贾永强 张建平 吴磊
内蒙古自治区航空遥感测绘院 内蒙古 呼和浩特市 010010
摘要:随着社会的不断发展，对于大比例尺地形图测绘的要求也越来越高，采用传统技术实施大比例尺地形图测绘，不但在人力物力方面有较大的消耗，成本居高不下，而且测绘工作的效率和精度也难以满足当前的需要。所以，探索一种更高效、精确的大比例尺地形图测绘技术具有非常重要的现实意义。近年来无人机技术不断成熟，应用范围也越来越广，以无人机作为航测平台，不但能够有效提升航测的效率，还能够更加有效的面对各种复杂地形或遮挡盲区等的航测需求，具有更强的适应性，所以能够对测区数据实施更加全面有效的收集，这对于绘制大比例尺地形图来说无疑具有非常积极的意义。
关键词：大比例尺；地形图测量；应用
引言
对于空间地理学来说，它在任何领域的发展中都起着重要的作用。同时，随着社会经济的不断进步，相关行业对大比例尺地形图测绘提出了更高的标准。传统的大比例尺地形图测绘工程存在精度低、绘制周期长、成本高等缺点。因此，需要业内人士不断改进和创新测绘技术。近年来，无人机技术发展迅速，在大比例尺地形图测绘过程中得到了广泛的应用，并取得了良好的效果，从而促进了大比例尺地形图测绘行业的健康稳定发展。
1 无人机航摄影像数据处理
无人机是一种由无线遥控设备控制和操纵的无人机。它可以根据各种应用需求携带相应的任务设备，为了获得更高的图像质量，必须围绕具体工程进行合理的计算和相应的技术设计，以保证整个航拍过程的稳定性和效率。因此，有必要从以下几个方面进行分步规划：一是围绕测绘的具体要求，计算航拍要素，选择科学的航拍路线，并进行相关参数的理论计算；二是根据航拍的实际情况，对航拍要素进行分步规划，认识地形因素在测量过程中的重要性，了解其对图像重叠和质量的影响，对测量区域进行网格化，并准确计算每个区域的路线参数；三是图像控制点的规划和测量，在被测区域建立控制网，通过RTK测量得到各影像控制点的精确坐标尺寸；四是对测区进行实际测量，并根据各测区的特点进行分区，采取不同的飞行架次和着陆位置。
2 无人机倾斜摄影的核心技术
2.1 航测控制点布设
在实际航测过程中，首先需要针对无人机航测的控制点展开科学布设。控制点的布设，必须要结合测区的实际地形条件与大比例尺地形图测绘的要求，决定选择的控制点的数量，以及各个控制点的位置，从而为后续无人机航测奠定良好的基础，以便高效完成数据采集。比如，第一条以及最后一条航线在其相对平面内的像控点布设基础应控制在8个以内。如果测区的实际情况为微丘陵，测绘基线则应当适当增加至12个以内；如果测区为重丘陵地形，则应当增加至16个以内。而且，在布设像控点的过程中，要必须要全面考量航线的实际情况与不规则网状况；如果实际的控制网属于不规则状态，则应当将端点四周的双点特征纳入一体化考量中，以免对拍摄的精度和全面性造成影响。
2.2 生产大比例尺地形图误差原因
目前，无人机航拍技术在中小比例尺测绘中的应用已经非常成熟，但在1:500和1:1000的大比例尺测绘领域还需要进一步完善，很多技术还不成熟。在将无人机航空数据资源转换成大比例尺地图时，地图转换精度是衡量大比例尺地图效果的唯一指标。因此，为了更好地确定无人机航拍大比例尺地形图的误差因素，有必要提高大比例尺地形图的精度。然而，从无人机航拍信息到大比例尺地形图的制作，中间过程比较复杂，涉及多个环节。
航拍中的每一次偏差都会导致地形图质量的降低，如无人机航拍照片失真、照片层次差、无人机不按既定航线飞行等，在分析影响误差时，应注意图像控制点的测量偏差。航拍结束后，需要对图像数据信息进行专业处理。这一环节操作不当、技术不完善也会导致大比例尺地形图的质量下降，如图像点偏差、图像叠加偏差、DOM变换阶段模型偏差、模型裁剪偏差等。
2.3 高程和平面要素叠加与整饰
首先是过滤高程点。为了准确反映地形的变化，生成更精准的等高线，在EPS上打取的高程点数量密度一定是大于要保留的密度的。这样，就要对高程注记点进行过滤，保证图面的整洁。每平方分米只需要保留15个左右的高程注记点。过滤多余高程点时要注意，应保留典型位置的高程点，如山顶、沟底、坡顶、坡跟、路口等位置。其次是调整符号之间的压盖。如道路边线、房屋边线、水边线、坎线等对高程点注记的压盖，应将高程点注记移动到其附近空旷的位置；再如各种填充符号对高程点和坎线，道路边线等的压盖，应将填充符号移动到其附近空旷的位置。再次，对图内封闭的等高线加示坡线，示坡线应指向低的一边；给不易判断高程的等高线加高程注记，密集的等高线局部打断等等。如果同一测区的地形图由多个绘图作业员完成，还要对各自的地形图进行接边。
2.4 全面采集测区影像数据
无人机航测应用于大比例尺地形图测绘中，最关键的一个步骤就是影像数据的采集，这一步骤也是无人机优势真正得以体现的部分。首先要做好全面充分的准备工作，检查无人机的状况是否正常，检查相机参数设置无误，检查SD卡装载无误等等，确保能够完成数据采集并安全储存；还要对无人机的航向定位系统展开全面的检测，确保无人机的航向与预想设定的相同；另外，务必要检测无人机的信号接收和发送系统是否正常，只有这样无人机才能够有效被操控完成数据采集，并将数据传输回地面。在对无人机全面检查没有问题以后，可以使用相应的软件来设置测区区域，重点要针对不同区域设定航行线路和高度。也可以在GPS技术的协助下，通过POS技术来控制无人机姿态，从而以外方位元素为基础完成相关坐标的测算，同时再结合相关辅助数据处理技术，可以是测绘的精度得到进一步的提升。并且在IMU技术、GPS技术的应用协助下，还可以实施全域航测。需要特别说明的是，无人机的实际飞行高度、航线以及气候状况等有可能会POS信号有一定影响。另外要保证采集的影像重叠率至少为 85%，这样才能够保证数据精度和全面性。
2.5 外业调绘与内业修测
一般采用先内后外的调绘法。采用先内后外法调绘时，影像上清晰的地物、地貌可由内业成图时测绘，野外调绘只调绘影像上不清晰和不能看到的地物、地貌。重点应调绘独立地物、水井、水窖、窑、管线、境界、道路、水系、植被、注记及新增的居民地、建筑物等，电力线和主要通信线转折点处应准确判读绘出；外业调绘应检查原图上表示的各种地物、地貌的准确性、完整性及合理性，对其错误应逐个剔除和更正，不完整的应补测完整，不合理的应修改合理；调绘时已不存在的地物应在原图上用红色绘“×”。
结束语
综上所述，无人机航测技术是一种非常便捷、灵活的航测技术，而且能够获得非常精确的测绘效果，所以在大比例尺地形图测绘工作中有很高的应用价值。使用无人机航测技术，可以是数据采集的全面性、时效性都得到显著提升，而且对于测绘人员来说，工作强度也得到了大幅降低。因此，对于测绘人员来说，要不断总结无人机航测技术的经验，勇于创新，使其应用范围继续得到大范围拓展，从而为测绘事业发挥更高的价值。
参考文献
[1] 孙亮,夏永华.基于无人机倾斜摄影技术测绘大比例尺地形图的可行性研究[J].价值工程,2017(8):34-35.
[2] 吕立蕾.无人机航摄技术在大比例尺测图中的应用研究[J].测绘与空间地理信息,2016,39(02):116-118,122．