倾斜摄影测量在大比例尺地形图测绘中的应用

倾斜摄影测量在大比例尺地形图测绘中的应用

褚会鹃

身份证号： 37082819880310**** 山东正维勘察测绘有限公司 山东济南 250000

摘要：倾斜摄影测量技术在我国发展速度非常快。本文对倾斜摄影测量技术展开分析，并结合实际提出了倾斜摄影测量技术在大比例

尺地形图的测绘过程中的应用方法，希望为关注倾斜摄影测量技术的人群带来帮助。

关键词：倾斜摄影测量；三维建模；地形图测绘

引言

相较于传统的地形图测绘技术，倾斜摄影测量技术无论是数据信息的获取效率还是地形图测绘质量都有着显著的提升。大比例尺地形图测绘是我国城市建设过程中的基础资料，其对测绘成果质量要求非常高。因此，有必要对倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图的测绘过程中的应用展开探讨。

1倾斜摄影测量技术概述

倾斜摄影测量技术实施多角度拍摄。同时很大程度上提升了采集到的影像的分辨率。此外，在拍摄的时候，要全面记录航高、航速和航向等数据信息，从而获得准确的地形状况。通过无人机拍摄大大降低了拍摄成本，同时提高了拍摄的灵活性和拍摄范围，从而有效地减少了测量工作量。

1.1应用价值

随着社会经济的快速发展，数字化城市建设的速度逐渐加快，各种建筑工程的开展越发离不开空间地理信息的支持，这也就对大比例尺地形图的测绘提出了更高的要求。传统的测绘方法都有着或多或少的缺点，导致绘图效率并不高。随着倾斜摄影测量技术的出现，通过无人机进行多位镜头的摄影，进而获取更加清晰的立体影像数据，自动生成三维地理信息模型，进而实现了快速获取信息的目的。其不但效率高、成本低，并且测量结果准确、操作灵活，极大的满足了测绘的不同需求。因此，倾斜摄影测量技术有着极高的应用价值。

1.2基本原理

倾斜摄影测量技术是利用搭载在无人机平台上的多台数码相机，从多个不同的角度对影像信息进行采集，再辅助一定的外业测量像控点，之后可通过相关的软件处理技术获得数字表面模型、、数字正射影像以及三维模型。倾斜摄影测量技术本身就是基于多个角度生成真实影像纹理的实景三维模型。

1.3关键技术

倾斜摄影测量技术在具体的应用中与一些关键技术的提升是离不开的。一般情况下，倾斜摄影测量技术能够完成无约束平差、附加区域网平差以及倾斜影像的直接定向。倾斜摄影测量技术本身就具有几何变形低、分辨率的变化范围小等多个优势，与传统的影像匹配方式相比，其能够更好的完成同名点之间的匹配，进而能够获得高密度和高精度的点云数据。所以，从某种意义上来说，倾斜摄影测量技术也是实现精细三维建模的关键技术。

2倾斜影像的特点

倾斜影像是通过具有一定倾角的倾斜航摄相机获取的，具有如下的特点：（1）可以获取多个视点和视角的影像，从而得到更为详尽的侧面信息；（2）具有较高的分辨率和较大的视场角；（3）同一地物具有多重分辨率的影像；（4）倾斜影像地物遮挡现象较突出。针对这些特点，倾斜摄影测量技术通常包括影像预处理、区域网联合平差、多视影像匹配、DSM生成、真正射纠正、三维建模等关键内容。

3倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用

3.1准备资料

相关资料准备：控制点成果、坐标系统、高程基准参数、已有的地形图成果，无人机航飞技术方案，明确无人机搭载的传感器、影像重叠度、飞行航高航带架次数、影像拍摄间隔，地面分辨率、焦距、及比例尺的选择等。相关仪器设备准备：无人机、数码相机检校，三维模型数据处理软件

3.2数据采集

测绘人员在完成收集资料，制定航飞方案这一工作环节后，接下来的任务就是数据的采集。具体操作如下：第一，测绘人员需要按照航带的顺序或者按照测区的面积来完成像控点的布置，然后严格按照技术方案的要求，用无人机搭载多传感器进行垂直、多个倾斜角度的地形数据采集;第二，测绘人员还需要充分利用无人机的优势特点，在实际的测绘工作中，以小时为时间单位，按照测区的面积大小合理配置作业人员，以此来降低工程测绘的成本。

3.3构建三维模型

三维模型构建是应用倾斜摄影测量技术进行大比例尺地形图测绘工作中的关键步骤。在具体测绘过程中，主要是借助Smart3DCapture数据处理模块，借助图形运算单元，进行三维场景信息的快速运算，同时借助激光点云扫描系统、定位定向系统获得准确的信息数据以及简单连续的影像图，之后便从这些连续的影像图中生成逼真的实景三维场景模型，为地形图绘制提供重要参考信息。相较于仅依靠高程生成缺少侧面结构的2.5维模型，三维场景模型更具应用优势，借助Smart3DCapture运算生成基于真实影像的超高密度点云，并以此生成基于真实影像纹理的高分辨率实景三维模型，之后借助实景三维模型便能更加高效且准确的开展地形图绘制工作。在基于倾斜摄影测量技术下，实景三维模型的主要工作流程为：新建工程，导入数据，关联控制点影像数据，对空三进行加密处理，优化平差，提交重建任务，提交成果产品。

3.4补绘与调绘

在进行数据采集工作时，除业内采集人员根据模型和点云矢量化外，汇集需补测的问题交给外业调绘补，也是促进上下工序协调连接，促进地形图绘制质量提高的关键性举措。此外，为保证成图质量，在进行数据采集以及地形图绘制工作时，应严格按照“模型定位、外业定性、看不清不绘、看不到不绘、疑问标注符号”等原则进行，以确保成图质量。在完成地形图的初步绘制后，还需对地形图进行修饰整改，以提高地图精度。

3.5地形图绘制

根据所需比例尺地形图规范要求，按规定的符号和表示方法描绘地物、地貌的平面位置和高程。利用三维模型矢量化绘制线画图，在线画图中表示居民地、交通、水系、植被、地貌、注记及高程等要素，最终生成地形图。

4具体案例分析

4.1概况

以某县城老城区30km21∶500比例尺地形图测绘为例，论述项目实施过程以及成果的精度评定。测区地处湖南某县，境内依丘陵地带为主，测区位于商该县主城区，经济较发达，交通便利，建筑物分布密集。

项目施工期限较短，时间紧张，通过全野外测量，尽管具备较高的测量精度，然而进度较慢，没有办法保证工期，且具有较高的成本。即便通过外业补测式与立体采集相结合，也难以满足测量精度要求以及工期需求，所以，在生产时我们可以选择应用倾斜摄影方法，从而有效保障工期与地形图精度。

4.2项目实施

项目采用区域网布点策略，像控点均匀散布整个测区，各像控点间距控制在400m以内，据统计，测区范围共计布设像控点460个。项目采用DJIPhantom4Professional四旋翼无人机多角度影像数据采集方案，分别包含1个正射角度与4个倾斜角度，相对航高控制在100m左右，航向重叠度为70%，旁向重叠度为65%，航摄时间均控制在上午9:00～16:00之间。实景三维建模使用ContextCapture软件，将航飞数据、像控点数据载入软件平台，经空中三角测量、实景三维建模等环节，共制作完成30km2实景三维建模成果，输出正射影像数据和实景三维模型数据。

基于上述两类成果，在EPS软件平台三维测图模块进行大比例尺地形图数据采集，随后经调绘与补绘，完成最终的1∶500比例尺地形图成果。

4.3精度评定

为评价基于无人机倾斜摄影技术的大比例地形图测绘方法的精度水平，对采用本方法完成的该县老城区1∶500比例尺地形图采用野外散点法分别进行平面和高程精度检测。

平面精度最大误差0.290m，最小误差0.003m，中误差为±0.081m；高程精度粗差率为0.9%，最大误差0.260m，最小误差0.001m，中误差为±0.052m，经检验，该项目的精度达到规范“优级品”的要求。

5结束语

综上所述，作为一种新型测绘技术，倾斜摄影测量技术具有精度高、工作效率高、测绘成本低等优点，将倾斜摄影测量技术合理应用于大比例尺地形图测绘工作，可有效提高测绘效率，提高成图精度。

参考文献：

[1]周永丹.浅谈无人机倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用[J].科技风，2019（15）：238.

[2]魏益友，邹俊华.倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用[J].资源信息与工程，2019，34（02）：127-128.