陈 玲

（新疆地矿局第一水文工程地质大队，新疆 乌鲁木齐 830091）

过去在进行地形测绘工作当中，采用的仪器主要为水准仪、经纬仪、全站仪和GPS等，通过这些仪器设备的应用，对于相应比例精度要求下的数据开展收集工作，这些传统的测量仪器设备在应用过程当中需要非常大的劳动力投入，劳动强度比较大，而且很难保证测绘效率与质量，测绘工作周期较长，还具有很高的成本投入，可视化程度不高，无法实现大比例尺地形测绘快速成图，尤其测绘工作开展过程当中，面对某些地形地貌复杂、环境条件较为恶劣的地带，给测绘工作的开展带来巨大的难度，测绘效率很难保障，而且测绘精度也大幅降低，难以实现地形图成果的精准及时获取。基于无人机倾斜摄影测量技术现已成为大比例尺地形测绘工作当中重要的技术手段。此项技术的应用，使传统摄影测量工作当中仅能够对地面要素顶部纹理信息以及高度信息进行获取得不足得到了有效改善，而且实际应用过程当中不会遭受天气和云层方面的干扰。测绘工作开展过程当中运用低空无人机，将多台传感器进行搭载，便可从垂直以及不同倾斜角度，对测绘对象开展同步影像采集，而且能够对大视场角以及高分辨率详尽地物地貌信息进行获取。影像采集过程当中，无人机的飞行高度、速度、姿态，位置以及重叠度等相关信息可以通过机载传感器完成自动记录。在大比例尺地形图测绘工作当中，应用无人机倾斜摄影测量技术，使得传统大比例尺地形测绘工作当中诸多不足得到有效克服，还可以将无人机高分辨率以及高时效性、成本投入低、能耗低、可重复性和低风险等各种优势充分的发挥出来，提供多元化的产品，便于更加高效的对大比例尺地形图DEM、DOM 及 DSM 等进行制作，另外还能对地物点云自动生成，实现地面三维实景建模。为了对大比例尺地形测绘工作当中应用无人机倾斜摄影测量技术的可行性进行验证，下文当中以某村大比例尺地形测绘生产为例，探讨分析无人机倾斜摄影测量技术的实际应用。通过相应的试验表明，大比例尺地形测绘工作当中运用无人机倾斜摄影测量技术可以有效保证测绘精度和效率，值得进一步推广应用[1，2]。

1 无人机倾斜摄影测量技术

（1）无人机倾斜摄影测量原理。对于无人机倾斜摄影测量技术而言，是利用无人机平台对传感器进行搭载，并同时从垂直以及多个倾斜角度对影像进行采集，对地物真实信息快速还原，通常运用五镜头以及两镜头倾斜摄影系统，无人机倾斜摄影测量技术实现多角度同时观测，是一种现代化的测量技术手段，不但可以利用各种视角对影像进行同步采集，对地物顶部与侧视高分文理进行获取，地物信息反应非常真实，而且纹理信息获取精度很高。并借助现代化的定位融合建模技术手段，快速形成三维地面模型，为大比例尺数字地面信息高精度，高效率的进行采集奠定了坚实的基础（图1、图2）。

图1 倾斜摄影测量影像获取方式

图2 倾斜摄影测量模块

（2）无人机倾斜摄影测量作业流程。过去在开展大比例尺地形图测绘工作当中，主要的作业包括 “三内二外”， 即通过内业对相关资料进行收集，同时开展外业数据采集，并对草图进行绘制。再者通过内液对矢量化地物信息进行分类，如进行配准以及空三、格式转换; 实施外业调绘，并对位置以及类别信息进行反馈；通过内页手段进行编辑分幅整饰，实施立体测图发布成果。倾斜摄影测量技术相较于传统测量形式基本类似，但大大简化了工作流程。如图3所示。

图3 无人机倾斜摄影测量作业的流程图

外业工作开展之前，首先针对研究区进行相应的资料收集，如控制点信息、高程基准与坐标系统、地名资料以及地形图成果等。同时结合任务开展相应的设计工作，向业务部门进行报送完成审批，对无人机航飞方案进行制定，并完成空域申请工作，对无人机传感器搭载类型充分明确，并对其地面分辨率充分明确，并对其飞行高度及其架次、重叠度等予以明确。在适宜外业采集影像基础上。根据设计的行策方案，采集像控点坐标以及倾斜摄影测量的相关数据。对于内业工作而言，主要涉及预处理相关数据，进行空三加密，并保证点云数据生成，构建三维实景模型。运用多视影像密集匹配技术对点云数据高精度获取，还可通过联机计算对处理内业数据的时间有效缩短，划图采集大比例尺地形线，可以与三维模型以及DOM充分结合，并参照点云，保证地物精确判读，高效率的采集相关数据。

2 试验及结果分析

（1）试验区概况。研究区为2.66km2面积大小，为省级贫困村，为农村环境得到有效改善，当地政府部门要求对26个贫困村1:500地形图快速的进行获取，研究区为这次26个贫困村当中，综合整治农村人居环境的村庄之一。研究区主要为一些居民住宅楼，和一些附属生活设施，还分布一些少量菜地。运用GPS与全站仪开展作业，因研究区当中居民楼达到80%左右，而且彼此之间存在较小的间距，分布也比较随意，这就会形成一定遮挡作用，无法运用GPS进行测量，全站仪由于不法对无数转点与引点工作进行构建，影响测量精度，导致测量工作难以符合1：500 地形测量工作要求。规划的飞行航线以及预设的参数参见图4。

图4 飞行航线规划及参数预设

这是试验过程当中内业主要运用Smart3D CaptureTM 系统，是有Bentley 公司所生产，开展空三解算，设置相控点以及点云生成与三维重建，研究区三维地面模型参见图5，把构建的三维模型向EPS 3DSurvey 软件（北京山维公司）导入，根据相关要求，与三维地形模型和点云数据充分结合，针对研究区开展矢量化全要素地形采集。

图5 试验区三维地面模型

完成相应的工作之后，并开展收集汇总工作，通过内业手段对不准确的区域以及模糊区域进行判读，向外业作业人员告知，并实施外业调绘工作，并合理地进行整饰修改，在此基础上，对1:500地形图测图工作高效完成。

（2）精度评定。为了对研究区地形图进行相应的检验，了解和掌握获取的地形图成果是否和相关地形图精度要求相符合，外业工作人员在研究区通过静态RTK模式，对十个检查点进行采集，了解和掌握检查点的分布情况，数字地面模型相同位置对检查点以及坐标点展开分析对比，获得的结果参见表1。

表1 同位置三维数字地面模型采集点与检查点对比表

通过相应的计算获得，点位当中达到± 0.0134m误差范围，高程方面达到0.09m的误差水平，结合工程测量相关规范城镇建筑区1:500地形要求，误差在地物点位当中主要为≤30 mm，误差在高程当中为≤1 /3hd = 0.167m。通过这些不能发现，1:500地形图测绘工作当中，运用无人机倾斜摄影测量技术，能够有效确保测量精度，符合大比例尺地形测绘相关精度要求，因此，在大比例尺地形图测绘工作当中，可以大力推广应用无人机倾斜摄影测量技术。

3 总结

文中在对大比例尺地形图测绘过程当中，运用无人机倾斜摄影测量技术，针对研究区开展1:500地形图测绘工作，通过相应的研究试验发现，大比例尺地形图测绘工作当中，利用无人机倾斜摄影测量技术，不但能够大幅提高工作效率和质量，还能控制和减少人力物力方面的投入，测量精度符合相关要求。并利用试验对比，相较于传统航测技术手段，倾斜摄影测量技术，使得测图效率大幅增强，降低了工作人员的劳动强度，还能够多样化的对相关产品进行生成，不但能够将传统线划图提供出来，而且还能将数字地面三维模型准确的提供出来，并能将正射影像以及DEM 与DSM 产品提供出来，所以在未来大比例尺地形图测绘工作当中，应当充分重视无人机倾斜摄影测量技术的应用。