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摘要：当前，大比例尺地形图测绘有全野外数字化测图和航空摄影测量两种相对成熟的模式。全野外数字化测图精度高、制图周期长、外业工作强度大。随着航空摄影测量技术的成熟，通过内业立体采集、外业调绘核查、内业编辑整理等工序开展大比例尺地形图测绘时，作业周期大幅缩短，但成果精度有待提高。本文主要分析基于倾斜摄影实景三维模型的大比例尺地形图测绘分析研究。
关键词：倾斜摄影；实景三维模型；空中三角测量；地形图
引言
倾斜摄影测量技术是指利用在同一飞行平台中所搭载的多台传感器设备，从垂直和倾斜等多个不同角度进行影像获取，以实现地形图测绘的一种技术。它作为近年来在地形图测绘中新兴的一种技术方法，不仅突破了传统航空摄影测量只能进行垂直角度影像获取的局限性，而且能够对真实的地物情况进行全面反映和呈现，在先进的定位技术支持下实现更为精确的地理信息与更加丰富的影像资料获取，实现遥感影像技术在地形测绘领域进一步发展和深入应用。
1、无人机倾斜摄影测量技术
无人机倾斜摄影测量技术属于我国高新领域的研究内容，此项技术的提出，完全颠覆了传统测量技术中存在的仅可实现对监测点垂直检测的问题。在使用提出技术进行实际测量工作过程中，可在无人机上搭设多个传感设备与通信设备，因此，在进行数据时，可实现对同一点数据的多维度测量。而使用此种测量方式，更加有利于提供使用者一个直观的观看感受。此项技术不仅可以实现对检测点的精准定位，同时也可以更具时效性的为使用者还原一个真实的地质信息。在无人机倾斜摄影测量中，可以设定一个航拍中心，以此中心作为无人机倾斜摄影测量的圆心，以此定位数据。而此项技术提供给测量者的精准定位功能，可将地质环境中多种有机物体进行嵌入式定位，从而使获取的影像、图片等数据信息内容更加丰富，给予使用者更为优越的使用体验，实现了对传统测量技术功能、性能的拓展。
2、存在的问题
实景三维模型的质量对地形图成果精度至关重要。模型精细度不高，导致分辨率降低，矢量数据精度则随之降低;模型缺失、失真、粘连、悬浮直接影响矢量数据精度;部分区域如建筑物或高大植被的遮挡，矢量测图时会出现死角;对于部分管线要素，在实景三维模型下识别存在困难。
3、无人机倾斜摄影测量技术的大比例尺地形图测绘方法
3.1基于无人机倾斜摄影测量技术采集地形图测绘数据
在大比例尺地形图测绘中，首先，基于无人机倾斜摄影测量，通过对检测点的精准定位，在无人机上搭设多个传感设备与通信设备，通过对同一点数据的多维度测量，采集大比例尺地形图测绘所需的数据。而后，整理成满足大比例尺地形图测绘可使用的数据格式，主要包括图片、WORD及纸质格式的水文、工程钻孔数据；地下水位、水质监测井，供水井动态数据；地质地貌图、综合水文地质图、水化学类型、矿化度图等矢量图件数据；纸质水文、工程地质剖面图和剖面平面部署图数据；PDF或WORD格式成井报告数据。以此，完成基于无人机倾斜摄影测量技术采集地形图测绘数据。
3.2建立大比例尺地形图测绘数据
3D绘制协议基于无人机倾斜摄影测量技术处理大比例尺地形图测绘数据，在此基础上收集大比例尺地形图测绘数据的属性要素，包括测绘勘探区名称、测绘勘探区编号、测绘勘探区面积及测绘重点工作区等，并进行系统分析大比例尺地形图测绘数据的属性，建立相应的电子信息表。通过建立大比例尺地形图测绘数据3D绘制协议，实现大比例尺地形图测绘数据电子信息表空间数据的可视化。具体来说，首先，用HTML脚本制作网页交互三维动画，将大比例尺的地形图映射数据渲染为3D图形。然后，利用OpenGLES2.0制作大比例尺的地形图测绘数据API，允许文档对象模型接口。最后，利用部分Javascript实现大比例尺地形图测绘数据3D绘制自动存储器管理。
3.3使用空中三角测量手段作为辅助
三空加密手段是在测绘软件的辅助下建立的，，采用空中三角测量密切关注地物遮挡关系和几何变形状态，可以满足多视图像联合平差的地形测绘目标。由于空中三角测量搭载了POS系统，因此可以对各种外部方位图像要素进行规则匹配。经过匹配操作，绘制控制点坐标和连接线。无人机倾斜成像技术采集的影像资料具有很高的可靠性和实用化，但为了确保严密的科学，要验证地形图的精度。由于受各种因素的影响，地形图必然存在一些误差。为了保障检测精度，必须选择科学合理的检测方式。目前常用的检测手段主要是在无人机航拍时，在测绘区设置散点，检测测绘精度。最后，重复误差测量和修正，将误差控制在小范围内，提高地形图的测绘精度。否则，就会出现战略偏差，地形图与实际地形之间的差距会有多大，从而浪费测绘工作的精力。
3.4倾斜拍摄
从各个角度拍摄测绘区域的图像，获取很多有效的信息。 目前，无人机倾斜摄影技术要求无人机搭载的镜头类型为5视镜头。 顾名思义，这个镜头可以从多个角度拍摄，收集到的影像信息非常全面。 另外，在惯性制导系统的协作支持下，记录拍摄的图像的地理坐标。 无人机的实际飞行需要考虑很多因素，特别是航路规划、飞行高度的决定等，不仅涉及到各种因素的影响，还涉及到影像收集效果。 因此，为了深入了解映射区域的实际情况，通过选择适当的特征图形作为参考对象，能够确保图像的重叠较高。 航空照片作业完成后，必须及时检查收集到的图像信息，删除无人机起飞和着陆过程中记录的图像等不值得保存的数据。
4、无人机倾斜摄影测量作业流程
开展大比例尺地形图测绘工作已经形成固定的流程，主要包括五个方面:①内业收集整理相关资料，充分考虑测绘区域的实际情况，制定技术应用方案。 ②外业进行数据收集，根据收集到的大量信息，绘制当地地形草图。 ③内业对矢量化地物进行合理分类。 一般来说，地形映射的矢量化图形分为三类:天空、对齐和形式转换。 ④外业测绘传达详细的地理位置和地形类别，反馈给地面上的人。 ⑤企业最后的工作是编辑整理收集到的信息资源，绘制立体测绘图，公示发布测绘成果。 这就是所谓的三内二外，即大比例尺地形图测绘过程的简称。 在开展外业之前，有必要进行充分的资料收集工作。 主要是关于测绘区的信息，例如设置的控制点的情况，现有的地形资料包括当地的地名、地质构造等。 外业要顺利保持秩序，必须制定完善的任务执行计划。 任务方案必须详细全面，不能忽视任何细节。 任务方案必须经过有关部门审查，审查合格后才能使用，不能进入下一阶段的工作。 外国人应当了解无人机的工作原理，制定无人机的飞行计划，向有关部门提出空域申请，以免飞行中发生不必要的故障。 在无人机正式飞行之前，无人机的相关参数必须调整到合适的范围，以维持正常的运行状态。
结束语
本文研究了基于倾斜摄影实景三维模型的大比例地形图测绘，相比全野外数字化测图和航空摄影测量，该技术充分利用了实景三维模型的优势，在实景三维模型下，以任意视角观测地形要素，要素可识别性、可量测性更强，可大量减少外业工作量。事实证明，利用该模式开展大比例尺地形图测绘，通过配合少量外业工作，成果质量满足规范要求，是一种有效的大比例尺地形图测绘解决方案。
参考文献：
［1］王保国，张润科.无人机倾斜摄影测量在规划方案比选中的应用［J］.测绘通报，2018(1):143-146.
［2］吴献文，张鹏，曾琳.基于消费级无人机倾斜影像的三维测图技术探讨［J］.测绘通报，2019(7):92-95.
［3］赵小阳，孙松梅.无人机倾斜摄影支持下的1∶500高精度三维测图方案及应用［J］.测绘通报，2019(7):87-91.
［4］徐思奇，黄先锋，张帆，等.倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用［J］.测绘通报，2018(2):111-115.
［5］卞敏，徐亮，骆元鹏，等.空地一体精细化三维模型构建方法［J］.测绘通报，2019(7):83-86.