摘要：本文为了进一步明确轻便型移动测量系统在农村地形测量中的应用流程及成效，以具体的测区为例，着重从测量步骤、数据预处理、精度分析等方面进行分析阐述，可以得知将轻便型移动测量系统应用于农村地形测量中可以有效作业效率和质量，值得推广应用。
关键词：轻便型移动测量系统；农村地形测量；地形图
随着测绘事业的发展，越来越多的新型测绘技术开始广泛应用于各种类型的测绘工作中，比如高速公路测量常用IP-S2移动测量系统，城市管理部件采集常用移动道路测量系统MMS。但是因为农村地区建筑物之间的道路狭窄，各家各户之间的电线繁杂，不利于大型车辆行驶，实际测量工作有一定的难度。针对这种情况，应用轻便型移动测量系统开展农村地形测量十分必要。
一、轻便型移动测量系统简述
轻便型移动测量系统属于集成性系统，主要集成了三维激光扫描仪、GPS、惯性导航单元、工业计算机及多镜头相机等[1]。实际测量过程中可以将安装平台固定在摩托车或者其他简易交通工具之上，利用三维激光扫描仪获取目标点的相对极坐标，GPS与惯性导航单元的主要作用是定位和定姿，保证获取数据可以及时传输到计算机中，在行进过程中实现地形数据的获取，而后利用空间与时间上的检校信息即可以准确测得目标点的绝对坐标。
二、轻便型移动测量系统在农村地形测量中的应用
1、测区概况
本次农村地形测量工作选址在北方地区某地的一个乡村，测区面积2.2km2，区域内房屋建筑以转混二层结构为主，建筑物之间的道路狭窄，路边常堆有土堆和砂石。针对实际测量特点，主要利用覆盖测区的一个连续参考站开展本次测量工作，测量人员共计4名，1名负责车辆运行操作，1名负责数据采集，1名负责车辆路线导航，剩余1名负责测量过程中的其他事务。在时间控制上，外业数据采集控制在1天，内业数据处理控制在2天。
2、测量方法步骤
本项目测量步骤为：外业数据采集→数据处理（包含数据解算与数据预处理）→地物获取（按照测区测量特点，对经过预处理的数据信息进行自动或人机互动的方式获取地物）→地形成图，获得地形图。现对具体的测量步骤作如下的阐述。
2.1 外业数据采集
测量工作开始前对车辆进行校准，按照事先设置好的路线，进行移动扫描，实际开展过程中导航员要负责引路，移动测量车紧随其后。
2.2 数据处理
数据处理包括两方面内容，即数据解算和数据预处理。数据解算过程中需要将处理后的IMU数据、CORS站数据、GPS数据导入到解算软件中，用紧耦合解算技术进行数据的解算工作。解算工作完成后需要进行平滑处理，以此获得最佳的平滑行车轨迹路线。数据预处理过程中，移动测量车可以在行进过程中获得极点坐标，与轨迹数据解析后可以得到地理坐标数据，然后根据实际的测量需求可以将其转换为平面坐标数据。此次测量工作采用3台三维扫描仪，因而实际测量时为了准确得到某一时刻仪器所处的完整数据，需要将3台仪器获得数据合并成一个总数据。数据预处理流程为：数据解析→坐标转换→数据合并→创建索引→工程导出[2]。
2.3 地物获取
农村地形测量工作要以获取地表信息和附属地物信息为重点，具体包括建筑物、道路、水域、地面高程、田地、杆状地物等。比如现阶段常用的航天远景软件，可以对杆状地物高度进行自动化提取，重点针对电线杆和树木，实际应用效果显著。而对于非杆状地物可以采用人机交互的方式进行操作，在EPS软件的三维视图中获取到地物的特征，输入地物属性，最终得到初步的地形图。
2.4 地形成图
技术人员将数据转换为CASS软件所识别的数据格式，而后导入到CASS中，按照1∶500地形图符号对加载的数据进行再次编辑，最终获得测量工作要求的大比例尺地形图。
三、轻便型移动测量系统在农村地形测量中的精度分析
精度检验是地形图测量中至关重要的环节，其精度可以直接影响整个测量数据的准确性，因而需要给予充分的重视。一般来说，在开展测量工作前，由测量人员现在测区内作一些像控点，可以设置为大“L”形或者蝴蝶形状的喷靶靶标，这些所设置的像控点信息可以在点云中通过强度模式显示出来，有助于点云中量测定靶标的中心坐标。测量人员利用GPS对每一个像控点的坐标信息进行测量，而后与点云计算出的靶标坐标加以对比[3]。如图1，测量人员正在布设像控点。
图1测量人员正在布设像控点
常用的X、Y、Z坐标方向的差值由如下的公式计算：Δx=X－x，Δy=Y－y，Δz=Z－z，公式中的X、Y、Z表示点云测量坐标，x、y、z表示测量人员实测坐标信息。中误差计算公式是：M中=±计算，公式中的Δ表示点云测量坐标与GPS实测坐标相减得到的测差数值，n表示所抽取的点数。
本次测量在测区内共设置了46个像控点，经过精度验证后得到的数据见表1。
表1 精度检验后的数据
通过对实地调查和表1数据进行分析，发现45号点与扫描车之间的距离较远，在此距离内接收到的点云信号较少，点云之间的距离大约在10cm左右，实际偏差很大，而44、46号均位于田地间的电线杆上，坐标精度有很大的误差。因此，本次项目实际有用的点位数据共有43个。经过技术人员计算，X方向的中误差为0.037，Y方向上的中误差为0.041，Z方向的中误差为0.034，按照规范要求此工程精度符合1∶500数字测图所规定的精度要求，实际测量数据准确有效。
结束语
移动测量系统是现阶段测绘行业最为前沿的科技之一，在城市规划、工程测绘、数字城市和地形测量中均有广泛的应用，实际应用价值高，可以广泛应用于农村地形测量中。但是值得注意的是，现阶段移动测量系统仍然有需要的地方，比如扫描时的死角、自动化提取程度低，均需要加大相应的研究力度。
参考文献
[1]冯志,李俊,郑智成.车载移动测量系统在大比例尺地形图修测中的应用研究[J].测绘与空间地理信息,2018,41(11):165-167.
[2]高洁纯,张军.GIS和激光机载技术在三维地形测量中的应用[J].科技创新导报,2019,16(07):55-57.
[3]胡文雄.车载移动测量技术在道路测量中的应用[J].工程勘察,2019,47(07):62-65.