广西壮族自治区自然资源遥感院 广西南宁 530023
摘要：针对当前全野外数字化测绘大比例尺地形图作业周期长、成本高等缺点，探究无人机倾斜摄影测量、三维模型技术在该领域的适应性。提出无人机倾斜摄影测量、三维模型的方法测绘大比例尺地形图。试验表明，该方法生产成果符合测绘地理信息产品的要求，具备良好的市场发展前景。
关键词：无人机倾斜摄影测量；三维模型；大比例尺地形图
1 引言
随着我国经济的日益发展，数字化城市的建设步伐日益加快，尤其对大比例尺地形图的快速获取和更新有着迫切的需求。传统全野外数字化测绘地形图，对天气条件、地理环境有着严格的要求，存在着作业周期长、成本高等缺点，限制了传统测绘技术在大比例尺地形图测绘的发展。无人机摄影技术在近几年快速的发展，其应用范围也越来越广泛。无人机倾斜摄影技术可以获得多角度高分辨率影像，可生成数字三维模型，在数字城市建设、城市管理和应急救灾中得到了广泛的应用。经过数据处理得到的数字三维模型是可量测的，可直接在三维模型上进行量测编辑成大比例尺地形图。
本文以无人机倾斜摄影测量技术所获得的数字三维模型量测大比例尺地形图的方法，探讨无人机倾斜摄影测量、三维模型、大比例尺地形图编辑等关键技术，验证了无人机倾斜摄影测量生成的三维模型测绘大比例尺地形图的可行性，并且做了相应的精度分析，在实际生产过程中有一定的指导意义。
2 数据和方法
2.1 无人机倾斜摄影测量
本次航摄采用无人机系统，主要包括无人机飞行平台、地面监控站、三镜头倾斜相机和遥控设备。飞行平台主要有动力系统、机身主体、飞行控制系统和一些辅助设备组成。该机型搭载3 块锂电池，具有续航时间长，姿态稳的特点。外业航飞数据采集一共飞行了三个架次，规划了 20条航带，相对航高设计为387m ，航向重叠度为80 % ，旁向重叠度为80 % ，三个镜头一共拍摄了 3693 张照片优于0.05米分辨率的无人机影像。
为保障数据成果精度，从而对控制点的密度相对提高，使0.5平方公里内保证16个像控点，使数据的精度有了进一步的提高。像控点均选择在航摄像片上影像清晰、目标明显的像点。提高了外业刺点与空三加密的精度。根据空三成果与航摄数据，进行计算三维模型。Smart3D采用了主从模式将多台计算机上运行多个ContextCaptureEngine，并将它们关联到同一个作业队列中，这样大幅降低了处理时间。
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图1 像控点布点方案
2．2大比例尺地形图生产
地形图生产采用内业三维模型直接量测成图法，即主要直接在三维模型量测地形地物要素的坐标和高程，对于部分隐蔽地物点则采用全站仪实地测量与皮尺丈量边长，测定地物点的位置。对于EPS三维模型量测相对于传统测量最大的优势在于三维模型量测的屋檐改正功能即在三维窗口中通过不同的视角对房屋面边缘依次选取多个点，将自动生成多点房屋面。对于有房檐的房屋，可以在房檐下墙面依次选取多个点，生成多点房屋面，从而消除房檐的影响。
通过三维模型提取地面高程点，自动组网生成三角网，通过地形起伏变化分析适当编辑品理等高线与地物之间关系。主要处理等高线是否自相矛盾，等高线是否穿越地物要素居民地面、水系面、交通（等级公路）、地貌（斜坡、陡坎）等。
3 成果及精度分析
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通过表1三维模型与实地测量坐标精度对比分析，利用倾斜摄影测量三维模型量测可满足生产大比例尺地形图精度要求。进一步提高了作业效率，降低了外业劳动强度，节省了测量费用。隐蔽点不易在三维模型量测，故使用全站仪外业进行少量隐蔽点测量与实地核实，使测量精度可靠性进一步提高。
4 结束语
本文以无人机倾斜摄影测量系统获得航摄数据，通过Smart3D 软件进行了空中三角测量，生成了三维模型，利用EPS2016制作了大比例尺地形图。能够快速的获取测绘成果，经过加工处理还可以得到多种测绘地理信息产品（DSM、DEM、DOM、DLG）。其方法具有一定的推广性，可应用在我国测绘地理信息行业的多个方面，为国民经济建设提供重要的保障。文中提到的一些技术流程，还需在今后工作中继续学习、实践、改进。
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