低空数码航空摄影测量在土地整理中的应用

毛志芳，郑 辉

（江西省煤田地质局 测绘大队，江西 南昌330001）

江西省鄱阳县鸦鹊湖乡大牛湖分场土地整理项目红线范围面积约17km2，该项目要在80天内完成项目测绘、可行性研究、规划设计、单体图、设计报告和预算等内容；且江西在这期间正值雨季，较大程度地影响了外业测量人员的实地测量活动，时间紧、任务重。鉴于以上两大原因，该项目采用低空数码航空摄影测量成图，成图比例尺为1∶1000。

1 低空数码航空摄影测量技术的原理

低空数码航空摄影测量技术，采用轻型飞机作为航摄系统飞行承载平台；通过在飞机上安装航空数码相机直接获取数字影像，利用动态姿态感应控制云台进行姿态实时纠正控制，保证相机拍摄质量；通过外业调绘及布控，利用数据处理软件进行数据获取、处理、分析，最终制作成满足规范要求的DOM、DLG和DEM等测绘产品。

2 低空数码航空摄影测量技术的步骤

2.1 资料收集

项目区收集到的现有资料有：①测区成图红线范围（见图1）；②测区1：10000土地利用现状图；③测区附近的高等级控制点（GPS A级点和C级点）5个，且控制点经过检验，精度满足规范要求。

2.2 航空摄影

图1 测区红线范围

本项目航空摄影采用动力悬挂滑翔三角翼作为航摄系统的飞行承载平台，在三角翼飞机上安装禄来P65型航摄仪（焦距51.565mm，像元尺寸6μm，地面分辨率0.1 m），利用三轴全向稳定云台进行姿态实时控制。将测区各参数输入航摄计划设计软件，进行自动计算，得到测区航摄计划的各种航摄因子如下：①航摄比例尺为1：17000；②设计航高为859m；③对应地面分辨率为10cm；④旁向重叠度为35%，航向重叠度为65%。按照航摄计划将测区划分成18条航线对地面进行摄影（见图2），共获得196张航摄数码像片，均能满足1∶1000航测成图要求。

图2 测区航摄计划

2.3 像片控制测量

为保证成图精度，本项目像片控制测量采用了平高区域网的布设方案。在测区四角布设平高点，中间加布少许平高，布点方案见图3。

图3 测区像片控制测量布点方案示意

本次像控测量采用GPS－RTK技术进行像片控制点的联测，采用美国天宝（Trimble）公司生产的R6型号GPS接收机及TSC2电子手簿，其动态测量定位精度为：

水平：±10mm＋1ppm RMS

垂直：±20mm＋1ppm RMS

在整个航区内共采集像控点25个，各点相对于起算点的平面中误差均小于5cm，相对于起算点的高程中误差均小于10cm。

2.4 全数字空中三角测量

空中三角加密测量采用VirtuoZo数字摄影测量工作站进行观测，利用PATB软件进行平差解算。所有的基础控制点都必须作为像片控制点或检查点参加空三加密计算。

空三加密过程中，对于内业检核无误的外业像控成果，直接使用外业测量数据提供下工序使用，使用空三加密后的成果资料在检查无误后可提供下工序使用，对于空三加密过程中发现的精度超限点位，要分析原因，确认外业成果有误的，若像控点位于加密区内部，可以舍去。

本项目空中三角测量利用PATB软件平差解算结果如下：

2.5 内业立体采集

内业采集、编辑采用Virtuozo和南方CASS软件。立体采集时应做到测绘地物、地貌元素无错漏、不变形、不移位。①采集依比例尺表示的要素时，应以测标中心切准其定位点或定位线；②背向主点的地物在本条航线无法采集到时，要在相邻航线上补测，不可丢漏；③相邻模型应采集到模型重叠的中间部分。因阴影、遮挡等原因无法确认地物地貌的部分应做好标记，以便外业补测。

2.6 外业调绘补测

外业调绘工序是保证地形图地理精度的重要环节。其主要任务是实地核查内业判读和采集的数据，根据图件需要表示的内容要求取舍影像上的地物、地貌，并对影像上没有的新增和变化地物、地貌进行补测，实地调查、注记地理名称，做到图面整饰清晰、符号运用恰当、注记准确无误，保证质量。

2.7 数学精度计算分析

精度检测分析采用全站仪、RTK对地形图要素进行采集，和地形图上相应要素的平面、高程成果进行比较，从而获得地形图的数学精度，按公式（1）计算出图幅平面、高程中误差。

式中：δ为采集值与图上值较差，N为δ的个数。

在测区内均匀选取10幅图，共选取265个明显地物点进行实地测量，测量结果与内业采集数据进行比较，计算得到平面点位中误差为15cm，高程中误差为28cm。

通过实测高程与内业采集高程数据比较，发现不同点的高程差值高低各异。这种差异必定会较大程度地影响土地整理项目中的平整土方计算，从而影响整个项目的总投资，故需要外业测量人员实地重新测量高程点。

3 低空数码航空摄影测量的优点与不足

将低空数码航空摄影测量技术引入土地整理项目测绘中，可以明显发现该技术给土地整理项目带来的两大优点：

1）低空数码航空摄影测量将常规测量的大量外业工作转入内业，大大避免了因天气恶劣不能进行常规测量的停工、误工现象，较大程度地提高了测量工作效率、缩短了测量周期，为土地整理项目后期的可行性研究、规划设计、单体图、设计报告和预算等内容争取了足够的时间，保证了整个项目的顺利进行。

2）低空数码航空摄影测量成图具有直观、易懂的特点，以往完全看不懂测量图的当地群众能够快速清楚地辨认航空正射影像图上的地物和地貌，大大缩短了与当地群众进行图形讲解说明的时间，更大程度地了解到当地群众现有农田耕作亟需解决的具体问题。

除了上述优点之外，也发现了一个不足之处，主要是内业采集高程不能满足大比例尺土地整理项目平整土方计算的要求。

〔1〕林 翔.低空数码航空摄影测量在大比例尺地形图测绘中的应用〔J〕.科技创新导报，2011（17）.

〔2〕朱 斌.数码航空摄影测绘探讨.建筑学研究前沿〔J〕，2012（9）.

〔3〕王中生，盘明才.浅谈航空摄影测量外业调绘作业方法的改进.