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大比例尺地形图作为城市基础地理信息的重要来源，被广泛应用于诸多领域。

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无人机航测与传统测绘的比较

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尺度的基本概念

2.1 尺度概念

地形图上直线的长度与地面上相应线段的实际水平长度之比，称为地形图的比例尺。

2.2 规模分类：

大图：1:500、1:1000、1:2000、1:5000、1:10000

中比例图纸：1:25,000、1:50,000、1:100,000

小比例尺地图：I：20万，1：50万，I：100万

2.3 秤的准确度：

人眼能分辨的最小距离一般为0.1mm，所以在地图上以0.1mm表示的实际水平距离称为比例尺精度，即0.1mmXM

M是比例分母

2.4 尺度与尺寸关系：

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地形图采集方法

3.1 无人机低空航拍与RTK的结合

针对测量面积较大、区域内地物不复杂、周围环境宽敞的情况，采用低空航拍与无人机RTK测量相结合的测量方法，可以减少外业工作量，提高操作的生产效率。

无人机低空航拍与RTK联合测量方式的作业流程控制如图1所示。传统航拍作业流程采用先布设影像控制点，再进行航拍三维加密的方式。 这种方法工作周期长，不能反映，因此可以改进传统的基于无人机航拍的操作方法。 测区实测前，采用自由网平差法对无人机航拍图像进行分析。 进行航空三维加密，得到自由坐标系下的DOM和DEM数据。 以该DOM数据为基础，在数字测绘软件中绘制该区域的线性地图，然后利用RTK测量采集特征点，并转换成指定的坐标系。 该方法的准确性取决于自由网络平差过程中连接点的匹配精度。 为提高连接点匹配精度，一方面在航路设计中采用竖框航路，实现图像全方位高重叠，有效解决同名连接点不匹配问题; 另一方面，advanced结合先进的计算机视觉和摄影测量算法，可以对多度重叠点进行多方向正向交会，解决连接点的有效匹配。 调整精度。

3.2 RTK与全站仪结合测量的方法

部分调查区分布在建筑复杂、密集的城区中心。 以兰州市为例，由于周边建筑物高大密集，无人机航拍方式获取的DOM数据会被高大建筑物严重遮挡，效果不佳。 但由于卫星信号遮挡严重，仅使用RTK分步测量是无法完成测量任务的。

RTK与全站仪联合测量的方法是利用RTK在测区的宽敞区域内布置一些全站仪测量所需的控制点，全站仪测量的初始计算数据就是以这些数据为基础的控制点。 这种改进的全站仪测量方式省去了传统的布设线控网的过程，可以大大缩短工作时间。 这种测量方法的精度主要取决于起始控制点RTK测量的精度。 RTK测量精度可达厘米级。 以南方S82T仪器为例，其平面精度为±1cm+1ppm，高程精度为±2cm+1ppm。 在测量过程中，利用多台仪器对同一个点进行多次测量，相互比较，得到控制点的最佳坐标值。 在实际测量过程中，全站仪测量采用1秒级精度仪器，确保测量结果能够准确无误。 达到更高的精度。

3.3 改进的RTK测量方法

对于测区面积较小、建筑区域不密集、卫星信号较好的情况，可采用RTK分步测量的方法独立工作。

传统的RTK测量是利用测量点的序号，在野外实地画草图。 这种方法需要至少两个人的配合，效率一般，尤其是在办公室测绘的过程中。 如果野外测量的草图杂乱无章，会极大地影响内部测绘效率。 改进后的RTK测量方法是将测得的分步点编成个人简码，省去了在野外画草图的过程。 在办公室画画时，收集到的分步点可以清晰地描绘一幅电子素描。 效率高，促进内外一体化运作。 图3列出了某绿化带和房屋的代码。 以绿化带为例，使用RTK小步采集时，代码以缩写字母顺序进行，并在点处以弧度标注（如ld4y）。 建房时，房屋的角落往往是RTK电台和GPS信号的盲区，可以采用逐点测量的方式，标记点位置（例如F4G表示距上一个点一个点，F6G2 表示距上一个点位两点）。 采用上述编码方式，不仅省去了野外绘制草图的过程，提高了野外测量效率，减少了野外人力物力的投入，还缩短了野外绘图的时间。

3.4 RTK与图纸数据结合的方式

部分测区有测绘的高精度大比例尺地形图。 这种情况下，可以结合RTK和图纸对扫描的光栅图进行校正并矢量化，然后使用RTK测量特征点，求解转换参数并转换到指定坐标系，使用RTK测量进行修复更改区域。

为了减少图像校正的误差，将扫描图分成若干小块，对这些局部区域进行精细校正，以校正局部畸变。 通常以地形图上的格网作为最小局部校正区域，通过人工交互精确确定格网四个角点的图像坐标和高斯平面坐标值，双线性的多项式系数转换模型确定。 正确的。 具体工作流程如图4所示。

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检查准确性的常用方法

4.1 RTK与图纸数据结合方式

大比例尺地形图修复测量常见的精度问题包括平面内误差限、平面检测粗差限、高程误差限、高程检测粗差限、平面检测误差限距离，以及距离检测中的粗差限值。

4.1.1 面内错误溢出

检查方法是先采集明显地物的坐标值； 然后根据地图上的坐标与采集到的坐标的差值计算点位的误差。 如果坐标分量差存在系统误差，则介质误差很可能超过极限。 原因及解决方法如下：

1）外业采集使用的坐标系与测绘坐标系不一致； 检查坐标系的一致性。

2) 野外采集图根控制点存在系统误差或粗差； 检查地图根控制点，确保现场采集点的准确性。

3）在办公室作图时，三维加密存在错误或粗略错误，导致三维模型失真、变形； 平面和高程的误差可能同时超过限制。 此时需要检查图像控制点结果的正确性[1]、空间三密结果的可靠性[2]、建模过程中相对方位和绝对方位的准确性[3]。 如果这个环节出现问题，需要重新建模，重新采集模型范围内的数据。

4）在办公室采集时，过扫描（超出图像控制点的控制范围）也会产生系统误差，导致平面超限误差。 这种情况出现在模型周边，应该换模型检查，重新测试过扫描部分。

5）随机误差中，分割不当，选择不合理，观察不合理

瞄准、线（面）物连接不正确、独立地物与附近点混淆、屋檐改正精度不够等都会导致粗差率超限或面内误差超限。

4.1.2 平面检测粗差超限

《测绘成果质量检验验收》规定[4]：粗差率≤5%[5]表示测绘过程中允许出现粗差，但当粗差率>5%时，应查明原因并纠正。 造成粗差的原因，除了系统误差（平面内误差超限）外，主要有分割不当、遗漏、变化、屋檐校正误差等，检测相邻特征间的距离可以检测出此类误差。

1）分割不当，主要是由于航拍遮挡、阴影等造成的错层房屋投影变形造成的分割错误和遗漏； 可通过巡视和全场数据采集进行检查和修改。

2）屋檐校正不准确，大面积测量需要校正屋檐。 屋檐校正一般以滴水线为基准。 如今，大多数建筑物都看不清滴水线。 屋檐校正仅凭操作人员的经验判断，错误较多。

4.1.3 高度误差超限

1) 检测使用的图根控制点存在系统误差或粗差，仪器高位测量误差可能导致高程误差超限。 这种检测点误差是系统性的，即误差大小相近，符号一致，应重新核对。 此外，测量员在办公室的工作习惯（有的人习惯上下切割，有的人习惯切割下沉）也会产生系统误差[6]，从而导致高程误差超过限制。 这时应换人重新测量。

2）三维模型扭曲变形。 其特点是局部小区域（三维模型的中心）高程值异常，向模型中心有增大（减小）的趋势，平面内误差较大； 这时候就要考虑改造和映射了。

3）地物地貌变化。 在测量周期内，道路改造和场地平整会导致高程误差超限。 此类误差具有集中性和区域性，粗差集中在某条道路或某区域； 应及时更新和维修。

4.1.4 高度检测粗差超限

1）在全场采集时，如果棱镜高和RTK杆高变化没有及时改变全站仪大比例尺地形测量使用仪器，可能导致个别点高程值的粗差超限。 此类误差具有随机性，应检查测量方法是否正确[7]。

2) 如果内部测量地图与模型不准确，高程值的粗差将超过限制。

4.1.5 间距误差及间距检测粗差超限

1）平面点采集和屋檐校正的精度决定了间距误差的大小。 如果间距误差超过限值，应重新检查接近公差的间距； 如有必要，应重新检查所有超过介质误差的间距误差。

2）距离检测粗差超限，原因与平面粗差类似，处理方法也类似。 同时，采集精度低也会导致粗差超限。 这时候可以考虑使用在误差范围内改一半的方法来修改。

4.2 案例介绍

本文分析了HD调查区1:500抽样检查的结果（表1）。 测区面积10平方公里，共160张图片。 本次抽样选取13张图片，其中平面检测误差超限4张，平面检测粗差超限9张，高度检测粗差超限6张，毛重超限6张距离检测错误。 若有10帧超限，去除粗差间距误差，高程误差不超限。

从表1可以看出，整体质量评价为“批次不合格”。 现以****7721号图为例（表2）分析原因，确定处理方案。

由表1和表2可知，平面粗差率为2/29（取2倍介质误差为极限误差）大于5%，剔除粗差后（粗差不参与precision statistics），平面介质误差为0.262，大于介质误差公差±0.25[8]。

结合图解分析：图1中有601点因漏阳台测量（原图漏阳台测量）造成粗差，603点没有进行屋檐校正，测得的房间角度在屋内。 通过检查可以发现问题并加以纠正。 631点的标杆和632点的路牌没有进行偏心校正，点误差较大，距离误差超限。 通过检查距离误差或地物之间的相对关系，可以发现并纠正问题。 图2中的605点是检测到的阳台角（原图中缺失的阳台）与6051点对称，通过检查可以发现问题并改正。 609、612、613、606点是由于屋檐校正不当（606点应与6061点对齐），造成粗差。 通过检查间距错误可以发现问题。

4.3 精度分析

剔除粗大误差并修正大于中等误差的误差值后，图形的整体精度有了很大的提高。 面内误差为0.158，小于公差±0.25，满足设计要求。 见表3。本例中为了讨论方便，剔除粗差和较大误差后直接进行精度统计； 但在实际工作中，需要重新抽样检验，进行精密统计。

4.4 精度问题的处理方法

航空摄影测量中大比例尺地形图测绘的数学精度不易控制。 误差的主要来源是野外测绘的屋檐校正部分。 仅凭操作人员的经验，不确定的人为因素太多。 因此，减小屋檐的改正误差可以更容易地控制大比例尺地形图的精度。 根据多个测区的生产经验全站仪大比例尺地形测量使用仪器，本文提出以下方法来避免制图数学精度误差：

1）测绘开始前，对内部数据进行抽样检查，确保内部生产数据满足野外测绘精度要求，减少误差和遗漏。

2）在办公采集中，一般需要采集建筑物的周边造型。 为了便于现场精度检查，必须将办公数据采集的女儿墙和可见角落单独采集存储在指定的数据层中。 在办公室编辑时，检查测绘资料可以大大减少野外测绘的错误。

3) 利用不需要屋檐校正的相邻地物的相对关系校正屋檐。 例如，郊区住宅的立面一般都是统一的，立面的檐角校正可以根据房屋和墙体的无檐校正数据来确定。 方便快捷，准确率高。

4）单位、厂房大型建筑物的屋檐校正特别困难。 可以充分利用办公室精确采集的独立地物、内部道路边缘、花坛、围栏、电杆、相邻建筑物边缘的相对距离，进行屋檐校正。 正确的。

5）校正无滴水线的低层建筑屋檐，可将手持式测距仪垂直放置在地面上对准屋檐，移动手持式测距仪即可确定滴水线的位置测距仪。

6) 建筑物的划分和屋檐的校正必须在地面上进行测量。

7）当建筑物附近没有其他情况时，测量建筑物的长度和宽度，校正屋檐后检查数据。 如果精度超过限制，则只能使用全站仪进行野外测量。

8) 图像遮挡、办公室内无法定位的地物（井盖、消防栓等）和局部更新可采用交会法或全场制图法进行修复测量。

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常用规格

表 1 特征点相对于相邻控制点的点位置和距离误差

表2 地形图基本等高线距离(单位：米)

表3 轮廓插值点高度误差

表4 地形图高程精度要求（单位：米）

例如：

以制图比例为1:1000的山丘为例，从表中可以看出，基本等高线距离为1.0m，地形图的高程精度要求为1/2等高线距离，则可以计算高程精度需要满足1.0m*1/2 = 0.5m精度

表 5 地面分辨率

表6 基本定向点残差和检查点误差的最大限值

表7 航测测绘特征点相对相邻控制点的点位误差和间距误差(单位：m)

表 8 面物点平面精度要求

例如：

以地图比例尺为1:1000的山区为例，从表中可以看出，丘陵地区平面精度要求在地图上为0.6mm，换算后为0.6mm*1000 = 0.6m

表 9 地形图基本等高线距离(单位：米)

※括号内数值表示可选择基本等高线距离，一张地图最多可使用两个基本等高线距离

表10 等高线插值点高度误差

※特殊困难地区可放宽50%

表 11 地形图高程精度要求（单位：米）

例如：

以制图比例为1:1000的山丘为例，从表中可以看出，基本等高线距离为1.0m，地形图的高程精度要求为1/2等高线距离，则可以计算高程精度需要满足1.0m*1/2 = 0.5m精度

表 12 高度误差

※1:500地形图平地和丘陵应采用全场控制点布置，1:1000和1:2000地形图平地可采用全场控制点布置。 不带括号的轮廓距离优先，括号内为轮廓距离和相应的介质误差要求。

参考：

倪峰、邹秀琼、李传芳。 摄影测量大比例尺地形图数学精度研究[J]. 地理空间信息, 2016, 0(11): 91-94.

邓伟峰, 张志孔, 王俊强.多种测量方法在大比例尺地形图测绘中的应用[J]. 测绘技术与装备, 2017, 19(1):56-58.