傾斜攝影測量技術在大比例尺地形圖測繪中的應用

繆愛平 雒金泉

【摘要】傾斜攝影測量技術發展迅速，在大比例尺地形圖測繪中優勢明顯。本文首先對傾斜攝影測量技術進行介紹，然后對傾斜攝影測圖工藝流程進行分析，并以某工程為研究對象，對大比例尺地形圖測繪中傾斜攝影測量技術的應用方式進行詳細探究。

【關鍵詞】大比例尺地形圖;傾斜攝影測量技術;流程

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.19.109

1、引言

大比例尺地形圖測繪中，一般采用數字化測圖方式，外業數據采集周期長，并且數據處理過程復雜，工作效率比較低。現如今，傾斜攝影測量技術發展迅速，在復雜地形勘測中數據采集方式便捷，同時對于后期數據能夠進行批量化處理，且成圖速度快，可滿足業主多樣化需求。因此，對傾斜攝影測量技術在大比例尺地形圖測繪中的應用進行深入研究。

2、傾斜攝影測量技術

傾斜攝影測量技術發展迅速，能夠從垂直、傾斜等五個方向采集影像數據，在攝影過程中記錄航速、航高、縱向重疊以及旁向重疊等信息。當影像數據采集完成后，即可利用傾斜攝影測量軟件對所采集的傾斜影像、地面控制點數據以及POS數據進行內業處理，再創建數字表面模型。在傾斜攝影測量技術的實際應用中，數據處理軟件包括Smart3D、ContextCapture、Pix4Dmapper等。

3、傾斜攝影測量測圖

在大比例尺地形圖測繪中，傾斜攝影測量技術的應用，關鍵步驟包括航攝規劃、數據獲取、三維模型構建、地形圖要素采集等等。

3.1航攝規劃

綜合考慮測區實際情況，對無人機航飛參數進行調整。航線、旁向重疊度應控制在70%以上，如果測區地勢平坦，或者沒有人工構筑物影響，則可適當放寬，如果測區地形起伏比較大，則可適當增加重疊度，而如果測區高差較大，則需合理分區，或根據地形起伏情況調整無人機飛行高度，確保像片重疊效果。在傾斜攝影測量技術的實際應用中，可能會受到無人機續航時間因素的印象，一個架次覆蓋面積在0.2km2～0.3km2之間，在實際測量中，需根據區域面積對航攝方案進行優化設計。

3.2數據獲取

數據獲取內容包括兩類，即像控點數據以及影像數據，為了保證航攝成果精度，首先需布設測控點，然后再進行航攝。測區外圍特征點比較少，可采用靶標布測形式。在傾斜攝影測量中，對于天氣環境的要求比較低，但是依然應盡量在光線條件良好的天氣獲取影像，保證模型質量。

3.3數據處理

在數據預處理中，需去除無人機姿態影響下所產生的質量較差的像片，然后再結合控制點，應用傾斜攝影測量技術進行空三加密處理，進而形成高密度點云。在三維模型創建中，可利用集群式操作方式，再根據檢查點檢查模型進度，再以三維模型為基礎，采集地物要素。對于模型棱角處，需做好圓滑處理，在建筑物采集時，可采用線相交形式確定角點位置，合理規避人為采集所造成的誤差。

3.4調繪補測

在地物位置判斷中，如果模型不完整，則會影響判別結果準確性，可采用外業調繪補測形式采集信息，然后再進行核查。可在采集圖的基礎上完善信息，并做好整修處理，根據大比例尺地形圖測繪要求做好詳細檢查。

4、傾斜攝影測量技術的應用實例

4.1測區概況

某測區為居民區，總面積為2.52km2，通過現場調查，該測區地形起伏比較大，在測區范圍內，共設置23個像控點，各像控點之間的距離為120m。在布點過程中，應保證布設點能夠控制成圖范圍，如果區域面積比較大，則需合理分區，對于接邊地區增加像控點數量。在像控點精度控制中，應用HiCORS系統，在數據采集完成后，利用海南CORS中心進行處理，進而獲得各點CGCS2000平面坐標以及正常高。在無人機航線設計中，共飛行6個架次，單架次均有5條航線。航攝相片共1454張，POS數據共749個，在無人機飛行中，相對高度140m，航向重疊度和旁向重疊度分別為80%、65%。

4.2內業處理

對于內業影像數據，需應用Context Capture軟件進行處理，關鍵步驟包括空三測量、三維建模。對于外業測定所得像片控制點成果，需在內業環境中進行轉換，并對區域網模型做好約束平差解算分析，最終將區域網納入至大地坐標系統中。

4.2.1空中三角加密

在本次測繪中，將航攝數據與CPRS數據有效結合，并對POS數據進行解算分析，提高POS數據精度。通過POS數據，準確提取像片連接點，再利用像控數據做好平差解算。在完成空三加密處理后，即可將將測量數據應用于后續環節。

4.2.2正射影像制作技術要求

（1）單片糾正時，可采用逐片糾正方式，嚴格依據成圖規定和要求，實現最大區域化成圖，避免影像偏差。（2）選擇相片中心投影差比較小的影像，對影像進行拼接處理，避免像片中建筑、高大樹木投影差對影像結果準確性造成不良影響。（3）對于鑲嵌線，需根據自然線性地物進行劃分，要求避免穿越建筑工程、地塊等。（5）圖像鑲嵌處理完成后，保證地物對應關系。

4.2.3鑲嵌、勻光勻色處理

（1）鑲嵌處理。對正射影像圖進行糾正處理和鑲嵌處理，保證線狀、面狀地物完整性，將相鄰正射影像圖進行無縫拼接。（2）勻光勻色。對原始相片質量進行檢查，選擇適宜的樣本數據，拉開直方圖，采用正態分布形式。在勻色時，可利用影像勻光模塊，綜合考慮影像面積大小設置參數。在對影像進行勻色處理后，如果勻色效果不好，則可利用Photoshop進行手動調整。（3）立交橋完整性和接邊。在此過程中，可利用分層編輯DEM方法進行多次正射糾正以及拼接處理。

4.2.4正射影像圖質量檢查

（1）對影像文件地理坐標進行檢查，同時檢查X、Y方向像元地面尺寸、行列數的準確性。（2）對像對之間的向前誤差、圖幅接邊差進行檢查，判斷影像是否有局部模糊、扭曲變形等。（3）檢查正射影像圖飽和度以及色調，在三維重建中，可采用ContextCapture軟件，自動化水平比較高，自動形成測區三維模型。利用EPS軟件采集測區要素，然后導出DWG格式文件，并采用南方CASS軟件進行優化配置，即可形成DWG格式文件。最后通過南方CASS編輯地形圖，即可完成地形圖測繪。

結語：

綜上所述，在大比例尺地形圖測繪中，部分測區地形條件復雜，傳統測繪技術無法滿足實際需要，對此可利用傾斜攝影測量技術，能夠有效節約測圖成本，提升測圖效率，簡化測圖流程，同時保證大比例尺地形圖測繪結果準確性。

參考文獻：

[1]楊昆侖.無人機傾斜攝影測量技術在大比例尺地形圖測繪方面的應用[J].測繪技術裝備，2019，v.21;No.78（01）：86-90.

[2]周永丹.淺談無人機傾斜攝影測量技術在大比例尺地形圖測繪中的應用[J].科技風，2019，No.383（15）：244-244.

[3]魏益友，鄒俊華.傾斜攝影測量技術在大比例尺地形圖測繪中的應用[J].資源信息與工程，2019，v.34;No.236（02）：131-132.

作者簡介：

繆愛平（1983.10.08），男，江西崇仁，工程師，主要從事基礎測繪、地形測量、和變形監測工作。