喻賽男

湖南省第一測(cè)繪院 湖南 長沙 410000

引言

大比例尺數(shù)字地形圖作為實(shí)施城市規(guī)劃、城市建設(shè)核心基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，處于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、公眾服務(wù)等領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵性作用。隨著城市建設(shè)力度持續(xù)性推進(jìn)，地物地貌發(fā)生較大變更，保證大比例尺地形圖自身精準(zhǔn)性，成為現(xiàn)下城市基礎(chǔ)測(cè)繪工作重要任務(wù)目標(biāo)之一。現(xiàn)下醴陵市開啟動(dòng)態(tài)更新關(guān)鍵技術(shù)探索，應(yīng)用新技術(shù)對(duì)全市區(qū)內(nèi)地形圖成果進(jìn)行動(dòng)態(tài)化更新，為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供最新測(cè)繪產(chǎn)品。該過程中需積極掌握大比例尺更新中關(guān)鍵要素，嚴(yán)控各環(huán)節(jié)工作質(zhì)量，保證更新數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)度。

1 項(xiàng)目概況分析

醴陵市處于湖南省東部，其位于長沙、株洲、湘潭經(jīng)濟(jì)區(qū)東南部，東部緊鄰江西省萍鄉(xiāng)市湘東區(qū)、上栗縣，北接瀏陽市。為從本質(zhì)層面推進(jìn)該市縣測(cè)繪地理信息職能貫徹及執(zhí)行，增強(qiáng)地理信息在監(jiān)管和服務(wù)保障方面能效，選用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)開展地形圖測(cè)量工作。因醴陵市地貌以山地、丘陵和崗地為主，為全面推動(dòng)規(guī)劃計(jì)劃、數(shù)據(jù)建庫、更新等工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保證，達(dá)成完善的測(cè)繪地理信息管理體系，構(gòu)建“一網(wǎng)一庫一平臺(tái)一產(chǎn)業(yè)”地理信息服務(wù)宏觀格局，為服務(wù)和促進(jìn)醴陵市內(nèi)經(jīng)濟(jì)資源和生態(tài)環(huán)境管控提供保障。

2 無人機(jī)航攝技術(shù)測(cè)繪地形圖的精度控制

2.1 日常更新

遵循數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享，避免重復(fù)測(cè)繪的原則，充分使用現(xiàn)下地理信息數(shù)據(jù)，對(duì)醴陵市地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總整合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一化，其實(shí)際工作流程為資料收集匯總、標(biāo)準(zhǔn)化處理、數(shù)據(jù)建庫及數(shù)據(jù)庫更新。無人機(jī)行航攝技術(shù)測(cè)繪用于日常更新中，主要包含以下工作內(nèi)容：首先，應(yīng)積極匯總醴陵市原有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫及以往測(cè)繪生產(chǎn)相關(guān)成果數(shù)據(jù)信息，主要包含不動(dòng)產(chǎn)地測(cè)繪、竣工驗(yàn)收測(cè)繪、勘測(cè)定界等測(cè)繪工作，分析其自身數(shù)據(jù)精度、格式及標(biāo)準(zhǔn)，明晰以下環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)整合方案。其次，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理?；邗妨晔袇^(qū)域內(nèi)地理信息數(shù)據(jù)相關(guān)基準(zhǔn)，對(duì)無人機(jī)航攝匯總吻合數(shù)字精度數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化處理，保證數(shù)據(jù)相關(guān)信息吻合規(guī)程要求。最后，數(shù)據(jù)建庫及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)更新。針對(duì)數(shù)據(jù)需采取一系列處理，以此完成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建立工作。依托本次數(shù)據(jù)庫，更新原有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫內(nèi)與之吻合的數(shù)據(jù)，采取局部更換形式[1]。

2.2 1∶500地形圖更新

醴陵市城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)已存在1∶500數(shù)字化地形圖的100km2范圍內(nèi)，每年針對(duì)其中波動(dòng)變化較大范圍內(nèi)進(jìn)行全野外更新20km2，此外對(duì)規(guī)劃區(qū)域周邊經(jīng)濟(jì)建設(shè)較快區(qū)域內(nèi)，每年新增2km2的1∶500數(shù)字化地形圖測(cè)量。該項(xiàng)目1∶500地形圖更新主要包含地形圖修補(bǔ)測(cè)及新測(cè)，對(duì)原有數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)先處理并明晰其存在錯(cuò)漏點(diǎn)；修補(bǔ)測(cè)工作主要包含數(shù)據(jù)檢查處理、野外巡查、控制測(cè)量等工作內(nèi)容。

2.2.1 野外巡查。野外巡查作為地形圖更新核心內(nèi)容，無人機(jī)航攝開展修補(bǔ)測(cè)量工作，主要處于相關(guān)任務(wù)范圍內(nèi)開展100%野外巡查，需明確掌握野外修補(bǔ)測(cè)量范圍，針對(duì)變化較小范圍內(nèi)存在顯著參照物，建議選取測(cè)距儀或皮尺進(jìn)行舉例交會(huì)，保證變化地物實(shí)際位置，完善各類遺漏地物，難以精準(zhǔn)性開展距離交會(huì)或大范圍補(bǔ)測(cè)過程中需完善全野外數(shù)字化測(cè)量。基于野外巡查成果分析，需對(duì)其中新增加的地物，可選取多種方式進(jìn)行修改，保證修測(cè)完整性。針對(duì)難以精準(zhǔn)性開展距離交會(huì)或大面積補(bǔ)充測(cè)量，可利用全站儀實(shí)施全野外數(shù)字化測(cè)量[2]。

2.2.2 控制測(cè)量。結(jié)合該項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)實(shí)際狀況，以往布設(shè)多個(gè)等級(jí)控制點(diǎn)，且現(xiàn)下使用測(cè)量頻次較高GPS-RTK，通過RTK處于測(cè)量范圍內(nèi)結(jié)合野外數(shù)字化測(cè)圖實(shí)際需求布設(shè)圖根。部分區(qū)域內(nèi)難以使用GPS方法觀測(cè)時(shí)，可使用原有等級(jí)控制點(diǎn)為初始起點(diǎn)進(jìn)行常規(guī)圖根導(dǎo)線布設(shè)，所以本測(cè)量區(qū)域內(nèi)不再新增設(shè)高等級(jí)控制點(diǎn)。圖根控制測(cè)量主要包含以下幾方面：

①結(jié)合修補(bǔ)測(cè)量區(qū)域內(nèi)圖根實(shí)際狀況，主要為吻合地形變更補(bǔ)測(cè)為任務(wù)目標(biāo)，并未產(chǎn)生變化區(qū)域內(nèi)不布設(shè)圖根點(diǎn)，修補(bǔ)測(cè)使用的基礎(chǔ)控制點(diǎn)需進(jìn)行校準(zhǔn)審核，吻合其自身精度實(shí)際要求，已經(jīng)利用原有控制點(diǎn)需新增設(shè)圖根控制點(diǎn)遞交最終結(jié)果。新補(bǔ)測(cè)或重新測(cè)量區(qū)域內(nèi)其實(shí)際密度為64km2，若測(cè)量區(qū)域內(nèi)建筑物較為密集，可適當(dāng)增設(shè)圖根點(diǎn)數(shù)量。②用于圖根控制測(cè)量儀器設(shè)備需做好精準(zhǔn)性檢驗(yàn)，保證其測(cè)量精準(zhǔn)度滿足相關(guān)要求，選取HNCORS+GPS-RTK進(jìn)行測(cè)量時(shí)，GPS接收機(jī)實(shí)際精度應(yīng)滿足：平面1cm+1ppm，高程2cm+1ppm。③RTK測(cè)圖根控制作業(yè)正式實(shí)施之前，需處于高等級(jí)控制點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，保證滿足相關(guān)精度后開展測(cè)量工作。觀測(cè)過程中建議選取三腳架對(duì)中、整平，每次觀測(cè)歷元數(shù)量應(yīng)超過20個(gè)，每個(gè)圖根點(diǎn)需進(jìn)行單一性觀測(cè)2次，取其均值為最終成果，RTK圖根控制測(cè)量主要技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 RTK圖根測(cè)量主要技術(shù)要求

2.2.3 數(shù)字化成圖。無人機(jī)航攝測(cè)繪技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中，對(duì)數(shù)字化成圖具有較高的要求，布設(shè)測(cè)量站點(diǎn)時(shí)需以較遠(yuǎn)的控制點(diǎn)標(biāo)定方向，利用另一控制點(diǎn)作為檢核，檢核點(diǎn)自身控制點(diǎn)不超過±5cm，高程較差小于±0.1m，方可進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。測(cè)量地形地物點(diǎn)過程中，需積極校準(zhǔn)儀器自身傾向角度，測(cè)量站點(diǎn)距離地物自身實(shí)際距離需小于15m。選用HNCOR、RTK方式過程中需對(duì)其控制點(diǎn)進(jìn)行校核，其檢核點(diǎn)實(shí)際坐標(biāo)偏差不應(yīng)大于5cm。

2.3 1∶2000DOM更新

2.3.1 1∶2000像控測(cè)量。按照航攝區(qū)域內(nèi)最終無人機(jī)航攝測(cè)繪成果的不同，結(jié)合兩種狀況布設(shè)像控點(diǎn)，針對(duì)存在構(gòu)架航線區(qū)域，需結(jié)合相關(guān)規(guī)程要求布設(shè)，處于每個(gè)加密分區(qū)四個(gè)角上分別分布一個(gè)高像控點(diǎn)，應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)具有明晰的標(biāo)識(shí)物，無法滿足該條件時(shí)可考量處于正式航攝前進(jìn)行地面布設(shè)標(biāo)點(diǎn)。無構(gòu)架航線區(qū)域內(nèi)，需選取四角雙點(diǎn)發(fā)，區(qū)域網(wǎng)布設(shè)大小建議結(jié)合相關(guān)規(guī)范要求實(shí)施。像控點(diǎn)實(shí)際測(cè)量過程中，主要以HNCORS為核心基礎(chǔ)，不具備使用該方式區(qū)域內(nèi)可選用GPS靜態(tài)測(cè)量方法，選用GPSRTK動(dòng)態(tài)衛(wèi)星定位測(cè)量及數(shù)據(jù)處理要求應(yīng)滿足表2。

表2 RTK測(cè)量衛(wèi)星的狀態(tài)要求

2.3.2 空中三角測(cè)量。空中三角測(cè)量作為無人機(jī)航攝測(cè)繪重要工作內(nèi)容，其實(shí)際測(cè)量流程見圖1，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際成圖需求及用途，對(duì)初期數(shù)字影像重疊較為嚴(yán)重進(jìn)行處理，初期數(shù)據(jù)影像分辨率高于成圖比例尺自身要求條件下，可采取壓縮處理。測(cè)量區(qū)域網(wǎng)范圍內(nèi)按照初期設(shè)計(jì)航線，逐一對(duì)其定向建立立體化像對(duì)模型，自行銜接各航線內(nèi)模型，結(jié)合外業(yè)提供相控點(diǎn)完整的信息，將其相控點(diǎn)布設(shè)于空三軟件內(nèi)業(yè)量測(cè)，對(duì)其連接 點(diǎn)、像控點(diǎn)自身精度等進(jìn)行修正[3]。

圖1 空中三角測(cè)量流程圖

2.3.3 1∶2000數(shù)字正攝影像圖制作。1∶2000數(shù)字正射影像圖制作過程中，其基本規(guī)程如下：①正射影像圖1∶2000成圖地面糾正分辨率為0.2m；②正射影像圖對(duì)最近野外控制點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差、平地及丘陵地區(qū)不超過圖上0.6mm，山地、高山地不超過圖上0.8mm；③正射影像圖要求清晰、色彩均勻無模糊、扭曲、拉伸等現(xiàn)象。

2.4 地名地址數(shù)據(jù)更新

以現(xiàn)下地名地址數(shù)據(jù)庫為核心基礎(chǔ)，每年對(duì)1∶500數(shù)字化地形圖新增區(qū)域及更新區(qū)域進(jìn)行動(dòng)態(tài)化變更信息，更新醴陵市地名地址數(shù)據(jù)庫，并將其銜接至應(yīng)用系統(tǒng)，做好地名地址數(shù)據(jù)管控及維護(hù)，為各類管理及建設(shè)活動(dòng)提供信息查詢及定位服務(wù)。地名地址數(shù)據(jù)庫建設(shè)作為一項(xiàng)復(fù)雜性工作，其主要包含多個(gè)工作環(huán)節(jié)，基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)資料層面內(nèi)業(yè)進(jìn)行整合、提取，組織技術(shù)人員進(jìn)行實(shí)地補(bǔ)充采集、核查，完成地名地址信息匯總收集；以外業(yè)調(diào)查工作圖與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，通過相關(guān)軟件完成地名地址信息變更及錄入，對(duì)其進(jìn)行整理匯總，形成完整的地名地址數(shù)據(jù)庫。

2.5 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫更新

將日常更新數(shù)據(jù)及本次修補(bǔ)范圍內(nèi)1∶500地形圖，結(jié)合數(shù)字醴陵地理信息數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)處理，構(gòu)建1∶500地形圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，選取填挖方式更新原有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，針對(duì)源數(shù)據(jù)需結(jié)合圖層劃分及內(nèi)容提取完成數(shù)據(jù)分層；源數(shù)據(jù)點(diǎn)、線數(shù)據(jù)劃分圖層之后，結(jié)合設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并與原有屬性結(jié)構(gòu)進(jìn)行比對(duì)處理。

3 結(jié)束語

城市大比例尺地形圖更新作為建設(shè)“數(shù)字化城市”的基礎(chǔ)保證。目前，我國多個(gè)區(qū)域內(nèi)逐步提出實(shí)現(xiàn)智慧城市、數(shù)字化城市，同時(shí)實(shí)施城市大比例尺地形圖更新測(cè)繪建設(shè)的背景下。大比例尺地形圖更新測(cè)繪作為一項(xiàng)綜合性工作，是支撐城市規(guī)劃與良好發(fā)展的前提，更是便利全社會(huì)生產(chǎn)生活的基礎(chǔ)，需要多個(gè)部門和人員共同協(xié)作開展，以此提高地形圖更新時(shí)效性，降低更新成本，促進(jìn)城市良好發(fā)展。