多种测绘手段在南沙区地形图更新中的应用

区意金，伍锡锈

（广州市城市规划勘测设计研究院，广东广州510000）

0 引言

基础测量是我国测绘地理信息事业发展的重要组成部分，地形图的定期更新有利于国民经济和社会发展。根据《广州市城乡规划技术规定》，市辖区范围内城市和镇总体规划确定的集中成片的城镇建设用地区域，应当绘制1:500地形图，并且每年更新一次[1]。2015—2017年共3次，南沙区国土规划局委托市规划院对南沙区现有地形图进行更新，2017年为第三次。

1 日常规划管理测量

为便于管理，实现地形图动态更新，项目组在进行2015年度更新时，引入了“网格单元”的概念，以网格为单位进行数据更新，并对全区网格进行了细化工作，按照便于实施网格更新的原则，全区共构建网格17101个，为地形图更新做好准备。

地形图每年更新一次，尽量做到数据沿用，避免重复测绘。利用日常规划管理测量的地形图更新1:500基础数据库，包括日常的验收测量成果、违法建设测量成果等资料。

2 正射影像测量

无人机获取正射影像图具有成本低、效率高的优势，可应用于大区域地形巡查和辅助更新，南沙区地形图更新项目对项目范围内的部分山体、农田区域叠加最新的影像图，核对变化区域并进行修测更新。对于道路、水系两侧有带状植被覆盖的区域，叠加无人机倾斜摄影测量，构建地模进行修测更新。

通过正射影像图或者无人机倾斜摄影测量构建数字地模，可以减少部分外业测量的工作量，并增加制图的准确性和可靠性，以及利用影像图对地形图更新进行检核。

3 传统RTK野外数据采集和全站仪测量

3.1 外业地形图巡视

打印工作底图到野外进行巡视，并在底图上做好记录，对于变化大、需要新测的区域在工作底图上圈出测量范围。

3.2 采用RTK进行野外数据采集

施测区域如果RTK接收机信号良好，使用RTK架基站法或采用GZCORS RTK的测量方式，现场采集地形、地物点的碎部坐标，绘制草图。

3.3 采用全站仪解析法进行测绘

在密集的建成区等RTK接收机信号不好的区域，在控制点上架设全站仪测量所有可见的地形、地物点碎部坐标，并对未变化的地形、地物进行一定比例的检测，绘制草图。

3.4 内业成图（略）

3.5 外业检查和调查

打印白纸图进行实地检查复核，查漏补缺。检查管线检修井是否遗漏、各种注记包括楼层结构、街巷门牌、地面铺装和植被是否标注清晰、河渠水流方向是否正确等。

4 工程案例分析

4.1 工程概况

南沙区为广州城市副中心，位于广州市最南端。全区总面积803km2，区内河网密布，水域面积达188km2，接近全区总面积的1/4。下辖3个街道、6个镇，全区常住人口79.6万人。

作为国家级新区，特别是2014年，中国（广东）自由贸易试验区成立，南沙片区作为其中面积最大的片区，城市建设进程明显加快，相应的全区地形地貌变化面积大，变化速度快。为适应城市高速发展，建设南沙区完善的地理信息数据库，为广州市、南沙区两级人民政府审时度势，科学决策提供全面、详实、动态的全区国土空间资料，南沙区政府在2012—2014年主持完成了行政区域内523.30km2的1:500地形图测绘、570km2的1:2000地形图测绘，并确定每年进行动态更新[2]。

2015年，广州南沙区国土规划局委托广州市城市规划勘测设计研究院对南沙区现有的地形图进行了2015年度首次更新；2016年进行了第二次年度更新；2017年，南沙区国土规划局再次委托广州市规划院对南沙区现有的地形图进行第三次年度更新。

4.2 已有资料收集

（1）南沙GPS-D级网与三等水准网，2016年，市规划院。

表1 规划管理测量工程成果地形图更新情况 单位：宗

（2）南沙新区1:500基础地形图，2016年，市规划院。

GZCORS和广州市似大地水准面精化成果用于RTK控制点测量及坐标转换使用。

4.3 RTK控制测量

测区能找到的GPS-D级控制点共33点、三等水准点27点，分布比较均匀、点位保存完好，可作为测区的平面和高程起算点使用。

在测区主干道、大型河道沿岸等坚实稳固的地方，成对布设RTK图根起算点。采用GZCORS RTK测量方式，实时测量RTK图根起算点的CGCS2000坐标，利用广州市似大地水准面精化格网模型和计算软件，转换得到广州坐标和广州高程，作为测区首级控制点。在建筑物密集的城区和村镇，再加密布设图根导线。测区RTK图根控制起算点在实地埋设12cm的六角大钢钉，喷红油漆加以整饰。

测区共布设RTK点对163对，精度满足加密图根导线起算边小于1/4000的要求，检测高差与GZCORS测设较差均满足小于等于±0.4×S（S为观测斜距，单位为m）（mm）的要求，检核角度较差都小于60″，GZCORS测量的结果满足精度要求。

4.4 图根导线测量

由南沙GPS-D级控制点和RTK图根起算点引测图根导线，图根导线布设合理，图根点密度满足测图需要。图根导线边长和平均边长、图根三角高程路线和路线长度、各图根导线点精度均符合规范要求。

4.5 引用日常规划管理测量成果

在2017年度南沙区地形图更新项目中，日常规划测量更新过的每一宗地形图，都及时与测区1:500基础地形图库中原图进行比对更新，并与原图做好衔接。

南沙区1:500基础地形图更新项目更新了2017年全年的规划管理测量工程成果共1824宗，更新面积达到28.74km2。具体如表1所示。

4.6 正射影像测量

一年三次定时利用无人机对整个测区飞正射影像图，经过影像比对，可以及时发现地形变化，可以提高工作效率，大大减少地形图外业巡视工作量，如图1所示。

图1 中，通过比对同一地点不同时期的正射影像图，可以发现原有地形已经发生变化，实地已经新增鱼塘。通过影像判读，利用专业影像制图软件，将变化地形绘制成数字线画图，及时将数据库地形原图进行比对更新，极大地减小了外业测绘工作量，提高工作效率。

4.7 传统测量

（1）除去日常规划管理测量的图斑外，正射影像图能比对出的变化区域，但由于影像质量或其他原因无法采用影像制图软件绘图的区域，能采用GZCORS RTK数据采集方法测量的首选GZCORS RTK进行测绘。

图1 地形叠加影像

（2）无法通过正射影像图进行有效判别，诸如村镇建筑密集或植被繁茂的区域，打印1:500白纸图作为底图，经过野外巡视，变化大、需要新测的区域在工作底图上圈出测量范围，采用全站仪全解析法进行测绘

4.8 正射影像图辅助道路制图平面精度对比检测

本项目通过对交通道路要素即道路边线，利用无人机正射影像图套绘和实测交通道路边线进行绝对精度比对，以检核无人机正射影像图用来套绘道路边线的可靠性和准确性，本项目所用影像图分辨率为0.05m，道路边线实测坐标采用GZCORS RTK结合全站仪坐标采集进行。总比对点数为1180个，较差中误差为0.124m，最大较差为0.486m。

本项目通过上述实验，对于1:500测图中利用正射影像图套绘交通道路边线的可行性以及平面精度做出了探索性研究，对后续正射影像图更新交通道路研究和应用具有参考价值意义。

5 结语

本文对三种测量方法应用于南沙区1:500地形图更新测量进行研究。首先利用日常规划管理测量成果及时更新地形图数据库；利用正射影像图及时发现测区内地形变化，能通过影像制图软件绘图的区域直接内业成图，不能直接内业成图的区域，采用GZCORSRTK或全站仪坐标采集法进行测量。三种测量方式优势互补，相互结合使用，能有效提高工作效率，减少政府财政支出，为城镇快速发展如何动态或定期更新地形图提供了借鉴意义。