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1、 航空摄影测量技术在城市规划监测中的应用研究 摘要：航空摄影测量技术应用于城市规划监测，可有效地提高工作效率和自动化程度，且在测绘工作成本和生产应用中具有非常大的优势。本文利用航空摄影测量技术对城市规划进行监督监测，总结了关键技术和实际工作中存在的问题，对后期城市规划具有重要的参考意义。1概述航空控制测量（下称“航控”）作为摄影测量的关键技术应用，在测绘地理信息产业、智慧城市的应用中起到重要的作用。同时随着改项技术测量精度的提高，传统的测绘技术已经被逐步取代。本文利用航空摄影测量技术对广西港口区企沙镇“广西金川家苑小区”进行规划监督测量。分析了航空摄影地面控制测量中的关键技术和技术作业流程，通
2、过GNSS-RTK和全站仪进行控制和碎步测量，可以有效地提高测绘效率和测量精度，对城市规划监测的应用具有重要的参考价值。测区自然地理概况，企沙镇位于防城港市东南面，地处东经1072810836，北纬20362222，距离市区32公里，居北回归线以南，地势平缓开阔。全镇位于滨海丘陵区，总面积为88.7平方公里，人口约2.96万人，三面环海，有海岸线51公里，以汉族为主。测区气候属于亚热带海洋性季风气候，雨水充沛，降水主要集中每年的69月份，占全年降水量的71%左右，年降水量是2362.6毫米，年平均雷暴日数为85.2天。测区位于防城港市港口区企沙镇西南部。测区占地面积约0.10平方千米，约150
3、亩。测区交通便捷，企沙一级公路连接城区和企沙镇。测区属于城镇区，测区内以建（构）筑物为主，主要为低层或小高层建筑物。部分地区为交通道路和闲置空地，以及厂区附近未开发的丘陵，主要植被类型为荒草地和灌木。厂区内建（构）筑物较密，由此增加了测量工作的难度。为辅助广西金川家苑小区规划监督测量提供相关地形图，提高工作效率，减少工作周期。本文应用利用航空摄影测量技术对广西金川家苑小区城市规划进行监督监测，总结了关键技术和实际工作中存在的问题，对后期城市规划制作1:500地形图具有重要参考意义。2资料和技术要求2.1已有资料我院布设的E级GPS控制网，其中E.GPS134、E.GPS131、E.GPS128
4、、E.GPS124可作为测区布设控制测量平面和高程控制的起算点，E.GPS132作为检测点。成果资料部分点位保存良好。上述成果为采用1954年北京坐标系，1985年国家高程基准。2.2技术标准和规定2.2.1系统基准（1）平面坐标系统：采用北海-防城独立坐标，高斯-克吕格投影，按照3度分带，中央子午线为东经10800；（2）高程系统：采用1956年黄海高程系；（3）基本等高距：1.0米。2.2.2地形图成图规格（1）成图比例尺为1:500；（2）成图方法：解析法数字化成图（全野外数据采集）、无人机航空摄影测量。（3）图幅分幅、图名及编号：地图采用自由分幅，图幅名按图幅西南角坐标编号；X坐标在前
5、，Y坐标在后，X、Y坐标取整公里数最后二位，注记到0.01km,中间以短线相连。（4）成果取位：各类控制点数据取值至毫米，测距取值至毫米，测角值取值至秒，碎部点高程注记取值至厘米。2.3.2主要仪器设备（1）中海达H32GPS接收机2台，实时动态测量时，平面精度为10mm+1ppm，垂直精度为20mm+1ppm；静态测量时，平面精度为2.5mm+1ppm，垂直精度为5mm+1ppm。（2）徕卡TS02全站仪2台套（2），可进行免棱镜测量；（3）飞行平台：大疆精灵4（PHANTOM4PRO），续航时间约为30分钟。（4）航摄仪：1英寸COMS，有效像素200万，焦距35mm。（5）手持测距仪2台
6、；（6）钢尺1套；（7）计算机2台；（8）A4激光打印机1台；（9）B0图幅打印机1台；3技术实施及关键技术3.1控制点已有资料依照技术设计书，根据已有资料在已有E级GPS点上布设图根控制点，采用单基站RTK方法进行图根控制点的施测，本项目布设图根控制点共10个，平均边长为87.62km；根据在图根点使用全站仪支导线法测量的测站点9个。选点时，要求点间基本做到两两通视。本项目利用广西壮族自治区地理信息中心提供的E级GPS点的坐标和高程值为起算数据，采用RTK方法直接测量获取、电磁波测距高程导线测量方法、三角高程测量方法、几何水准测量方法测定。详细技术实施方案如图1所示。图1无人机1:500比例
7、尺航测成图流程图3.2图根控制点的布设在测区范围内满足规范要求的布设图根控制点。图根精度要求如下根据CH/T2009-2010全球定位系统实时动态（RTK）测量技术规范，GPS-RTK图根点地形测量主要技术精度要求应符合表1规定。3.3数据采集和解算测区利用中海达H32接收机RTK施测图根控制点时，使用GPS-RTK测量模式多次观测施测图根控制点。使用一个已知点E.GPS132进行检核。RTK平面控制点和高程控制点测量流动站观测时应采用三脚架对中、整平，每次观测历元数不少于20个，采样间隔2s-5s，各次测量平面坐标较差不大于4cm；应取每次测量平面坐标中数作为测量点平面位置最终结果，应取各次
8、测量大地高中数作为测量点高程位置最终结果；3.4导线控制测量测区全站仪施测图根控制点，使用全站仪支导线法或双级坐标法布设图根控制点。3.4.1规划数据采集（1）建筑物特征点的数据采集建筑物的平面位置应测量其外轮廓主要特征点坐标。特征点的选取，宜与建筑工程规划许可证附图标注的点位一致；特征点的测量方法尽量采用全站仪双极坐标发法施测。（2）边长、间距、退距测量建筑物边长测量采用钢尺和手持测距仪独立测量两次，当两侧读数较差不超过5mm时，取两次读数平均值作为结果，分侧段边之和应与总边长一致。一句建筑物周边地形的测量成果和用地红线、蓝线坐标，依据坐标解析法计算出建筑物主体和周边建筑物的间距、与用地红线
9、、蓝线的退距。（3）建筑层数、0标高、楼高、层数核实建筑高度核实为对建筑物进行层数、0标高、楼高、层高进行核实。3.4.2相关地形图测量（1）全站仪/RTK碎部点采集野外碎部点采集利用全站仪极坐标法直接测取地物和地形点坐标，并储存于全站仪内；测量条件满足RTK施测碎部点，可直接使用GPS接收机直接测取地物和地形点坐标，并直接存储到外业手簿中。（2）无人机航空摄影测量采集测区内部分地物或者地形要素，如井盖、内部道路等，采用无人机航摄技术生产的正射影像图进行内业编辑生成线划图，同时获取地物或者地形要素和所需进行竣工验收的建（构）筑物的高程信息。（3）空三加密影像预处理后进行空三加密，空三加密使用C
10、ontextCaptureCenterEngine软件，采用光束法区域网平差。空三测量内定向误差不大于0.05mm,相对定向残余上下视差；平地、丘陵地的标准点位不应大于0.02mm，检查点不应大于0.03mm。绝对定向，直接采用空三导入的方法，测区内若出现个别点粗差，在作业过程中将其剔除掉，使每幅图的绝对定向满足精度。（4）相关地形图测绘地物、地貌的表示方法和取舍原则以GB/T20257.1-2007国家基本比例尺地图图式第一部分：1:500、1:1000、1:2000地形图图式为执行规定，测绘内容以CJJ/T8-2011城市测量规范为执行规定，除此以外，还应符合地形图已表示测量控制点、居民地
11、和垣栅、工矿建（构）筑物及其他设施、交通及附属设施、管线及附属设施、地貌和土质、植被等各项地物、地貌要素，以及地理名称注记等。电力线、电信线均应准确表示，厂房或居住密集区，电力线或电信线可不连线；电杆、铁塔的位置需实测；河流在图上宽度小于1mm、沟渠在图上宽度小于1mm时用单线表示。低于地面具有顶盖的沟渠，测量其宽度，并在图上使用虚线表示，属性为一般双线沟渠。坡、坎比高小于0.5m或图上长度小于5mm可不表示。田埂宽度在图上大于1mm的用双线表示，小于1mm的用单线表示。3.4.3内业成图低空数字航空摄影测量生产数字线划图（DLG）（1）通过正射影像图（DOM）作为底图，生产编辑测区的数字线划
12、图，主要内容包括全要素，除竣工验收建（构）筑物的主要点位以外的信息。（2）外业调绘，将内业编辑“看不清，看不到”的地物进行现场核实和实地全野外数据采集。（3）内业编辑。对外业调绘后信息在原生产的数字线划图中进行修改整理。3.4.4全站仪/RTK内业成图（1）将野外采集的数据下载到计算机内；（2）数据编辑；（3）碎部点展点；（4）根据展点位置和野外绘制的简单草图，在计算机中人工将数据进行编辑。4结论本文根据对整个项目的实施和技术应用，总结得出GNSS-RTK技术施测的平面控制点外业检测可采用相应等级的卫星定位静态（快速静态）技术测定坐标，全站仪测量边长和角度等方法，RTK技术施测高程控制点外业检
13、测可采用相应等级的三角高程、几何水准测量等方法，检测点均匀分布测区。同时测区利用全站仪施测图根控制点10个，图根点两两通视，除T8只有一个方向通视。使用全站仪光电测距检查，图根点间的边长较差相对中误差为1/39213。高程控制测量使用RTK多次观测模式直接获取高程，取平均值完成。使用全站仪三角高程、几何水准测量测量高程测量检查，图根点高差中误差为0.91cm。图根控制点平面和高程精度达到技术设计书的要求，成果质量优良。参考文献1匡元平,汪镇达.GPS在航空摄影测量中的精度探讨J.城市建设理论研究:电子版,2012(29).2孙小佳.航空摄影测量的应用J.城市建设理论研究:电子版,2012(18).3胡世欣.浅谈低空无人机航空摄影测量在土地整治竣工验收中的应用J.城市建设理论研究:电子版,2015(8).4单静,乔炜,孟泉毅.数字航空摄影测量技术在拆迁测量中的应用研究J.城市勘测,2014(2):113-115.5何海清.低空摄影测量航带重构及数据处理方法研究J.测绘学报,2014,43(4):440-440.6张涛.无人机航摄在城市规划建设中的应用J.城市勘测,2014(5):99-101. -全文完-
