屈帥+杜鵬+邱炎+包丹丹

摘 要 根據(jù)大比例尺測繪的特點(diǎn)，結(jié)合無人機(jī)影像、RTK（單基站CORS）和全站儀的優(yōu)勢，提出了一種三者聯(lián)合進(jìn)行大比例尺測繪的新方法。結(jié)果表明該測繪模式能夠在保證測繪精度的前提下極大的縮短作業(yè)流程，極大的降低外業(yè)測繪強(qiáng)度提高工作效率，在實(shí)際操作中其高效性與實(shí)用性得到印證。

關(guān)鍵詞 CORS；全站儀；無人機(jī)影像

中圖分類號 TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號 1674-6708（2016）166-0081-02

信息化為經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展提供強(qiáng)有力的保障，城市建設(shè)的信息化離不開地理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取，特別是大比例尺地理數(shù)據(jù)的獲取，大比例尺地圖在城市規(guī)劃、建設(shè)、交通、管理、社會(huì)與公眾服務(wù)以及可持續(xù)發(fā)展研究等眾多領(lǐng)域的作用日益重要[1]。對于如何快速、有效、高質(zhì)量的獲取大比例尺地形圖研究對我國城市建設(shè)顯得尤為重要。

1 RTK（單基站CORS系統(tǒng)） 及無人機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

單基站CORS系統(tǒng)是基于單個(gè)運(yùn)行基準(zhǔn)站的定位技術(shù)，與GPS RKT系統(tǒng)的定位原理是相同的。但CORS系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)通訊方式，保證了差分信號的完整性和有效傳輸性，其在測量的有效距離相對于傳統(tǒng)RTK測量得到大幅度提升，單基站CORS系統(tǒng)持續(xù)不間斷運(yùn)行，無需額外架設(shè)基站，僅需一個(gè)流動(dòng)站設(shè)備即可進(jìn)行測量，極大的降低了人力成本提高生產(chǎn)效率。不過單基站CORS系統(tǒng)計(jì)算差分改正信息僅靠單一基站，其測量的有效范圍不宜過大（一般30km左右），不過其完全滿足中小區(qū)域測繪工作的需要[2]。

無人機(jī)低空遙感技術(shù)是航空遙感領(lǐng)域一個(gè)新的發(fā)展方向，具有低成本、快捷、靈活機(jī)動(dòng)，以及數(shù)據(jù)高時(shí)效、高分辨率等特點(diǎn)[3]，并已逐步應(yīng)用于大比例尺地圖航空攝影測量領(lǐng)域，憑借自身的技術(shù)優(yōu)勢，可快速、高效獲取高精度、高分辨率的低空影像數(shù)據(jù)，成為傳統(tǒng)航空攝影測量的有效補(bǔ)充手段[4]。

2 實(shí)例應(yīng)用分析

2.1 測區(qū)概況

測區(qū)位于天津市西青區(qū)天津師范大學(xué)校園，測區(qū)東西長1.2km，南北長約1km，測區(qū)范圍大概1.2km2，地勢平坦，建筑物相對密集。

2.2 單基站CORS系統(tǒng)和無人機(jī)影像的精度檢驗(yàn)

單基站CORS系統(tǒng)的精度檢驗(yàn)采用靜態(tài)已知點(diǎn)檢驗(yàn)法、反算基線長法。已知點(diǎn)檢驗(yàn)法其檢驗(yàn)結(jié)果如下：該系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位內(nèi)符合精度水平方向整體優(yōu)于2cm，高程方向優(yōu)于4cm，均高于設(shè)計(jì)精度；外符合精度水平方向整體優(yōu)于3cm，高程方向優(yōu)于5cm，也都優(yōu)于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)精度，說明了該CORS系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位穩(wěn)定可靠。反算基線長兩者的差值反映了該CORS系統(tǒng)的實(shí)時(shí)定位精度符合規(guī)范要求。無人機(jī)的精度檢驗(yàn)利用RTK測量測區(qū)內(nèi)的12個(gè)特征點(diǎn)檢驗(yàn)無人機(jī)精度，檢核點(diǎn)的X方向上的誤差均方差為0.344，Y方向上的誤差均方差為0.062，點(diǎn)位誤差的均方差為0.071，點(diǎn)位的最大誤差為0.111，可滿足1：2000地形圖測繪的要求。

2.3 測量地物分類

《城市測量規(guī)范》要求測繪內(nèi)容應(yīng)包括測量控制點(diǎn)、水系、居民地及設(shè)施、交通、管線、境界與政區(qū)、地貌、植被與土質(zhì)等要素。可將地物分成3類：1）全站儀測繪：其優(yōu)點(diǎn)為不受信號影像、測繪形式靈活、與CASS交互性好。缺點(diǎn)為耗費(fèi)人力多、有誤差積累、易受人為因素影響[5]。所以利用全站儀來測量居民地建筑物；2）RTK（單基站CORS）：其優(yōu)點(diǎn)為精度高、無誤差積累、操作方便、節(jié)約人力。其缺點(diǎn)為易受信號制約、測繪方式不靈活。所以利用其來測量圖根控制點(diǎn)、交通、道路附屬設(shè)施、水系等；3）無人機(jī)影像優(yōu)點(diǎn)為低成本、快捷、靈活機(jī)動(dòng)、數(shù)據(jù)高時(shí)效、高分辨率。其缺點(diǎn)為精度受控制點(diǎn)精度的影響、地物的判讀易受人為因素影響所以利用其來測量植被等信息。除了以上的測量方式的分類部分情況還需要兩兩聯(lián)合觀測，全站儀與單基站CORS系統(tǒng)結(jié)合測量，網(wǎng)絡(luò)RTK與影像聯(lián)合測量方式。

2.4 碎步測量

測區(qū)內(nèi)建筑物分布密集，其信號受建筑物的遮擋，RTK無法觀測其輪廓。在無人機(jī)影像中發(fā)現(xiàn)影像中的建筑物與實(shí)際測繪的建筑物邊界會(huì)有偏差，故不能使用影像對建筑物進(jìn)行繪圖，對于建筑物的測量應(yīng)利用全站儀進(jìn)行，因RTK（單基站CORS）測量精度達(dá)到布設(shè)圖根控制點(diǎn)的要求，所以可以在建筑物附近開闊地帶利用其測量圖根控制點(diǎn)，圖根點(diǎn)之間的間距盡量大于此站全站儀測量建筑物的最遠(yuǎn)距離；測區(qū)內(nèi)的交通附屬設(shè)施例如地漏、下水井蓋，獨(dú)立、固定的大型宣傳櫥窗和廣告牌，這些地物所處位置比較開闊信號好，地物分散，不適合使用全站儀觀測。在無人機(jī)影像中地漏和下水井蓋難以和人的影像區(qū)分開，所以這里選擇RTK對這些地物進(jìn)行測量。在利用RTK測量時(shí)地物點(diǎn)的命名采用地物類型的首字母縮寫加序號的方式以便于內(nèi)業(yè)成圖時(shí)區(qū)分；測區(qū)內(nèi)的道路采用RTK獲取，采集時(shí)注意采集道路的特征點(diǎn)，例如拐點(diǎn)、起點(diǎn)、終點(diǎn)等；測區(qū)內(nèi)地勢平坦，且多為建筑物無需繪制等高線，繪制高程點(diǎn)便可，測區(qū)內(nèi)的高程點(diǎn)采用RTK測量獲取，根據(jù)1：2000比例尺測圖的要求高程點(diǎn)盡量均勻分布，高程點(diǎn)間距大約30m；根據(jù)上文中對無人機(jī)影像的精度檢驗(yàn)可知，無人機(jī)影像的精度為滿足1：2000測圖的要求，可用于繪制平面二維地物，植被可用無人機(jī)影像直接繪制，植被的類型可根據(jù)影像直接讀取，如植被類型難以判讀則需要去實(shí)地考察。

2.5 數(shù)據(jù)處理

1：2 000地形圖成圖按照《GBT 20257.1—2007 國家基本比例尺地圖圖式》繪制。

1）繪制坐標(biāo)格網(wǎng)。設(shè)置參數(shù)，按照比例尺要求設(shè)置好參數(shù)，使用相應(yīng)的工具繪制圖廓；數(shù)據(jù)文件輸入。

2）處理全站儀數(shù)據(jù)時(shí)將其數(shù)據(jù)x、y坐標(biāo)對換位置，將數(shù)據(jù)通過“繪圖處理”、“展野外點(diǎn)點(diǎn)號”導(dǎo)入到CASS7.0中。

3）地表實(shí)物的繪制。首先繪制邊界點(diǎn)、公路、湖泊、高山等，勾勒草圖的大致形狀，然后繪高大建筑物、標(biāo)志性地物、植被、河流等。由于圖式符號均按圖層劃分，因此不能更改圖層名稱和屬性；高程點(diǎn)展繪。在這里繪制的過程中按照3.4中的測量地物分類進(jìn)行繪制。

4）點(diǎn)擊“展高程點(diǎn)”，選擇坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件，展出高程點(diǎn)。

5）測繪工作完成后，又對此次測圖的的地物、地貌點(diǎn)與圖根控制點(diǎn)進(jìn)行了聯(lián)測，采集的數(shù)據(jù)與圖原數(shù)據(jù)相比較90%以上都符合限差要求。有部分地物、地貌有明顯錯(cuò)誤重新測量直到達(dá)到要求為止。

3 結(jié)論

傳統(tǒng)全站儀測繪與單基站CORS系統(tǒng)、無人機(jī)影像聯(lián)合測繪，實(shí)現(xiàn)了3種測繪方式的優(yōu)勢互補(bǔ)。RTK（單基站CORS系統(tǒng)）可直接布設(shè)圖根控制點(diǎn)，大大提高了測繪效率，在地物密集、信號較差的區(qū)塊采用全站儀測繪；單基站CORS系統(tǒng)測圖可用于信號好、地物分散以及布設(shè)圖根控制點(diǎn)等；在無人機(jī)影像上繪制可準(zhǔn)確辨別的地物例如草地的范圍、內(nèi)部道路、其他居民地設(shè)施；3種測繪方式的聯(lián)合大大提高了測圖精度和工作效率，此方法還可以快速實(shí)現(xiàn)測區(qū)內(nèi)地物的更新，此方法可為快速實(shí)現(xiàn)大比例尺城市測圖提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

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