自助下单地址（拼多多砍价，ks/qq/dy赞等业务）：点我进入

摘要： 为提高1:500地形图测绘效率，满足快速城市建设对地形数据的需求。 将传统地面测量与航空摄影测量新技术相结合，通过基于航空摄影的全野外数字测量和遥感制图方法，对1:500地形图进行测绘。 以宁波市北仑区某测区为例，融合无人机航拍、激光雷达扫描、全站仪、RTK等技术，创新性地完成了地空一体化地形测绘全站仪大比例尺地形测量使用仪器，取得了预期效果。

关键词：地空一体化； 1:500地形图； 无人机航拍； 激光点云

1 简介

目前，大比例尺地形图均通过全域数字化测绘。 由于制图精度要求，航空摄影测量用于大比例尺地形图测绘主要集中在1:2 000及以下比例尺，而航空摄影测量主要用于1:500地形图测绘项目很少见。 随着航测仪器（工作站）的升级和数字摄影（DDC）的应用，航测精度进一步提高，获取高精度、高分辨率的图像逐渐成为常态。 同时，可以通过无人机和激光雷达快速获取航拍和激光点云数据，为新方法应用于1:500大比例尺测绘提供技术支持。 并且经过实验结果对比计算，基于无人机航拍提取的地形要素满足1:500大比例尺的三类地物精度要求； 基于激光点云得到的高程精度满足1:500比例尺大比例尺高程精度要求。 为此，将全场数字测绘法与航拍遥感测绘法相结合，开展地空一体化1:500大比例尺地形图测绘。 利用地空一体化进行1:500地形图测绘，可以提高测绘效率，满足我国台风雨季多等区域条件快速发展的城市建设对地形图数据的需求。宁波。

2 技术路线选择

根据1:500大比例尺地形图精度，特征点可分为三类。 一级特征点为城市道路、街道、车行道两侧明显建筑物（构筑物）的拐点； 二类特征点主要指站点。 难以测量的明显建（构）筑物拐点和农村居民点明显建（构）筑物拐点； 第三类特征点是除上述两类特征点之外的其他特征点。 表 1 显示了这些特征点所需的平面和高程精度。 高程标注点误差不大于±0.15m，等高线插值点高程误差（对应等高线距离取1m）：丘陵地不大于1/2基本等高线距离（即±0.50米），山区不大于基本等高线距离的2/3（即±0.66米），高山不大于1基本等高线距离（即±1.00米），隐蔽面积翻倍。

随着无人机遥感技术和数据摄影的快速发展，通过无人机获取高精度地表模型数据越来越方便。 因此，无人机作为遥感平台，搭载可测CCD相机进行航拍。 通过设计无人机的拍照重叠、拍照倾斜角度、拍照旋转角度、航路曲率、飞行高度、图像质量等技术指标，可以获得地面分辨率为4厘米的图像。 计算得到的地表物点精度中位误差为10 cm，完全满足三类地物点的制图精度要求。 因此，根据实际情况，采用基于地空一体化的1:500地形图测绘新方法的技术路线，即第一、二类地物利用整体野外数字测绘，第三类地物利用基于航空摄影的遥感地图方法总体技术路线如图1所示。

3 项目实施

根据项目总体采用的技术路线，首先做好资料收集、技术设计、项目分工等工作； 然后利用全站仪或GPS-RTK对测区内第一、二类地物进行野外测量。 同时，利用无人机和激光扫描车对地物、高程、山区三类进行内部航测和外场验证图； 最后，对所有地物点数据按分工进行划界、编辑、整理、终检，过程检查贯穿于整个项目实施过程。 其中，激光点云处理技术和无人机航拍技术是该项目的关键技术。 前者针对高程和山体等高线提供解决方案，后者针对项目采集的三类地物精度和项目工期提供解决方案。 安全是项目实施的重中之重。

3.1 第一、二类地物采用全野外数字制图法

项目测区内居民楼区内所有要素和航测区二类地物点全场数字化，利用全站仪或综合采集地形要素GPS-RTK，办公室用的是AutoCAD或者AutoCAD。 南方CASS软件用于数字地形图的编修。 断点类型包括：水系（包括坡线、水线、水闸等）、居民区及设施（包括建筑物、花坛、水井等）、交通（包括道路、桥梁、加油站、等）、管道（包括高压输电线路、电力线路、消防设施等）、地貌（包括高程、陡坡等）。 过程检验按要素原则进行，过程检验合格后形成阶段性结果（如图2所示），提交数据与航测地形结果衔接地图。

图2 全场数字制图结果

3.2 基于无人机摄影的遥感制图方法

本项目采集航测区内的高程数字地形要素和三类地物，采用“先内后外”的制图方式，即利用航拍照片和基础控制成果生成高精确的图像模型并收集道路、水系、地貌和其他地形元素。 对于整个测区的高程，利用高密度激光点云数据获取高程值，生成等高线。 具体技术路线如图3所示。

图3 基于航空摄影的遥感制图方法技术路线

(1) 从激光点云中获取高程线和等高线

本文利用宁波市第一次地理调查中的点云分类结果数据，采集非建筑区地面高程点，生成山体等高线。 平坦区域不画等高线，用高程标注点表示地形起伏。 利用Terra Scan和Terra Photo，结合点云和正射影像，根据设计对高程点分布和密度的要求，人工提取地面点的高程数据。

图4 地面点高程点数据采集

图5 利用地面关键点生成等高线

使用Terra Scan在分类后的激光点云中提取地面点轮廓的关键点，导出其3D坐标数据，然后使用Terra Model中的Display contours工具，利用提取的轮廓关键点生成1米等高线的等高线距离如图 4 和图 5 所示。

（二）无人机航拍

根据项目设计中照片重叠、照片倾斜角度、照片旋转角度、航路曲率、飞行高度、图像质量等各项技术指标的设计，采用AXUAV-2无人机和Phase IXU180相机进行北仑测区航拍，共获得数字航空影像10524张，地面分辨率4厘米。 详情如下。

① 图像控制点测量

图像控制测量由NBCORS进行，按照一级图根点精度进行测量，全部按平高点排列。 由于测区内有部分山体，为保证影像控制点分布均匀，控制点布置在区域周边及拐点处，本项目在特征区域提前布置影像标点。点在调查区域内不明显。 采用独立观察和两轮测量的方法，共测量了385个图像控制点，包括88个图像标记。 测量轮次平面坐标最大差3.6cm，高程最大差5.6cm，满足本项目影像控制点精度要求。 要求。 项目路线重叠度高，采用差分GPS联合平差。 图像控制点布置时，每布置6条气道和8条基线。 在某些区域，无法找到最近的特征点补图控制点，如图6所示。

图6 图像控制点的布局与划分

② 空中三角测量

使用Smart3D和INPHO软件进行航拍三角测量，采用全自动密集匹配方式。 项目分为9个区域进行航三角处理，其中1、2、5、8、9区块由inpho处理。 Block 3, 4, 6, 7 由Smart3D处理，block之间保证至少有一个跑道重叠。

由航测数据结果可知，本项目各区域网基本方位点平面差最大为9.4cm，满足基本方位残差误差的规范要求。分小于或等于13厘米； 检验点平面差最大为20.4厘米，满足检验点误差小于等于22厘米的标准要求； 大部分同名点相差小于10厘米，最大相差32.2厘米，满足共同点差误差小于或等于35厘米的标准要求。

③ 正射影像制作

根据航拍三维处理结果，分别使用INPHO和Smart3D软件生成正射影像。 在软件中对图像进行均匀的光照和着色，拼接图像然后进行取景输出。 输出的图像与原始地形图进行匹配检查后，得到最终的正射影像结果。

(3) 地形数据采集、制图与编辑

首先，利用提交的航拍全场数字化和遥感地图获得的地形图数据，对住宅区与航测区交界处的地形要素，按照其物理和逻辑划分边界。各自的范围，以确保地形数据的完整性。 无缝连接。 其次，按照1：500地形图的原则进行测绘完成。 过程检查贯穿于整个项目过程，地形数据结果如图7所示。

图7 航测地形数据结果

3.3 地形图数据加入、制图及验收

首先，利用提交的航拍全场数字化和遥感地图获得的地形图数据，对住宅区与航测区交界处的地形要素，按其物理和逻辑划分边界。各自的范围，以确保地形数据的完整性。 无缝连接。 其次，按照1：500地形图的原则进行测绘完成。 过程检验贯穿于项目全过程，最终于2016年12月20日提交竣工验收并通过验收。

4 项目特色

通过对北仑区测区采用全场数字化方法和航拍遥感遥感方法测绘地形图，传统测绘与新型测绘技术相结合，大大提高了地形图同时保证准确性。 映射效率。 与以往同类项目相比，本项目呈现出新的项目创新点，主要体现在以下四个方面。

4.1 航拍测绘三类地物

将以往全外业作业方式测绘的三类地物转化为基于航拍的遥感地图，大大减轻了外业工作量，将部分外业工作转移到办公室工作，提高了改善工作环境全站仪大比例尺地形测量使用仪器，提高工作效率。 该项目首次对1：500大比例尺地形图进行“天地一体”测绘。 采集到的地形数据平面精度优于15 cm，高程精度优于10 cm，满足相应精度要求。 该项目利用无人机航拍高精度影像，开展三类地物测绘。 三类地物测绘面积约占测绘面积的40%，作业高效。 低等特点，极大地推动了工程的进度。

4.2 激光点云采集的高程线和等高线

经过十余年的发展，3D激光扫描技术已广泛应用于多个领域，其在测绘领域的应用也已成为一种趋势。 国内将三维激光扫描技术应用于大比例尺地形测量的案例多为科研应用。 本项目以三维激光扫描获取的地面点云数据作为1:500地形图的高程数据来源，并以此为基础生成等高线，将三维激光扫描的研究转化为地形测绘的实际工程应用，创新性地将新型激光点云技术与传统地形图测绘相结合，拓展了三维激光扫描的应用范围，提高了地形图测绘效率。

4.3 激光点云与遥感影像高精度异构数据融合技术

利用三维激光扫描仪进行高程和等高线采集的一个关键步骤是点云和遥感影像的高精度配准，但相关研究进展甚微。 由于激光点云和遥感影像在数据表示和属性上存在较大差异，传统的配准方法无法完全应用于这两类数据的配准。 针对以上问题，项目利用POS数据和各传感器之间的相对空间位置关系，建立点云与单面阵CCD图像的对应关系，然后根据全景图像之间的映射关系以及单面阵CCD图像，从而实现激光点云与遥感图像的高精度配准。

5 结论

随着城市发展的需要，传统的地形图测绘技术由于更新速度慢，已经不能满足当前经济社会发展对数字地形图和数字产品的需求。 因此，应不断探索解决地形图更新慢、周期长的问题，为城市经济建设保驾护航。 本文以1:500数字测绘为基础，结合无人机航拍、激光点云等技术，将大量外业工作转移到办公室测绘，创新性地提出了基于地地一体化的1:500地图。 air 映射并应用于实际项目。 该方法在精度、进度、可操作性等方面具有很大优势，将全面应用于大比例尺制图。