劉 娣，何仁德

（1.湖南城建職業(yè)技術(shù)學院，湖南 湘潭 411100；2.湖南虹康規(guī)劃勘測咨詢有限公司，長沙 410000）

為了豐富基礎(chǔ)地理信息資源，提升整體現(xiàn)勢性，湖南省自然資源廳印發(fā)《湖南省1∶10 000 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫更新技術(shù)規(guī)程》和《湖南省市縣城鎮(zhèn)開發(fā)邊界內(nèi)1∶500 地形圖成果匯交規(guī)定（試行）》的通知及《關(guān)于加快推進1∶500 地形圖更新與匯交工作的通知》，積極推進湖南省基礎(chǔ)測繪生產(chǎn)與更新工作[1]。本項目按照“需求導(dǎo)向、變化引領(lǐng)、及時更新”的原則，開展××縣1∶500地形圖的更新與匯交工作，通過無人機技術(shù)與傳統(tǒng)測繪技術(shù)相結(jié)合的手段獲取最新基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)以促進自然資源管理和經(jīng)濟社會發(fā)展。測區(qū)面積根據(jù)現(xiàn)有國土空間規(guī)劃資料顯示需完成面積為60.00 km2的1∶500地形圖新測，任務(wù)時間4 個月。

1 項目實施

由于工期緊，任務(wù)重，結(jié)合測區(qū)特點以及公司已有儀器設(shè)備與技術(shù)人員水平，本次項目采用無人機攝影測量與傳統(tǒng)數(shù)字測圖相結(jié)合的方式進行，總體技術(shù)路線如圖1 所示。

圖1 總體技術(shù)路線

本項目航空攝影測量的作業(yè)包括：作業(yè)準備、航線規(guī)劃、像控點布設(shè)與測量、外業(yè)航飛、空中三角測量、像片刺點與平差、數(shù)字正射影像和實景三維模型、像片調(diào)繪、內(nèi)業(yè)編輯成圖及成果導(dǎo)出[2]。具體技術(shù)路線圖如圖2所示。

圖2 無人機傾斜攝影技術(shù)路線

1.1 作業(yè)準備

搜集測區(qū)詳細資料包括控制點數(shù)據(jù)、坐標系統(tǒng)和高程基準參數(shù)及已有相關(guān)圖紙資料等[3]，開展測區(qū)踏勘并分析測區(qū)地形分布情況及特點，選擇場地平坦、發(fā)射正上方無電線和高層建筑的地方作為起降發(fā)射平臺，判斷天氣條件，記錄當天作業(yè)日志。

1.2 航線設(shè)計

綜合考慮攝區(qū)分布形狀、數(shù)據(jù)后處理的要求以及航線敷設(shè)的原則，本項目按南北方向敷設(shè)航線，航向重疊度按80%設(shè)計，旁向重疊度按70%設(shè)計。與攝區(qū)邊界線相平行的首末航線在攝區(qū)邊界外敷設(shè)；攝區(qū)邊界線的旁向重疊至少超出像幅的一半，以保證目標完全在航攝范圍內(nèi)。

1.3 像控點布設(shè)

（1）像控點布設(shè)應(yīng)充分利用全省不動產(chǎn)統(tǒng)一登記基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)項目中像控測量成果的基礎(chǔ)上進行[4]，采用“四角雙點法”按區(qū)域網(wǎng)布設(shè)，區(qū)域網(wǎng)布設(shè)成“4 條航線×10 條基線”，此外還要在區(qū)域網(wǎng)中間布設(shè)1 個檢查點[5]。

（2）像片控制點應(yīng)當布設(shè)在影像清晰、特征明顯，對比突出和施測方便等容易判別的位置[6]，應(yīng)盡量選在比較細的、接近正交的線狀地物邊線交叉處。

（3）本項目像控點利用CORS-RTK 技術(shù)進行測量，像控測量平面高程精度均不能超過±0.1 m。

（4）像控測量成果應(yīng)包括像控點成果表、像控點點之記和像控點展點圖。像控點點之記如圖3 所示。

圖3 像控點點之記

1.4 航攝飛行

航拍前，做好起飛前的各項準備；檢查飛機是否能正常完成操作指令。在各項準備工作完畢后，才能起飛；飛手注意現(xiàn)場情況，根據(jù)需要隨時手動調(diào)整飛機姿態(tài)及飛行高度。若航攝過程中出現(xiàn)的絕對漏洞、相對漏洞及其他嚴重缺陷必須及時補攝。飛機起飛和降落時應(yīng)保證四周視野開闊，周邊障礙物的高度角不能大于15°，并且對GPS 信號接收不產(chǎn)生影響。

1.5 建立三維模型

實景三維模型采用Smart3D 軟件進行制作，準備好已有資料，打開軟件，新建工程項目然后加載數(shù)據(jù)創(chuàng)建第一遍空三，接下來導(dǎo)入像控點坐標數(shù)據(jù)，打開對應(yīng)影像相片進行刺點，刺點過程中注意選取綠色標記相片，每個像控點刺3～5 個相片，完成所有像控點相片刺點后進行第二遍空三計算，檢驗結(jié)果精度是否符合要求，最后導(dǎo)入測區(qū)范圍線，發(fā)布模型，數(shù)據(jù)為OSGB 格式，具體流程圖如圖4 所示。經(jīng)操作最終生成模型，如圖5 所示。

圖4 空三建模流程

圖5 三維模型正視圖

1.6 線化提取

利用生成三維模型，按照GB/T 20257.1—2017《國家基本比例尺地圖圖式第1 部分：1∶500 1∶1 000 1∶2 000 地形圖圖式》要求，基于軟件的線化提取功能，選取與其形狀、特征和性質(zhì)相符的要素代碼直接進行地形、地物的采集工作。檢查空中三角測量精度，并進行精度分析。依比例尺表示的，則應(yīng)準確采集其外部輪廓；不依比例尺表示的地物地貌則應(yīng)采集其定位點或定位線。具體采集內(nèi)容要求見表1。

表1 地形圖精度檢測統(tǒng)計表

表1 航測成圖地物點相對臨近控制點的點位與間距中誤差

線化提取可按地物分類逐區(qū)域進行，如圖6 所示，最后形成線化圖，如圖7 所示。在模型線化提取過程中遇到地物不清楚，無法準確定位時，務(wù)必在相應(yīng)位置做好標記，以便外業(yè)補測。

圖6 線化提取過程圖

圖7 線化提取成果

1.7 外業(yè)調(diào)繪

外業(yè)調(diào)繪基本要求：像片調(diào)繪應(yīng)判讀準確，繪寫明晰，圖式符號表示準確，注記符合要求。

對于本測區(qū)通過內(nèi)業(yè)測繪的各類要素都要經(jīng)過野外實地判別調(diào)繪，而影像中模糊不清地物或者被樹林或陰影遮蓋地物以及航攝時的水淹、云影地段和不滿幅的自由圖邊和新增地物都需在野外補測或補調(diào)?？傊{(diào)繪必須跑到、問到、判準及繪清，并及時自查互檢。調(diào)繪以現(xiàn)狀為準，新增的道路、房屋及獨立地物等在調(diào)繪時需要采用全站儀、RTK 等方式補充采集。高樓陰影下或樹林遮蓋下無法準確判讀的房子等地物也要采用野外實測的方式補充采集。

1.8 質(zhì)量檢驗

為了保證質(zhì)量，本項目實施二級檢查一級驗收制度，即過程檢查和最終檢查。過程檢查比例為100%，包括作業(yè)員自檢、互查和生產(chǎn)部門檢查，最終檢查在過程檢查合格的基礎(chǔ)上由公司總工辦組織實施。驗收由××縣自然資源局報請省測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢查站進行。

檢查內(nèi)容包括：控制測量、地形測量和地形圖精度。經(jīng)外業(yè)內(nèi)業(yè)檢查，數(shù)據(jù)精度合格，成果符合要求。

1.9 匯交資料

匯交資料清單見表2。

表2 匯交資料清單

2 結(jié)論

本項目利用裝載五向鏡頭的大疆無人機實施傾斜攝影測量，并利用Smart3D 軟件實現(xiàn)空三測量與三維建模，最后利用map3D 軟件進行特征點、線采集實現(xiàn)線化提取，并結(jié)合外業(yè)調(diào)繪補測完成1∶500 地形圖測繪，經(jīng)檢驗精度符合規(guī)范要求，滿足項目需要。

利用無人機傾斜攝影測量進行大比例尺測圖需要注意以下幾點。

（1）選擇合適的無人機與拍攝相機，這些影響到作業(yè)時間與影像的質(zhì)量。

（2）無人機航攝過程中一定注意飛機的安全，避免出現(xiàn)飛機失聯(lián)、墜落等事故。

（3）像控點布設(shè)要合理，像控點選點符合要求，制作清晰，與路面對比明顯，有利于刺點準確。

（4）選擇合適的空三建模軟件與線化提取軟件。