基于新型基础测绘的无居民海岛地形图采集应用研究

陈楚燕 陈国梁 龙奇勇

(广州市城市规划勘测设计研究院 广东广州 510060)

新型基础测绘是传统基础测绘的继承和发展，构建新型基础测绘体系是面向自然资源管理，面对产业发展新形势，适应供给侧改革新要求，增强测绘地理信息服务能力的具体举措，是国家明确提出的一项重要工作[1]。随着倾斜摄影测量数据处理及无人机装备的发展，实景三维模型的获取方案日趋便捷与完善，而广州市新型基础测绘体系的建设将实景三维模型、1∶500地形图、数字高程模型等数据有机整合利用，形成一套高效而全面的地理实体生产与利用解决方案。

1 地理场景数据获取

1.1 数据采集

通过使用大疆M300 RTK 无人机搭载睿铂DG4 M五镜头航摄设备对南沙区大虎岛、上横挡岛、下横挡岛、金锁排岛、凫洲岛、沙堆岛及舢舨洲岛共计7 座无居民海岛进行倾斜摄影测量外业采集，合计海岛面积1.274 km2。

共划分8 个航摄分区，根据实地情况共计布设像控点27 个，航线123 条，累计182 km，最终获取原始航片14 521 张，相关参数如下。（1）航高达100～260 m，分辨率为0.03 m。（2）重叠度：航向重叠度80%，旁向重叠度75%。（3）航线：考虑航高、重叠度及实景三维模型构建的需求，航线采用网格布设，共进行了10 个航飞架次。像控点分布示意图如图1、图2所示。

图1 上横档岛和下横档岛像控点分布示意图

图2 大虎岛像控点分布示意图

1.2 实景三维模型制作

实景三维模型的制作流程如图3 所示，具体流程如下。

图3 实景三维模型生产流程

（1）首先进行空三加密，使用对相机参数、影像原片、POS等数据作为初始数据，进行多视角影像特征点密集匹配和区域网的自由网多视影像联合约束平差解算，完成相对定向，再利用外业测量的像控点成果进行约束平差解算，完成绝对定向。

（2）全自动三维建模，采用多机多节点并行运算，将空三加密后的成果数据提交生成三维TIN 格网，创建三维白膜、自动纹理映射和倾斜三维模型[2]，具体见图4。

图4 实景三维模型

（3）模型后处理，针对建筑物遮挡、噪声、水域等造成的模型空洞、拉花、变形，采取编辑三角网、重建白膜等方式对重点模型进行精修，为了便于后续的实体选中、赋值，实现实景三维模型的深入应用，还需对模型进行单体化处理[3]。

1.3 数字真正射影像制作

数字真正射影像制作流程如图5 所示，使用实景三维模型进行影像的微分纠正，消除投影差影像，经过接边、匀色等处理导出数字真正射影像图。

图5 TDOM生产流程

2 基于基础地理实体的地形图生产

2.1 基础地理实体的生产

实体的采编利用各类的影像、模型、点云数据，在EPSE 平台中加载对应工作区域的正射影像、垂直模型、倾斜模型、点云数据等进行点、线、面地理实体数据的采集[4]。因为广州的数据对于地理实体数据是将同一实体不同类型的数据引用同一个实体编码，所以在采集地理实体数据时，对于有多种类型的地理实体数据在采集之后，需要在属性表中的“组合类型”字段中选择对应的实体类型[5]。

经过点实体、线实体、房屋绘制后再进行基础地理实体构建，见图6。

图6 地理实体构建

以上述实景三维模型与数字正射影像为地理场景，通过EPSE平台对点状、线状以及建筑物面状实体逐一采集，以上横档岛为例，本文共计采集地物实体106个，辅助实体91个，如图7所示。

图7 上横档岛地理实体采集

2.2 地形图按需派生

通过EPSE平台的成果组装功能，调用广州市基础地理实体与广州市1∶500 地形图对应关系表，将采集得到的基础地理实体数据转换为1∶500 地形图数据，对于高程点、斜坡等地貌面、高速公路边线、破坏房屋等不在对应关系的要素进行三维测图采编或调整[6]。

通过对无居民海岛各项成果的空间参考系、位置精度、表达精细度、逻辑一致性、时间精度、场景效果进行检查，成果各项指标均满足技术设计要求，其中地形图地物点中误差为±5.0 cm，优于允许误差±30 cm，间距中误差为±5.0 cm，优于允许误差±20 cm，高程注记点中误差为±7.4 cm，优于允许误差±30 cm，因此，整体位置精度为优。

3 结语

本文介绍了新型基础测绘体系在南沙区无居民海岛地形图采集的完整应用流程。阐述了通过无人机低空遥感技术采集制作海岛的实景三维模型及数字真正射影像图，在此基础上进行基础地理实体的采集与制作，最后通过基础地理实体按需组装的方式，成功派生出1∶500 地形图要素，要素完整率达75.4%，最后通过三维测图的方式补充地理实体与地形图要素之间无法对应的部分，实现新型基础测绘与传统地形图数据的转换与生产，图件整体精度满足规范要求。