大比例尺地形测量项目校审要点分析

大比例尺地形测量项目校审要点分析

郭雁军 蔡毓剑 邵帅

上海电力设计院有限公司，上海 200025

摘要：随着卫星导航定位基准站网络实时动态RTK技术和无人机航空摄影测量技术的普及，给大比例尺地形测量项目带来了极大的便利，但是随之而来的测量质量新问题，也逐渐增多，本文结合实际的测量项目案例，对地形测量校审进行分析研究，并提出有针对性的校审意见，提高地形测量项目的质量和可靠性。

关键词：网络RTK；正常高；无人机航测；案例分析

1.引言

以往地形测量工作开始前，需首先收集控制点，再计算转换参数，获取1980西安坐标或者地方坐标。随之普及2000国家坐标和CORS基准站网已经可以覆盖全国大多数城市，使用网络RTK，得到固定解之后，即可直接获得精确的2000国家坐标。而且无人机航测设备操作简单，极大的降低了地形测量工作的技术门槛，大幅度提高了测图工作效率。但是随之而来的正常高问题、遗漏地物地貌等问题，也随之而来。

2.传统测图方法

传统测图通常采用人工测图的方法，即“先控制、后碎部”的方法。首先收集能够覆盖测区范围的起算控制点，起算点成果需为平高控制点，再使用电台RTK模式或单基站网络RTK作业方法，现场对起算点进行点校正，求取转换参数，残差值合格后，使用流动站，人工“接触式”采集测区范围内的地物地貌点三维坐标并记录相关属性信息。基本测图原则是“所见即所得” 。虽然效率较低，但是能够保证测图的可靠性。

3.新技术模式下的测图方法

卫星导航定位基准站网络实时动态RTK技术和无人机航空摄影测量技术的大量使用，“免起算点”和“非接触”式的测图思想变成了主流。网络RTK仪器接收到CORS站差分信号后，就直接测量地面像控点，无人机航拍之后就由内业人员建模矢量化。测量效率确实得到了很大的提高，但是也就产生了新的质量问题。

虽然网络RTK能够直接获取2000国家系统的平面坐标，但是无法获取正常高。作业员就直接用GPS大地高开始测图坐标，导致高程系统错误。大地高是沿着法线方向至参考椭球的垂直距离，被称为高度，并不能准确表示两点高差。

无人机航空摄影测量技术航拍高清地表照片，并内业构建三维实景模型，将繁重的人工测图工作转换为内业软件建模并矢量化输出地形图。但是在内业矢量化的过程中，难免会有无法分辨地物或者遗漏地物的情况。但是目前的航测技术还无法100%保证测量精度，且内业矢量化过程中也会有无法分辨的地物，或遗漏绘制某些地物，像控点稀少的区域，也会造成地貌失真的情况。不能过度依赖无人机新技术，需要人工实地检查和全野外调绘。

4.地形测量项目案例分析

4.1 项目概述

地形测量项目位于河北省北部，比例尺1:2000，等高距1m，面积约20km²。测量小组采用的网络RTK模式布设像控点，外业航测，内业矢量化成图。

4.2 审核意见

（1）未使用正常高基准

进场时，直接使用网络RTK测量像控点坐标，导致地形图内的高程系统为非法的“GPS大地高高度”，未使用国家法定的正常高。后期又采用GPS拟合高程的方法整改，但是仍然有错误。

测量人员收集了C188和C189两个高等级起算控制点，但是距离较远，无法直接使用RTK点校正。采取了GPS静态观测拟合高程的测量方式，但是起算点距离1#站址较远，且未能覆盖站址测量范围。其中C188位于站址西北19km，C189位于站址西5km。详见下图：

图1 起算控制点位置图

《工程测量规范》4.4节，有针对于GPS拟合高程测量的详细规定，但本次高程联测作业与规范要求严重不符，审核结论为不合格，具体见下表：

GPS拟合高程测量审核表 表1

综上所述，本次GPS拟合高程的技术方法，严重违背规范，故判定高程控制点测量不合格，并直接导致地形图测量质量不合格。

（2）像控点数量太少，且未能覆盖测图区域

本项目共有3个独立的测量区域，实地像控点均未能覆盖测图范围，并且区域1和区域2，仅有两、三个像控点，严重超出规范要求。

（3）航测图内等高线严重失真

地形图图面多个区域的等高线与实地严重不符。实地近似与平地，但图面等高线却表示为陡峭的沟谷地貌，图内高程注记点高差竟达10余米，均为错误数据。

（4）地物及相关信息遗漏问题较多

现场抽查随机选择地形图内6个区域，以实测断面的方法检测地形图质量，但是每个区域都有问题。例如遗漏土路、遗漏池塘陡坎、遗漏高压线通信线、遗漏铁丝网、遗漏散坟点状地物、将低压线注记为通信线等问题、缺少架空线悬高数据。

4.3整改建议

（1）高程系统整改

结合本项目的实际情况，可以利用现有的C189起算点，距离1#站址5km。建议按五等水准测量的技术要求，采用闭合水准路线，联测至站址区域内的D7、D8、D9点位，并计算标高。水准高程与原RTK平面坐标结合，作为测图控制点。外业RTK点校正计算转换参数，再进行测图工作。

（2）图面等高线整改

使用网络RTK，内业计算高程转换参数，并实测问题区域的地貌数据，使用人工测量成果来修改航测图的等高线。

（3）像控点技术要求

通常情况下，像控点应布设于测区四个边角以及中心位置，并且至少 5 个像控点来保证测区内影像的精度，相邻像控点间大概800-1200m，像控点大小宽度 15-20cm，长度 50-80cm，布设于地基稳定、视野开阔的位置；一般选取像控点周边附近的特征点为检查点，数量上至少 2-3 个，以此保证整个测区的精度。

图2 像控点布设示意图

（4）全野外调绘

无人机航测的优势是提高了测量效率，并采集了全面的航拍照片，将繁重的人工测图工作转换为内业软件建模并矢量化输出地形图。但是目前的航测技术还无法100%保证测量精度，且内业矢量化过程中也会有无法分辨的地物，或遗漏绘制某些地物，不能过度依赖无人机新技术，需要人工实地检查和全野外调绘。

5.结论

先进的CORS系统和无人机航测技术，确实极大的提高了测图工作的效率，降低了测量外业技术门槛，但是综合性的测图项目，必须按照相关规程的要求，才能保证测图精度和数据的可靠性。收集高程起算点和航测图外业调绘，也是必要的工作环节。在今后的测图项目中，应充分重视。