多種測量方法在大比例尺地形圖測繪中的應用

碎步點是什麼意思

1、引言

大比例尺地形圖作為城市基礎地理資訊的重要來源，被廣泛應用於多個領域。傳統方式是利用全站儀或者GPS單獨作業模式進行碎步測量，該測量方式在前幾次土地詳查任務中得到了廣泛的應用，並取得了較好的效果，但實踐證明僅利用單種作業方式效率較低，投入工作量大，在任務時間緊、作業量人的情況下，難以滿足要求。因此必須要根據任務 域的實際情況有針對性選擇最有效的作業方式，在保汪測量精度的同時提高作業效率。目前無人機航拍、GPS-RTK技術、全站儀測量等作業方法都較為成熟，如何將這些技術很好利用於大比例尺地形圖測繪中需要不斷探索。本文結合近年來完成的任務對不同測量方法進行總結。

2、無人機低空航攝與RTK相結合方式

針對測量區域面積大、區域內地物不復雜、四周寬敞的情況，利用無人機低空航攝與RTK測量組合測量方式能夠降低野外工作量，提高作業生產效率。

無人機低空航攝與RTK組合測量方式的作業流程控制如圖1所，傳統的航攝作業流程採用先佈設像控點再進行空三加密的方式，這種做法工作週期較長，無法體現出無人機航攝的先期性，因此可對基於無人機的航攝傳統作業方法進行改進，存對測區進行外業實地測量前，利用自由網平差方法對無人機航攝影像進行空三加密，獲取自由座標系下的DOM與DEM資料， 基於此 DOM資料在數字化測圖軟體中繪製該區域線化圖，再利用RTK碎步測量採集特徵點後轉換成指定座標系，該種方法的精度取決於自由網平差過程中連線點的匹配精度。為提高連線點匹配精度，一方面在航飛線路設計時採用垂直構架航線，實現影像的全方位高重疊度，有效解決了同名連線點的誤匹配；另一方面在影像資料內加密時利用先進的計算機視覺與攝影測量相結合的演算法，對多度重疊點進行多方向的前方交會，解決連線點的有效匹配，在此基礎上根據匹配情況採用一定量的人工干預，從而提高資料的內業平差精度。

3 、RTK與全站儀相結合測量的方式

部分測區分佈在建築物複雜密集的市區中心，以蘭州市為例，由於周圍建築物高大密集，採用無人機航攝方法獲取的 DOM資料將被高樓遮嚴重，效果不好。而由於衛星訊號遮擋嚴重，僅利用RTK碎步測量也無法完成測量任務。

RTK與全站儀組合測量的方式是利用RTK在測區內寬敞地區佈置一些全站儀測量所需的控制點，全站儀測量的起算資料就是以這些控制點資料為準。這種改進全站儀的測量方式，省去了傳統佈設導線控制網的過程，能夠大大縮短作業時間。該種測量方式的精度大部分取決於起算控制點RTK測量的精度，RTK測量能達到釐米級別的精度，以南方S82T儀器 為例 ，其平面精度 ±1c m + 1ppm，高程 精度 ±2cm + 1ppm，在測量過程中利用多臺儀器多次測量同一個點位並互相比對後，得出控制點最佳座標值，實際實測過程中全站儀測量利用 1秒級精度儀器，保證了測量結果能夠達到較高的精度。

4、改進RTK測量方式

針對測區區域面積較小、建築面積不密集、衛星訊號較好的情況，可採用 RTK碎步測量的方法獨立作業。

傳統RTK測量是利用測量點序號編號，並在野外現地繪製草圖，該種辦法至少需要兩個人員配合，效率一般，尤其是內業成圖過程中，如果野外測量草圖繪製凌亂， 將大大影響內業成圖效率。改進RTK測量方式是將測量的碎步點編成個人習慣的縮寫程式碼，省去了野外繪製草圖的過程，在內業成圖時，能使採集的碎步點能夠清晰的描繪出一幅電子草圖，具有很高的效率， 促進來了內外業作業一體化。圖 3列出了某綠化帶和房屋的編碼，以綠化帶為例，在利用 R T K碎步採集的時候，編碼以縮寫字母依照順序進行，並在有弧度的點位標明 （ 如 ld4y ） ，在測量房屋建築時，往往房屋拐角是RTK電臺與GPS訊號盲區，可透過隔點測量的方式進行，並標明隔點位置 （ 如 F4G表示距上一點隔一個點位，F6G2表示距上一點隔兩個點位） 。採用如上編碼方式，不僅省去了野外繪製草圖的過程，提高了外業測量的效率，降低了野外人力物力的投入，同時縮短了內業作圖的時間。

5 、RTK與圖紙資料相結合的方式

部分測區存有己測繪過的高精度大比例尺地形圖紙質資料，針對這種情況，可利用 R T K與圖紙資料相結合的方式，將掃描柵格影象糾正後向量化，再利用RTK測量特徵點，求解轉換引數後轉換到指定座標系下，並利用RTK測量對變化區域修測。

為減少影象糾正的誤差，將掃描的圖紙劃分成若干個小塊，再對這些區域性區域進行精糾正，改正區域性畸變。通常採用地形圖上的方格網作為最小區域性糾正區域，透過人工互動精確確定方格網四個角點的影象座標和高斯平面座標值，確定雙線性變換模型多項式係數，利用該模型實現影象糾正。具體作業流程如圖4所示。

6、結束語

大比例尺地形圖測繪任務中，無人機低空航攝、RTK、全站儀測量等不同方法往往都有各自的優勢，在具體任務過程中，要結合實際情況進行最佳化組合和選取，在滿足測量精度要求的情況下，提高作業效率。