航测数字地形制图质量控制技术及应用

初锐

【摘要】航测作业流程的实验表明，合格的低空影像可以满足大比例航测成图的要求，取得合格测绘产品。航测技术机动快速，操作简单，能获取高分辨率航空影像，影像制作周期短、效率高、成本低，在应急测绘、困难地区测绘、小城镇测绘、重大工程测绘、小范围高精度测绘等领域应用广泛。本文将主要探讨航测数字地形制图的质量控制技术及应用。

【关键词】航测；数字地形；制图；质量控制

数字地形图是地形图提交形式的一种。数字化生产的应用为数字地形图的生产提供了先进的手段，对于地形图的生产模式、存储和保存均提供了方便。数字地形图的生产和检查大致分为：航空摄影、野外控制测量、野外像片控制测量、内业加密、内业立体采集；野外调绘、内业编辑、整理、建库、附件、整理资料、上交成果[1]。

1低空航测系统

无人机低空航测系统一般包括空中航摄系统、地面控制系统和数据处理系统。无人机航测系统工作流程为：根据任务要求用航线设计软件对测区进行航迹规划，在地面控制子系统中将规划好的航线载入到空中摄影子系统；无人机地面控制子系统按照规划的航线，借助自动驾驶仪控制无人机飞行和拍摄作业；空中摄影子系统将拍摄的数据进行存储，无人机平台利用无线传输通道与地面控制子系统交换数据，地面工作人员通过这些数据监测无人机的飞行航线，并对飞行航迹做必要调整；飞行任务结束后，地面控制飞机降落，下载影像，并快速进行影像质量检查，决定是否补飞；合格的影像转入内业，借助摄影测量工作站进行测绘产品[2]。

2航测数字地形制图的质量问题

目前地形图质量检查基本上沿袭了传统的作业方式。各级检查人员除了上仪器检查定向精度和综合取舍外，主要是对照纸图检查丢漏、工艺等，最后将检查结果标到纸图上。这种检查方式打印成本较高，而且一旦喷墨绘图仪出现问题检查验收就无法进行。对数字图中的高程注记点的点数统计，无论作业员还是各级检查人员都要对着纸图反复数上好几遍，而且总难免疏漏。在高曲矛盾检查和等高线属性检查中，大量的等高线要靠人工去检查。这些检查方法效率低、劳动强度大。由于我国数字地形图的生产起步较晚，部分生产软件还在发展完善过程中。由软件本身不完善造成数据上的一些较为隐蔽性的问题往往更加难于发现。如我们在1∶5萬地形图的作业过程中发现ANAGRAF解析测图仪采集的等高线高程经常有±1m的跳值现象。这种问题是由采集软件造成的，在现有的生产软件中很难被发现[3]。这就要求我们在完善各类生产软件的同时，增强检查软件功能，从而提高作业效率、保证作业精度。目前在质量检查方面研究院所和各测绘大队都开展了一定的研究并取得了一定的成果，如用于制图的对数据拓扑关系检查的软件。航测对矢量数据的检查也有一定的进展，廖昌军等人对等高线属性检查提出了较好的算法。由于航测工序多，用于生产的软件系统较多，数据格式较多且航测生产过程中的数据拓扑关系尚未建立，因此难于用制图的方式去检查。当前航测方面还没有全面的行之有效的用于质量检查的软件系统。检查自动化程度不高，对问题信息的反馈依赖于纸图。检查手段与依托网络进行数字化生产的要求不相适应。

3无人机航测数字地形制图的关键技术

3.1像控点布设

像控点的目标影像应清晰，易于判刺和立体测量；布设的控制点宜能公用，一般布设在航向及旁向六片或五片重叠范围内；控制点距橡片边缘不应小于lcm或1.Scm综合成图法的控制点距航向边缘不应小于上述规定的1/2；高程控制点点位目标应选在高程起伏较小的地方，以线状地物的交点和平山头为宜；狭沟、尖锐山顶和起伏较大的斜坡等，均不宜选作点位目标；当目标条件和像片条件矛盾时应着重考虑点位目标[4]。

3.2航空摄影

3.2.1航线设计

航线网布点应按航线每分段布设六个平高点；航线首末端上下两控制点应布设在通过像主点且垂直于方向线的直线上，困难时互相偏离不大于半条基线；上下对点应布在同一立体相对内；航线中间两控制点应布设在首末控制点中线上，困难时可向两侧偏离一条基线左右，其中一个宜在中线上；应尽量避免两控制点同时向中线同侧偏离，出现同侧偏离时，最大不应该超过一条基线。按照摄区范围、划定的分区和提供的分区平均基准面高程进行航线设计。尽量保证统一航摄区域高差不大于设计航高的1/6；保证测区之间有重叠度，航向重叠60%-70%、旁向重叠30%-40%。

3.2.2航摄

在规定的航摄期限内，选择地表植被及其它覆盖物对成图影响较小、云雾少、无扬尘（沙）、大气透明度好的季节进行摄影，并根据地形条件的不同，严格按规范规定的太阳高度角要求选择摄影时间。

3.3空三加密

解析空中三角测量，为纠正和测图提供了定向点和注记点，以及作业时所需要的仪器安置元素数据，空三加密前需取得以下各种资料：航摄质量鉴定书，涤纶片，图历表，野外控制、调绘图片，布点略图，各种观测计算手簿，前一工序的技术设计书等。

它包括精密立体测图仪测图和解析测图仪联机测图。精密立体测图仪适用于各种比例尺及各种地形类别的测图，解析测图仪适用于各种摄像资料的测图。该文主要介绍精密立体测图仪测图。

3.4测绘地物地貌

经过像片准备工作和定向后可以进行地物地貌测绘。立体测图可采用全野外凋绘后测图和内判测图后外业对照、补测和补调的方法。在使用内判测图后外业对照、补测和补调的方法时应注意：①航摄像片的现势性要好；②必要时需要编制测区室内判读样片③对有把握判准的地物地貌元素，按图饰要求直接测绘在图板上，对无把握判准的地物地貌元素，内业只测绘外轮廓作为疑点留给外业处理。④外业进行检查、核对、补测和补调工作。对内业测绘有把握的部分应作抽查，对内业标明的疑点应作核对、补测，对内业无法判绘的地形元素应进行补调。

测绘地物地貌时，应在仪器上与已描图边进行接边；像对间的地物接边差不大于地物点平面位置中误差的两倍，等高线接边差应不大于1个基本等高距；每像对测完后应经检查才能从仪器上取下，每幅图测完后应认真进行自校和资料整理。

4结论

数字地形图的生产和检查验收尽管目前已经形成规模生产，实践中仍然存在着问题。为节约成本，对于野外作业质量的控制，有待于提高对过程生产的监控。在工作中要树立以预防为主的原则，树立一次性完成任务的理念。

参考文献：

[1]史华林.无人机航测系统在公路带状地形测量中的应用[J].测绘通报，2014，06：60-62.

[2]邵金强，罗斐，张磊.无人机航测技术及其在土地整治项目中的应用探讨[J].科技视界，2014，01：405-406.

[3]王凤国，胡润强.无人机航测技术的应用实践及可行性分析[J].甘肃科技，2014，06：34-36.

[4]张鹏飞.关于航测遥感技术的看法分析[J].江西建材，2014，01：216.