多种测量方法在大比例尺地形图测绘中的应用

来源：《测绘技术装备》2017年第1期

作者：邓伟峰，张之孔，王俊强 

摘 要：根据测区面积大小，位置特征、地物复杂度等特点，结合测绘新技术，在保证测图精度的前提下，采用不同的测量方法进行测绘，主要有无人机低空航摄与 RTK测量结合、RTK与全站仪结合、改进 RTK测量方式以及RTK与图纸资料相结合的方式，大幅度提高了测绘生产的效率。

关键词：大比例尺，地形图，RTK测量方式

1、引言

大比例尺地形图作为城市基础地理信息的重要来源，被广泛应用于多个领域。传统方式是利用全站仪或者GPS单独作业模式进行碎步测量，该测量方式在前几次土地详查任务中得到了广泛的应用，并取得了较好的效果，但实践证明仅利用单种作业方式效率较低，投入工作量大，在任务时间紧、作业量人的情况下，难以满足要求。因此必须要根据任务 域的实际情况有针对性选择最有效的作业方式，在保汪测量精度的同时提高作业效率。目前无人机航拍、GPS-RTK技术、全站仪测量等作业方法都较为成熟，如何将这些技术很好利用于大比例尺地形图测绘中需要不断探索。本文结合近年来完成的任务对不同测量方法进行总结。

2、无人机低空航摄与RTK相结合方式

针对测量区域面积大、区域内地物不复杂、四周宽敞的情况，利用无人机低空航摄与RTK测量组合测量方式能够降低野外工作量，提高作业生产效率。

无人机低空航摄与RTK组合测量方式的作业流程控制如图1所，传统的航摄作业流程采用先布设像控点再进行空三加密的方式，这种做法工作周期较长，无法体现出无人机航摄的先期性，因此可对基于无人机的航摄传统作业方法进行改进，存对测区进行外业实地测量前，利用自由网平差方法对无人机航摄影像进行空三加密，获取自由坐标系下的DOM与DEM数据， 基于此 DOM数据在数字化测图软件中绘制该区域线化图，再利用RTK碎步测量采集特征点后转换成指定坐标系，该种方法的精度取决于自由网平差过程中连接点的匹配精度。为提高连接点匹配精度，一方面在航飞线路设计时采用垂直构架航线，实现影像的全方位高重叠度，有效解决了同名连接点的误匹配;另一方面在影像数据内加密时利用先进的计算机视觉与摄影测量相结合的算法，对多度重叠点进行多方向的前方交会，解决连接点的有效匹配，在此基础上根据匹配情况采用一定量的人工干预，从而提高数据的内业平差精度。

3 、RTK与全站仪相结合测量的方式

部分测区分布在建筑物复杂密集的市区中心，以兰州市为例，由于周围建筑物高大密集，采用无人机航摄方法获取的 DOM数据将被高楼遮严重，效果不好。而由于卫星信号遮挡严重，仅利用RTK碎步测量也无法完成测量任务。

RTK与全站仪组合测量的方式是利用RTK在测区内宽敞地区布置一些全站仪测量所需的控制点，全站仪测量的起算数据就是以这些控制点数据为准。这种改进全站仪的测量方式，省去了传统布设导线控制网的过程，能够大大缩短作业时间。该种测量方式的精度大部分取决于起算控制点RTK测量的精度，RTK测量能达到厘米级别的精度，以南方S82T仪器 为例 ，其平面精度 ±1c m + 1ppm，高程 精度 ±2cm + 1ppm，在测量过程中利用多台仪器多次测量同一个点位并互相比对后，得出控制点最佳坐标值，实际实测过程中全站仪测量利用 1秒级精度仪器，保证了测量结果能够达到较高的精度。

4、改进RTK测量方式

针对测区区域面积较小、建筑面积不密集、卫星信号较好的情况，可采用 RTK碎步测量的方法独立作业。

传统RTK测量是利用测量点序号编号，并在野外现地绘制草图，该种办法至少需要两个人员配合，效率一般，尤其是内业成图过程中，如果野外测量草图绘制凌乱， 将大大影响内业成图效率。改进RTK测量方式是将测量的碎步点编成个人习惯的缩写代码，省去了野外绘制草图的过程，在内业成图时，能使采集的碎步点能够清晰的描绘出一幅电子草图，具有很高的效率， 促进来了内外业作业一体化。图 3列出了某绿化带和房屋的编码，以绿化带为例，在利用 R T K碎步采集的时候，编码以缩写字母依照顺序进行，并在有弧度的点位标明 ( 如 ld4y ) ，在测量房屋建筑时，往往房屋拐角是RTK电台与GPS信号盲区，可通过隔点测量的方式进行，并标明隔点位置 ( 如 F4G表示距上一点隔一个点位，F6G2表示距上一点隔两个点位) 。采用如上编码方式，不仅省去了野外绘制草图的过程，提高了外业测量的效率，降低了野外人力物力的投入，同时缩短了内业作图的时间。

5 、RTK与图纸资料相结合的方式

部分测区存有己测绘过的高精度大比例尺地形图纸质资料，针对这种情况，可利用 R T K与图纸资料相结合的方式，将扫描栅格图像纠正后矢量化，再利用RTK测量特征点，求解转换参数后转换到指定坐标系下，并利用RTK测量对变化区域修测。

为减少图像纠正的误差，将扫描的图纸划分成若干个小块，再对这些局部区域进行精纠正，改正局部畸变。通常采用地形图上的方格网作为最小局部纠正区域，通过人工交互精确确定方格网四个角点的图像坐标和高斯平面坐标值，确定双线性变换模型多项式系数，利用该模型实现图像纠正。具体作业流程如图4所示。

6、结束语

大比例尺地形图测绘任务中，无人机低空航摄、RTK、全站仪测量等不同方法往往都有各自的优势，在具体任务过程中，要结合实际情况进行优化组合和选取，在满足测量精度要求的情况下，提高作业效率。

参考文献：

　　[ 1 ]何存见，李云涛，武伟，等. 遥感影像结合R T K绘制中大比例尺地形图的应用研究【 J 】 . 测绘与空间地理信息，2 0 1 1 ( 1 )1 3 2 —1 3 5 .

　　[2]鲍建宽，陈文慧. 基于Q u i c k B i r d影像和G P S R T K的土地利用现状图测绘【 J 】 . 测绘与空间地理信息，2 0 0 9 ( 1 ) ：2 5 — 2 8 .

　　[ 3 ]沈铭，王伟.GPSRTK技术的误差分析及质量控制[ J 】 . 资源环境与工程，2 0 0 7 ，1 0 ( 5 ) ：6 0 3 — 6 0 5 .

　　[ 4]谢晓然，王子洋，姜慧. 选取离散点绘制自动站数据等值线方法[ J ] . 林业勘查设计，2 0 1 0 ( 3 ) ：4 6 — 4 7 .

　　[5 ]董北平，张之孔. 基于G P S R T K技术在C A S S中自动生成等高线的方法【 J 】 . 地理空间信息，2 0 1 4 ( 1 ) ：1 0 8 — 1 0 9 .

　　[ 6 ]吴秀丽，颜学功. R T K技术在工程应用中若干问题的探讨[ J ] . 测绘通报，2 0 0 9 ( 1 ) ：5 1 — 5 3 .

声明：勘测联合网转载本文仅限行业学习交流之用，版权、著作权归原载平台及作者所有。

推荐阅读

----------------    推  广    ------------