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摘要：大比例尺地形图是测绘项目建设各阶段的重要组成部分，有效利用倾斜摄影测量可以大大提高地形图工作的质量和效率。地形图最重要的变化是将纸质地形图转换为电子数字地形图，提高了地形图生产、使用、共享和更新等领域的生产效率。随着BIM技术的出现，测量学科不断地引入BIM技术来改变地形图的布局。数据采集采用倾斜摄影测量技术可用于复杂地形区域，可直观获取测区影像数据，通过BIM三维地形建模，可促进后续地形图绘制工作。在本文中，利用倾斜摄影测量技术分析了地形和地貌数据的获取，并利用BIM技术构建了地形图的三维模型，将用于工程建设各个阶段。
关键词：倾斜摄影测量技术；BIM技术；地形图测绘；应用
近年来，随着倾斜摄影测量技术的不断发展，倾斜摄影测量技术已成为获取地形图数据的重要手段之一。BIM技术是一种基于计算机和数字3d技术的一种建模技术，它将现代计算机工具优势和项目工程参数有机地结合起来，构建3d模型运用于工程建设中。倾斜摄影测量与BIM技术相结合运用与测绘工程中，提高了地形数据获取和地形图绘制效率。
一、BIM技术概述
BIM技术实际上是一个专门的数据库，其中包含关于建筑物整个生命周期的建立、操作和维护的各种信息。它允许将工程建设的各个阶段串联起来，从而增加生产能力。BIM也是一个公共数据库，允许制造商在生产的所有阶段查看、提取、使用、编辑和更新建筑信息。因此，双方合作的技术条件已经具备。BIM技术的应用和发展是工程和建筑领域的技术变革，也是在制图领域建立三维空间地形数字化的技术途径。BIM是一个数据库，它允许同时存储关于构建、提取、更新和发布的信息，为所有各方的联合工作提供必要的技术条件。在测绘地形图中，利用BIM技术根据倾斜摄影测量获取影像数据，建立项目区地形三维模型，可运用于工程建设的设计、施工、监控等，将工程建设从传统的二维平面模型转换到三维立体模型中。
二、倾斜摄影测量技术测绘大比例尺地形图流程
倾斜摄影测量技术在获取地形测量数据时相比传统测量获得数据过程更简单，包括以下主要元素:
1.准备工作：准备相关数据参数:现有控制点结果、坐标系、高程参考参数、现有地形图数据、无人机导航与飞行技术解决方案、传感器识别、图像重叠与无人机飞行拍摄间隔、地面分辨率选择、焦距、比例尺等。仪器及相关设备的准备:无人机及数码相机的检测与标定、三维模型数据处理软件。
2.数据收集。航拍:选择晴天、能见度高、风速低于3级的时段。图像控制点设置:应用了一系列的设置原则。空中三角测量:项目区域按照相关测量规范加密为空中三角测量。
3.建立三维模型，分析数据。利用现有的建模软件，获取高精度的点云数据密度。通过调整多点图像匹配技术的密集区域网络，建立倾斜三角形网络来获得图像类型和三维模型的可视化处理，最终获得倾斜模型，有助于设计者提高设计速度。
4.现场绘图，辅助测试和绘图。虽然更加合理的三维模型可以清楚地分辨地面物体的位置和类别信息,获得的图像倾斜摄影有一些盲点,比如立交桥的底面,建筑物的阴影下,树荫下的茂密的植被,等等,所以内部处理上应注意,现场图和辅助测试应在现场进行。
三、倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用
1.利用无人机进行倾斜摄影测量获取地形数据。道路重叠率为70%，横向重叠率为65%，无人机航向高度为350米，地面分辨率为0.0414米，区域道路数为384条。深入分析拍摄区域的情况，明确界定其允许的空域，根据实际情况合理规划拍摄区域，并适当实施数据收集。起飞和降落地点的选择应保证其水平，并科学计算其高度和分辨率。在规定的基础上进行了航空摄影，并严格控制了土壤质量;差分GPS计算完成后，对航空摄影结果进行验证，并按程序提交。
2.创建一个3D模型。快速的3D操作需要使用GPU(图形处理单元)，而GPU是智能的3DCapture操作的基础。激光扫描系统由云顶或定向定位系统和POS单元组成，可以在现实中构建三维虚拟模型，从而快速构建和工业自动化，图像连续性和简捷性，减少误差和人为干预。采用基于传统技术的高程和倾斜摄影测量技术对2.5侧结构进行建模。Smart 3DCapture基于真实的图像，使用方便，以真实的图像纹理为基础，高效生成高密度点云数据的真实场景三维电子点模型，保证高分辨率。三维模型的建立包括创建新项目、导入点云数据、关联控制点图像数据、拟合优化、数据及结果提交等过程。
3.获取元素矢量并编辑数据。当倾斜摄影测量法应用于大型地形图时，收集元素向量和编辑数据相对困难。选择合适的矢量数据采集软件，确保与点云数据和模型的兼容性，并实时导入点云数据和三维模型进行数据采集工作。地理空间处理软件是当前数据收集中常用的软件。以GB/T 20257.1—2007《国家基本比例尺地图图示第1部分：1:500 1:1000 1:2000地形图图式》、CH/T 9008.1—2010《基础地理信息数字成果1:500 1:1000 1:2000数字线划图》、GB/T 7930—2008《1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影测量内业规范》、GB/T 15967—2008《1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影测量数字化测图规范》等为依据，确保采集工作满足相关规范与标准的要求。
4.补绘及调绘。根据采集数据，分析需要补测的情况，由现场人员进行补绘、调绘工作，增强内外部工作的有效衔接，促进图纸质量的提高。在数据收集过程中，定性地定义外部工作，确保模型的可用性。不清楚或不可见的，禁止进行掺补工作，有疑问的应进行合理的符号标记。
5.大比例尺地形图精度评价。地图上的平面位置误差也因地势的不同而不同。平坦地形与山丘之间的误差应限制在0.6 mm。山地和高山的误差限制在0.8 mm。上述四个轮廓高程误差应分别在1/3hdm、1/2hdm、2/3HDM和1 HDM范围内。由于地图的比例尺为1:6000,应当确保精度,选择铺设点和同质化的道路和住房计划限制为0.029米高程精度误差,且限于0.197米高程精度的核查过程和计划的准确性。
四、三维地形图测绘实施
采用传统方法绘制以BIM技术为补充的三维地形图和地形区地形图，利用先进无人机与BIM软件形成的三维地形图进行对比分析。
1.结合传统制图技术和BIM软件的三维地形图。基于BIM的三维地形图与传统地形图的差异比较。首先绘制了该地区的传统地形图。在测量区域内每5米设置一个控制点，测量点的位置应使每个点和断点的数据与坐标和海拔230的数据相似。数据导入3DMAX软件进行三维建模。为了提高三维地形图的精度，对点进行了两次和三次数值计算，得到了三维地形图，可以在较高的位置再现地形区域的真实地形。
2．结合无人机制图技术和BIM软件制作三维地形图。低空无人机倾斜摄影测量系统在同一平台上搭载多个传感器，同时采集不同角度的图像，能够快速高效地获取丰富的数据信息。本次调研使用的多旋翼无人机适合在10-30m高空进行空中飞行拍摄，镜头拍摄可以准确还原地面建筑细节。摄像头通过数据输入系统，对前向和倾斜的图像数据进行校验和校正。在此基础上，采用航空三角测量法对正、斜图像进行测量。采用图像密度匹配技术将无人机捕获的基准图像映射到真实场景DSM数据表面。生成三维总元素地形图。
3.基于传统制图和倾斜摄影测量技术的三维地形图的比较。对比以上两种方法得到的三维地形图显示精度相对较高,对于基于三维地形图的传统技术,结合BIM软件,对于低空无人机倾斜摄影测量系统,采用与最大误差为3%。例如，传统的地形图主要使用参考点坐标来补充对地貌特征和要素的测量。在绘制大面积地形图时，所选点的质量在很大程度上决定了绘制的难度和结果的质量。仅仅使用遥感就成功地避免了河流和桥梁等难以测量的地点的破碎点。但是，破碎点分布区域的坡度是不可避免的，在陡坡区域，如果破碎点分布不均匀，则需要分段测量;为了通过限制测量范围来补偿测量仪器的操作条件，这种措施将大大降低测量的效率，同时难以保证测量的准确性。在实地考察中，有必要多次修改和优化破碎点。在编制大型超市地图时，工作人员和投资时间的费用大大增加。因此，有必要用BIM技术来弥补传统制图方法的不足。在传统的模式下，碎片点的选择是通过图像数据进行的，如图1所示，例如测量河流的直岸长度。在使用BIM进行三维分析的情况下，选择的破碎点如图2所示。比较分析，在图像数据分析的基础上选择的点在实践中并不十分合理。C、D和E节所述,例如,位于斜坡上,绵延整个山坡坡度,D和E之间的直接测量是测量点的辅助和补充措施的水平距离各款和角科只选择测量点的遥感数据的辅助往往在两点间直线。三维模型的分析,如图2(图2),确定了最佳着床Infraworks所做的三维模型,即选择d和E点和辅助在线测量两点距离转角和横向措施。在这种情况下，为辅助点d和E选择的斜率太高，使得点位置的测量不那么困难，满足了测量精度的要求。河的热力学分析,此外,还有助于防止破碎点选择在旱季河以内,以防止洪水,避免任何干扰的环境因素和突出的整体效用BIM技术在测绘过程。
倾斜摄影测量和BIM技术作为一种新兴的方法和手段，在测绘工程行业中得到了广泛的应用。倾斜摄影测量学是用于获得非接触式点云数据和高密度、高精度和数据处理的基础上,使用BIM技术建的地形图是一个3d模型,模型适用于所有阶段的工程建设。测绘地形图使用倾斜摄影测量技术和BIM技术能够有效提高地形数据获取和三维地形模型建立的工作效率,确保数据收集和分析的精度,并为工程建设各阶段提供前期准备工作。BIM技术建立的三维地形模型运用于测绘学科中，将地形图传统的二维模型转换到三维模型，这将推动地形图绘制发展。在实践中，重点应是对技术应用中出现的问题进行深入的分析和优化，以确保测量技术取得良好的效果。
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