摘要：大比例尺地形测量依靠传统人工使用全站仪、GPS-RTK 等设备全野外人工采集数据具有一定的局限性，本文根据长期项目经验，总结并归纳无人机航摄测量技术在地形测量应用的一套科学、高效的技术方法，为今后相关工作的开展提供参考。
关键词：无人机；航摄测量；地形测量
1. 工作背景
目前大比例尺地形图主要靠人工使用全站仪、GPS-RTK 等设备全野外人工采集数据，然后内业加工处理生产。这种作业方式，时间长、效率低、成本高、人工劳动强度大，生产进度还受到作业期间天气的影响，已远不能满足社会需求。如何提高作业效率、降低生产成本，缩小野外作业工作量已成为当今获取大比例尺地形图的迫切要求。由于无人机具有机动灵活、经济便捷等特点，而且能够快速获取地面高分辨率影像，是一种集成数据通信、小型影像传感器、GPS卫星导航以及无人机等最为先进的高精技术手段，因此采用无人机航摄测量大比例尺地形图，几乎不受到外界环境影响、成本低、工期短、精度高，能够大幅度减少外业工作量，进而提高生产效率，缩短工期。本文根据长期项目经验，就无人机航摄测量技术在地形测量中的应用进行简要总结。
2. 作业依据
(1)GB/50026-2007《工程测量规范》；
(2)GB_T 35637-2017 《城市测绘基本技术要求》；
(3)GB/T 18314-2009《全球定位系统（GNSS）测量规范》；
(4)GBT 12898-2009《 国家三、四等水准测量规范》；
(5)CH/T 2009-2010《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》；
(6)CH/T 9008.1-2010《基础地理信息数字成果1:500、1:1000、1:2000数字线划图》中华人民共和国测绘行业执行标准；
(7)CH/T 9008.2-2010《基础地理信息数字成果1:500、1:1000、1:2000数字高程模型》中华人民共和国测绘行业执行标准；
(8)CH/T 3006-2011《数字航空摄影测量控制测量规范》；
(9)GB/T 24356-2009《测绘成果质量检查与验收》；
(10)GB/T 17941-2008 《数字测绘成果质量要求》；
(11)CH／Z-3004-2010《低空数字航空摄影测量外业规范》；
(12)CHZ-3003-2010《低空数字航空摄影测量内业规范》；
(13)CH-T 9008.1-2010 《基础地理信息数字成果 1：500 1：1000 1：2000 数字线划图》
(14)GB/T 20257.1-2007《国家基本比例尺地图图式 第1部分 1:500 1:1000 1:2000 地形图图式》；
(15)CH1004-2005《测绘技术设计规定》；
(16)CH--T1001-2005《测绘技术总结编写规定》。
3. 技术路线
利用低空无人机航空数字倾斜摄影技术，对项目区域获取高分辨率的航空遥感影像数据，采用固定翼无人机大系统大鹏CW-007（4200万像素）与大疆M600Pro搭载五镜头相机搭载睿铂DG3五镜头相机（总计1.2亿像素,单个2400万像素）。在首级控制测量的成果下，加密采集像控点，在全数字摄影测量工作站上根据外业控制进行区域网加密平差，自动导入空三成果定向建模，利用Smart 3D建立三维立体模型，利用EPS三维测图模块室内采集地物地貌DLG数据；外业进行地物、高程点特征点、地名、植被、电杆、房屋、道路名称等修补测及调绘；内业根据外业调绘数字成果进行数字化成图编辑，完成1：500 DLG数字地形图、数字正射影像图（DOM）、实景三维模型制作。
4. 工作流程
（1）资料收集利用
根据测区大概范围申请省级GNSS C级点、国家一等水准点，以此作为四等GNSS控制测量和四等水准高程控制测量的起算点。
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（2）控制测量
平面控制测量：以收集到的高等级控制网点为起算点布设四等GNSS控制网，采用GNSS静态观测，使用中海达HGO软件进行基线解算及控制网平差。以上控制网合格以后以此为基础加密布设二级GNSS控制网及图根控制网，采用GNSS RTK测量方式布设满足测图需要的二级GNSS控制网及图根点。
高程控制测量：以收集到的高等级水准点为起算点布设四等水准网，采用S05 Trimble Dini03数字电子水准仪逐站进行观测，随机配备的电子手簿处理软件进行数据处理，利用南方平差易软件平差。联测部分9个四等GNSS平面控制点。对于未联测的四等GNSS平面控制点，可以按照CJJ/T73—2010《卫星定位城市测量规范》利用GNSS拟合高程测量方式获取高程。
（3）航空摄影测量数字正射影像图制作、实景三维模型
利用低空无人机航空数字摄影技术，对测区获取航空遥感影像数据，以控制测量的成果为基础，对测区使用GNSS-RTK进行像片控制点测量；利用像片控制点成果进行数字空中三角测量（空三加密）；基于空三加密成果，利用相关软件制作实景三维模型，完成数字正射影像图制作。
（4）1:500数字化成图
以控制测量成果、航空摄影测量数字正射影像图及实景三维模型为基础，通过室内判读采集地物、地貌等地形图数据；外业修补测地物，测量高程点，调绘地名、植被等要素，并进行数字化调绘底图编辑；内业根据外业调绘数字成果进行数字化成图编辑，形成1:500数字化地形图。同时采用GNSS RTK设备或全站仪进行野外数据采集，运用CASS9.1数字化测图软件编绘1:500地形图。
（5）成果提交
申请有关专家验收通过后，提交全部成果。
5. 关键工序的质量控制
基础控制测量、像片控制测量、空三加密及1:500 DLG立体测图及外业调绘中的漏洞改正是本次1:500地形图测绘的重点和关键工序。关键工序的质量控制对最终产品质量起到决定性作用。
（1）航空摄影质量控制
认真学习各项规范标准，严格按照操作规范进行仪器的操作，做到飞行前仔细检查设备的状态是否正常。检查工作应按照检查内容逐项进行，对直接影响飞行安全的无人机的动力系统、电气系统、执行机构以及航路点数据等应重点检查。每项内容须两名操作员同时检查或交叉检查。飞行过程中，严格执行无人机航摄安全作业的基本要求，飞行结束后，对飞行平台、油量、电量、机载设备及影像数据进行检查。
（2）像片控制测量质量控制
像片控制测量的质量控制应重点抓好以下几点：
1）像控点选刺点位选择是否合理、刺点整饰是否准确；
2）像控点联测时，RTK在设计书允许的作业半径内作业，双基站两次观测量的较差满足设计书不大于5cm的要求；
3）必须现场绘制点之记，并用数码相机实时拍摄观测场景，供空三加密人员参考使用；
4）保证每个区域网观测两个以上像控点。
（3）空三加密及1:500 DLG立体测图质量控制
内业专职检查员按设计要求对空三加密成果进行检查，达到精度要求后方可利用其成果；
内业专职检查员按设计要求进行模型定向的逐一检查，符合要求方可测图；
内业测图重点检查线条是否圆滑，咬合是否合理，注记是否完整正确，符号配置是否得当。
（4）外业调绘质量控制
航摄时被遮盖区域、树林密集无法内业采集高程区域及房檐下压盖地物，房檐改正等调绘时重点调注，在工作底图上标绘清楚，调绘完成后使用全站仪或RTK补测被遮盖的地物及新增、变化地物。
6. 总结
无人机航摄测量更加安全和灵活，测量的性价比和时效性均较高。在地形测量中要对基本工作流程进行合理的安排，对无人机的飞行线路和拍摄角度等进行相应设置。对于重要控制点的测量，要根据坐标系成果，重点控制好无人机测量的检核数据部分和测量起算部分，检查无人机测绘拍摄的影像质量后，处理并分析数据结果。无人机航摄测量在地形测量中的应用有效提高了地形测量工作的数字化水平。并且更具灵活性和高效性,进一步提高了测量工作的效率和质量,为地形测量工作的安全、有序开展提供了重要保障。
作者简介：杜垒成，男，云南寻甸人，测绘助理工程师，现主要从事工程测量相关工作。
作者简介：汪萌，女，云南昆明人，现主要从事测绘、土地规划、国土资源调查相关工作。
作者简介：黎绍波，男，云南曲靖人，测绘助理工程师，现主要从事测绘、土地规划、国土资源调查相关工作。
论文作者:杜垒成1,汪萌2,黎绍波2
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/29
标签：测量论文; 无人机论文; 数字论文; 成果论文; 地形图论文; 高程论文; 地物论文; 《基层建设》2020年第2期论文;