无人机倾斜摄影1:500地形图测绘流程（CC+EPS）

关键词:倾斜摄影;实景三维模型;大比例尺地形图

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引言

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无人机倾斜摄影

测区位于青岛市高新区沟角村，属于丘陵地形。外业航空摄影通过四旋翼无人机，搭载2个SONY7R微单相机，与垂直方向成45°夹角，南北和东西航线各飞一次，获取地物侧面纹理;再搭载1个SONY7R微单相机进行一次垂直摄影，获取地物顶面纹理。设计航线相对航高120m，航向和旁向重叠度分别为80%、75%，整个测区21条航线，630张影像。为辅助后续数据处理，测区采用区域 布点模式，布设13个外业像控点及检查点，实验区域范围及像控点的布设如图1

图1 测区概况及像控点布

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实景三维模型建立及大比例地形图测绘

图2 基于无人机倾斜摄影的大比例尺地形图测绘技术路线

3.1实景三维模型

本项目采用5个像控点解算，8个像控点进行精度检查，实景三维建模采用CC（Smart3D）软件进行制作，主要步骤如下:

图3 CC（smart3D ）工程文件

(2)倾斜摄影空中三角测量如图4所示，本项目采用区域 5点法布点，即四周4个控制点，测区中心1个控制点，用于解算倾斜摄影空中三角测量;同时布设8个检查点以检验空中三角测量的精度。通过空三加密处理，自由 的精度为1.82pix，像控点精度平面中误差0．033m，高程中误差0．063m;检查点精度，具体精度见精度分析小结。

图4 倾斜摄影空中三角测量

(3)三维实景模型生成基于空中三角测量成果，进行模型分块，在分块模型的基础上，提取测区密集点云，构建不规则三角 ，建立三维模型;同时利用5镜头获取的多角度纹理信息，自动拼贴，得到测区实景三维模型，如图5所示。

图5 实景三维模型

3.2大比例尺地形图测绘

大比例地形图测绘主要基于EPS无人机三维模块，利用三维实景模型的空间量测功能，直接进行地形、地物的采集工作。具体步骤如下所示。

(1)EPS软件加载三维实景模型在EPS无人机测量模块中利用模型转换功能将Smart3D生成的OSGB格式的模型转换成DSM高程模型，然后加载DSM模型从而实现实景三维模型的加载，如图6所示

图6 EPS 加载三维模型

2)地形图绘制如图7所示，基于三维实景模型的地形图制作，借助模型的空间尺寸信息，直接进行空间量算及采集，同时通过模型旋转及多角度观察等功能实现自动房檐改正，免去大量的外业实测及调绘工作，大大提高地形图测绘的工作效率。图7基于EPS绘制地形图。

图7 基于 EPS 绘制地形图

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精度分析

4.1空中三角测量精度

由表1控制点和检查点的精度表可知，控制点水平中误差为0．007m，高程中误差为0m，点位中误差0．007m，检查点水平中误差0．038m，高程中误差0．079m，点位中误差0．088m，空中三角测量精度较高，满足大比例尺地形图测绘需求。像控点及检查点中误差表1检查项点 。

4.2平面及高程精度

(1)平面精度平面精度检查采用RTK外业实测特征点和地形图上的同名点进行统计分析，具体精度统计表如表2所示。如图8所示，总共22个平面精度统计的点，平面位置精度均小于0．25m，中误差0．144m，满足1∶500大比例尺地形图平面精度要求。

图8 平面精度统计折线图

2)高程精度高程精度检查采用RTK外业实测特征点和地形图上的同名点(可通过实景三维模型直接获取)进行统计分析，具体精度统计如表3所示。

如图9所示，总共35个平面精度统计的点，高程误差均小于0．1m，最大高程误差为0．086m，高程中误差0．034m，满足1∶500地形图高程精度要求。

图9 高程精度统计折线图

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结论

原标题：无人机倾斜摄影技术在大比例尺地形图测绘中的应用