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摘要： 文章叙述了无人机航测的先进性与必要性；阐述了高速公路地形图航测的工作内容；分析了航测的技术指标与依据；文章给出了高速公路地形图航测的总体流程图；剖析了高速公路地形图航测的具体流程；最后，笔者根据多年的实践经验总结了全文，旨在能给广大同行起到抛砖引玉的作用。
关键词：高路公路，航测，地形图
中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：
前 言
航空摄影测量技术作为空间信息技术体系的两大分支之一，无人机航空摄影测量系统具有运行成本低、执行任务灵活性高等优点正逐渐成为航空摄影测量系统的有益补充，是空间数据获得的重要工具之一[1]。
目前國内无人飞行器航测遥感技术在测绘行业有了很大的推广应用，但大都是生产制作DOM及DEM，对于大比例尺DLG的生产只是进行过小面积实验，很少进行实际的生产应用。本文从生产实践出发，以目前最先进的航测技术为主线，分析探讨了高速公路地形图航测，在现阶段具有一定的理论与实际意义。
1 航测系统与工作内容
1.1 航测系统
国内航测技术发展较快，航测系统操作系统也较多较复杂，一般有MapMatrix系统、高分辨率遥感影像一体化测图系统PixelGrid以及Y amaha RMAX和Canon EOS一1 Ds MarkII数字单反相机集成的低空无人直升机数字摄影系统。
航测系统是基于航空，卫星遥感，外业等数据进行多源空间信息综合处理的平台。它不但为基础数据生产，处理和加工提供了一系列集成的工具，而且还采用了统一的数据管理接口将处理的数据有效的管理起来，为后期数据增值和共享提供基础[2]。
1.2 工作内容
本文讨论对高速公路区域条带地区进行航拍作业，要求如下：
（1）航空摄影，高速公路区域采用无人机航拍；
（2）利用航测手段测制1：2000数字地形图、DEMDOM成果；其任务包括航飞、外业控制测量、内业空三加密、DEMDOM制作、数字地形图制作、地形图编辑，成果整理与提交。
2 技术依据与成图精度
2.1 技术依据
(1)、CJJ8-2010《城市测量规范》；
(2)、《1:500、1:1000、1:2000地形图航测内业规范》GB7930-87；
(3)、《1:500、1:1000、1:2000地形图航空摄影测量数字化测图规范》GB15967-1995；
(4)、GB/T 20257.1-2007《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图图式》；
(5)、GB 14804-93《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图要素分类与代码》；
(6)、《基础地理信息数字产品数据文件命名规则》CH/T1005-2000；
(7)、《数字测绘产品检查验收规定和质量评定标准》GB/T18316-2001；
(8)、《测绘产品检查验收规定》CH1002-2005；
(9)、《测绘产品质量评定标准》CH1003-2005；
(10)、《公路勘测规范》(JTG C10-2007)。
2.2 成图精度
(1) DOM精度
DOM数据中地面明显地物点对最近野外控制点的图上点位中误差依据GB/T 18315-2001应符合下表规定：如下表1所示。
表1DOM精度要求mm
中误差的两倍值为最大误差。阴影、摄影死角、森林、隐蔽等困难地区的地物点对最近野外控制点的图上点位中误差按上述精度规定值放宽0.5倍。
(2) DEM精度
本测区的DEM格网尺寸为2.5m×2.5m。DEM格网高程值相对于最近野外控制点的高程中误差不得大于表中表2规定。
表2DEM精度要求m
高程中误差的两倍值为格网高程的最大误差。高大林木覆盖区、高层建筑阴影遮盖区等困难地区的高程中误差按上述规定可放宽0.5倍[3]。
3 总体流程图
高速公路地形图航测的总体流程图如图1所示：
图1高速公路地形图航测的总体流程图
4 具体流程
4.1 空三解密
本文拟采用数字摄影测量工作站的空三软件VirtuoZo AAT中的VzLowCor模块对无人机数码影像进行畸变纠正，然后利用VirtuoZo AAT+PATB小数码自动空三加密模块，以小数码航片作为空三加密的原始数据，运用PATB平差软件进行光束法区域网平差。通过航测内业方法（包括内定向、相对定向、公共连接点的转刺）构建空中三角网，并将外业控制点成果导入系统按严密的数字模型进行区域整体平差，得到优化后的外方位元素和加密点成果。
转点、选点采用软件全自动功能模块进行处理操作，在少量人工干预情况下实现工作效率最大化。
(1)、按编制的加密计划，开始建立相应的加密分区，把小数码影像以相应的各航线关系建立相应的加密测区。输入相应的摄影比例尺参数、相机参数、影像分辨率等。
(2)、进行内定向，注意各航线的相机文件有无旋转，需要旋转的片子相机参数必须要对应旋转180度。
(3)、添加相邻航线间的偏移点（即航带间连接点），相邻航线间只加首尾两点即可，航线过长的情况下可适当的在中部添加点，以便后续工作进行航线间自动转点。
(4)、相对定向、全自动转点。由软件自动计算完成，在大面积水域或大面积植被情况下无法计算，软件会自动记录并在计算完成后提示哪些模无法自动完成。可由人工干预适当加些关联点再自动匹配计算即可完成。
(5)、挑点。调用PATB计算，选用5*6布点布局进行粗差踢除。
4.2 DOM制作
本文利用Virtuozo全数字摄影测量系统工作站进行1:2000数字正射影像图DOM的制作。在全数字摄影测量工作站中，导入空三成果恢复测区并创建立体像对，作业生产区域DEM数据，并用特征点、线参与计算修改生成DEM。利用DEM数据对原始影像进行数字微分纠正，通过自动生成的镶嵌线对整个测区的模型正射影像进行无缝拼接，并最终完成数字正射影像图。最后按矩形图廓对影像进行分幅裁切，形成DOM数据成果。
利用DEM完成影像微分纠正，按照分区对测区内影像以像元大小为0.1m进行双线性内插或三次卷积内插法进行重采样，生成分区正射影像(DOM)。通过自动生成的镶嵌线对整个测区的模型正射影像进行无缝拼接。DOM接边中高大建筑物的投影差带来的接边倒影，可采用调换左右片生成正射影像进行贴补，使高层建筑物达到无缝接边，并最终完成数字正射影像图。
4.3 DLG制作
利用全数字摄影测量工作站VirtuoZo测图模块，导入空三加密成果恢复航摄数字影像的立体模型，采用内业判读，进行各地形要素的数据采集，生成图形文件。
作业不允许在1:1的模型比例尺下采集，一般放大1.4倍或两倍进行采集，以保证立体采集的精度。作业时需要注意的要素关系如下：
（1）.数据采集时保证数据的完整性，减少断缺，避免遗漏、移位；线线相连的，必须进行捕捉；平行的要素，进行平行拷贝表示。道路、水系必须要能够真实表示形状，圆弧之处必须有足够的点来表示形状。面状要素需闭合，如房屋、湖、塘等；要素相交时应捕捉。
（2）.房屋采集在房角上，需启用直角闭合的功能。对屋顶上的楼梯间、电梯间、冷却塔、水箱、卫星接收天线、烟囱以及临时性的建筑物不采集。
（3）.有方向的线状符号（如：陡坎、围墙等），应特别注意采点顺序，采集时锯齿应在数字化方向的左侧，采用左手规则。
（4）.自由图边、测区外围最近的电力线、等架空杆位必须测绘，以保证图内电力线、有准确的连接方向。
（5）.内业采集过程必须做到除成果不能定性的因素外，基本上与该要素的最终表示效果一致，不给下道工序遗留多余的工作量，能在本工序完成的内容一定要在本工序内完成。
（6）.每一个像对的测绘面积原则上不得超过基本控制点边线外1cm；图幅及像对必须在测图仪上完成接边。
6 小结
本文详细探讨高速公路地形图航测的整体流程，建议利用无人机航空摄影测量技术进行地形图生产，尽可能在载人机不便或无法完成的情况下，由无人机来完成。如多块小面积、危险场所、远离机场或没有可供其起降场地的区域。总之，目前无人机航测技术应该体现在载人飞机航测技术的补充方面。
参考文献
[1] 范承啸，韩俊，熊志军，赵毅。 无人机遥感技术现状与应用[J] 测绘科学 2009，34（5）：214-215.
[2] 王聪华.无人飞行器低空遥感影像数据处理方法[J] 中国优秀硕士论文 2006.
[3] 无人机航测遥感系统技术集成方略.
关键词：高路公路，航测，地形图
中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：
前 言
航空摄影测量技术作为空间信息技术体系的两大分支之一，无人机航空摄影测量系统具有运行成本低、执行任务灵活性高等优点正逐渐成为航空摄影测量系统的有益补充，是空间数据获得的重要工具之一[1]。
目前國内无人飞行器航测遥感技术在测绘行业有了很大的推广应用，但大都是生产制作DOM及DEM，对于大比例尺DLG的生产只是进行过小面积实验，很少进行实际的生产应用。本文从生产实践出发，以目前最先进的航测技术为主线，分析探讨了高速公路地形图航测，在现阶段具有一定的理论与实际意义。
1 航测系统与工作内容
1.1 航测系统
国内航测技术发展较快，航测系统操作系统也较多较复杂，一般有MapMatrix系统、高分辨率遥感影像一体化测图系统PixelGrid以及Y amaha RMAX和Canon EOS一1 Ds MarkII数字单反相机集成的低空无人直升机数字摄影系统。
航测系统是基于航空，卫星遥感，外业等数据进行多源空间信息综合处理的平台。它不但为基础数据生产，处理和加工提供了一系列集成的工具，而且还采用了统一的数据管理接口将处理的数据有效的管理起来，为后期数据增值和共享提供基础[2]。
1.2 工作内容
本文讨论对高速公路区域条带地区进行航拍作业，要求如下：
（1）航空摄影，高速公路区域采用无人机航拍；
（2）利用航测手段测制1：2000数字地形图、DEMDOM成果；其任务包括航飞、外业控制测量、内业空三加密、DEMDOM制作、数字地形图制作、地形图编辑，成果整理与提交。
2 技术依据与成图精度
2.1 技术依据
(1)、CJJ8-2010《城市测量规范》；
(2)、《1:500、1:1000、1:2000地形图航测内业规范》GB7930-87；
(3)、《1:500、1:1000、1:2000地形图航空摄影测量数字化测图规范》GB15967-1995；
(4)、GB/T 20257.1-2007《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图图式》；
(5)、GB 14804-93《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图要素分类与代码》；
(6)、《基础地理信息数字产品数据文件命名规则》CH/T1005-2000；
(7)、《数字测绘产品检查验收规定和质量评定标准》GB/T18316-2001；
(8)、《测绘产品检查验收规定》CH1002-2005；
(9)、《测绘产品质量评定标准》CH1003-2005；
(10)、《公路勘测规范》(JTG C10-2007)。
2.2 成图精度
(1) DOM精度
DOM数据中地面明显地物点对最近野外控制点的图上点位中误差依据GB/T 18315-2001应符合下表规定：如下表1所示。
表1DOM精度要求mm
中误差的两倍值为最大误差。阴影、摄影死角、森林、隐蔽等困难地区的地物点对最近野外控制点的图上点位中误差按上述精度规定值放宽0.5倍。
(2) DEM精度
本测区的DEM格网尺寸为2.5m×2.5m。DEM格网高程值相对于最近野外控制点的高程中误差不得大于表中表2规定。
表2DEM精度要求m
高程中误差的两倍值为格网高程的最大误差。高大林木覆盖区、高层建筑阴影遮盖区等困难地区的高程中误差按上述规定可放宽0.5倍[3]。
3 总体流程图
高速公路地形图航测的总体流程图如图1所示：
图1高速公路地形图航测的总体流程图
4 具体流程
4.1 空三解密
本文拟采用数字摄影测量工作站的空三软件VirtuoZo AAT中的VzLowCor模块对无人机数码影像进行畸变纠正，然后利用VirtuoZo AAT+PATB小数码自动空三加密模块，以小数码航片作为空三加密的原始数据，运用PATB平差软件进行光束法区域网平差。通过航测内业方法（包括内定向、相对定向、公共连接点的转刺）构建空中三角网，并将外业控制点成果导入系统按严密的数字模型进行区域整体平差，得到优化后的外方位元素和加密点成果。
转点、选点采用软件全自动功能模块进行处理操作，在少量人工干预情况下实现工作效率最大化。
(1)、按编制的加密计划，开始建立相应的加密分区，把小数码影像以相应的各航线关系建立相应的加密测区。输入相应的摄影比例尺参数、相机参数、影像分辨率等。
(2)、进行内定向，注意各航线的相机文件有无旋转，需要旋转的片子相机参数必须要对应旋转180度。
(3)、添加相邻航线间的偏移点（即航带间连接点），相邻航线间只加首尾两点即可，航线过长的情况下可适当的在中部添加点，以便后续工作进行航线间自动转点。
(4)、相对定向、全自动转点。由软件自动计算完成，在大面积水域或大面积植被情况下无法计算，软件会自动记录并在计算完成后提示哪些模无法自动完成。可由人工干预适当加些关联点再自动匹配计算即可完成。
(5)、挑点。调用PATB计算，选用5*6布点布局进行粗差踢除。
4.2 DOM制作
本文利用Virtuozo全数字摄影测量系统工作站进行1:2000数字正射影像图DOM的制作。在全数字摄影测量工作站中，导入空三成果恢复测区并创建立体像对，作业生产区域DEM数据，并用特征点、线参与计算修改生成DEM。利用DEM数据对原始影像进行数字微分纠正，通过自动生成的镶嵌线对整个测区的模型正射影像进行无缝拼接，并最终完成数字正射影像图。最后按矩形图廓对影像进行分幅裁切，形成DOM数据成果。
利用DEM完成影像微分纠正，按照分区对测区内影像以像元大小为0.1m进行双线性内插或三次卷积内插法进行重采样，生成分区正射影像(DOM)。通过自动生成的镶嵌线对整个测区的模型正射影像进行无缝拼接。DOM接边中高大建筑物的投影差带来的接边倒影，可采用调换左右片生成正射影像进行贴补，使高层建筑物达到无缝接边，并最终完成数字正射影像图。
4.3 DLG制作
利用全数字摄影测量工作站VirtuoZo测图模块，导入空三加密成果恢复航摄数字影像的立体模型，采用内业判读，进行各地形要素的数据采集，生成图形文件。
作业不允许在1:1的模型比例尺下采集，一般放大1.4倍或两倍进行采集，以保证立体采集的精度。作业时需要注意的要素关系如下：
（1）.数据采集时保证数据的完整性，减少断缺，避免遗漏、移位；线线相连的，必须进行捕捉；平行的要素，进行平行拷贝表示。道路、水系必须要能够真实表示形状，圆弧之处必须有足够的点来表示形状。面状要素需闭合，如房屋、湖、塘等；要素相交时应捕捉。
（2）.房屋采集在房角上，需启用直角闭合的功能。对屋顶上的楼梯间、电梯间、冷却塔、水箱、卫星接收天线、烟囱以及临时性的建筑物不采集。
（3）.有方向的线状符号（如：陡坎、围墙等），应特别注意采点顺序，采集时锯齿应在数字化方向的左侧，采用左手规则。
（4）.自由图边、测区外围最近的电力线、等架空杆位必须测绘，以保证图内电力线、有准确的连接方向。
（5）.内业采集过程必须做到除成果不能定性的因素外，基本上与该要素的最终表示效果一致，不给下道工序遗留多余的工作量，能在本工序完成的内容一定要在本工序内完成。
（6）.每一个像对的测绘面积原则上不得超过基本控制点边线外1cm；图幅及像对必须在测图仪上完成接边。
6 小结
本文详细探讨高速公路地形图航测的整体流程，建议利用无人机航空摄影测量技术进行地形图生产，尽可能在载人机不便或无法完成的情况下，由无人机来完成。如多块小面积、危险场所、远离机场或没有可供其起降场地的区域。总之，目前无人机航测技术应该体现在载人飞机航测技术的补充方面。
参考文献
[1] 范承啸，韩俊，熊志军，赵毅。 无人机遥感技术现状与应用[J] 测绘科学 2009，34（5）：214-215.
[2] 王聪华.无人飞行器低空遥感影像数据处理方法[J] 中国优秀硕士论文 2006.
[3] 无人机航测遥感系统技术集成方略.