；v指的是圖像清晰度；f指的是圖像完整度；P指的是大比例尺地形圖測繪數(shù)據(jù)的失真權(quán)值；C指的是點云數(shù)據(jù)集合；X指的是控制點空間點坐標；q指的是無人機個數(shù)[3]。通過公式（1），處理大比例尺地形圖測繪數(shù)據(jù)。

2.3 建立大比例尺地形圖測繪數(shù)據(jù)3D繪圖協(xié)議

在基于無人機傾斜攝影測量技術(shù)處理大比例尺地形圖測繪數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，集合大比例尺地形圖測繪數(shù)據(jù)屬性要素（包括：測繪勘查區(qū)名稱、測繪勘查區(qū)編號、測繪勘查區(qū)面積及測繪重點工作區(qū)等），生成支持系統(tǒng)迭代分析的數(shù)據(jù)格式。分析大比例尺地形圖測繪數(shù)據(jù)屬性，制作相應的電子信息表。通過建立大比例尺地形圖測繪數(shù)據(jù)3D繪圖協(xié)議，實現(xiàn)大比例尺地形圖測繪數(shù)據(jù)電子信息表的空間數(shù)據(jù)可視化。具體流程為：首先，通過HTML腳本制作Web交互式三維動畫，以3D圖形的形式渲染大比例尺地形圖測繪數(shù)據(jù)。而后，利用OpenGL ES 2.0制作大比例尺地形圖測繪數(shù)據(jù)API，允許文檔對象模型接口。最后，利用部分Javascript實現(xiàn)大比例尺地形圖測繪數(shù)據(jù)3D繪圖自動存儲器管理。

2.4 實現(xiàn)大比例尺地形圖測繪

在建立大比例尺地形圖測繪數(shù)據(jù)3D繪圖協(xié)議的基礎(chǔ)上，下述將結(jié)合AutoCAD 2010平臺，基于CASS10.1地形地籍成圖軟件，實現(xiàn)大比例尺地形圖測繪。通過大比例尺礦圖編繪，實現(xiàn)地形圖測繪信息顯示。大比例尺地形圖編繪的具體流程為：首先，在CASS10.1地形地籍成圖軟件中調(diào)用上述處理完成的大比例尺地形圖測繪影像數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)中的點位在礦圖上進行顯示，為大比例尺地形圖測繪提供多元化的數(shù)據(jù)源。針對一些潛在的大比例尺地形圖測繪信息進行重點特征分析，通過對多元次測繪工程信息的有效識別。再通過全色數(shù)據(jù)的正射校正，對大比例尺地形圖測繪數(shù)據(jù)進行配準，形成點云文件數(shù)據(jù)密集。而后，將大比例尺地形圖測繪的分辨率融合，實現(xiàn)對地形圖的增強以及調(diào)色。最后，通過多景影像的鑲嵌，手動勾繪等深線，對附加信息進行裝飾，實現(xiàn)大比例尺地形圖測繪，并清除所有定義后未經(jīng)引用的線型。

3 實例分析

3.1 實驗準備

本次實驗部分針對設(shè)計測繪方法的實用性提出，實驗對象選取某礦區(qū)。該礦區(qū)要求大比例尺地形圖測繪標準精度，如表1所示。

表1 大比例尺地形圖測繪精度（Km）

結(jié)合表1所示，實驗軟件為prueartwr-101分析平臺，主要用于對大比例尺地形圖測繪精度的測試。首先，使用本文基于無人機傾斜攝影測量技術(shù)設(shè)計測繪方法，進行大比例尺地形圖測繪，通過prueartwr-101分析平臺測得測繪方法相鄰點之間的距離中誤差，記為實驗組。再使用傳統(tǒng)測繪方法，進行大比例尺地形圖測繪，通過prueartwr-101分析平臺測得測繪方法相鄰點之間的距離中誤差，記為實驗組。在本次實例分析中，共設(shè)置10個控制點，記錄實驗結(jié)果。

3.2 實驗結(jié)果

整理實驗結(jié)果，如表2所示。

表2 兩種測繪方法相鄰點之間的距離中誤差對比

通過表2可得出如下的結(jié)論：設(shè)計測繪方法在相同的控制點中相鄰點之間的距離中誤差明顯低于對照組，證明設(shè)計測繪方法可以滿足大比例尺地形圖測繪精度要求。

4 結(jié)語

本文通過實例分析的方式，證明了設(shè)計測繪方法在實際應用中的適用性，以此為依據(jù)，證明此次優(yōu)化設(shè)計的必要性。因此，有理由相信通過本文設(shè)計，能夠解決傳統(tǒng)大比例尺地形圖測繪中存在的缺陷。但本文同樣存在不足之處，主要表現(xiàn)為未對本次大比例尺地形圖測繪結(jié)果的精密度與準確度進行檢驗，進一步提高大比例尺地形圖測繪結(jié)果的可信度。這一點，在未來針對此方面的研究中可以加以補足。與此同時，還需要對大比例尺地形圖測繪方法的優(yōu)化設(shè)計提出深入研究，以此為提高大比例尺地形圖測繪的綜合質(zhì)量提供建議。