北斗数据与航测数据融合成图技术在新农村地区应用研究

常乐1，齐庆会1，,张万栋2

1. 沈阳城市建设学院, 沈阳 110167
2. 2中水北方勘测设计研究有限责任公司, 天津 300222

摘要：本文阐述了利用南方测绘RTK测量系统银河6和大疆M300无人机进行沈阳新农村地区进行数据采集的总体流程。同时介绍了利用提高像片重叠度、增加构架航线等方法进行事后差分定位，构建整体系统的方法。事后差分分解计算的准确位置数据软件是基站的连续观测数据、移动站的连续观测数据及曝光时间开始进行事后差分分解计算支持下获得高精度的坐标位置数据，最终把来自于无人机航测数据进行多元化信息进行综合处理后，利用Eps2016地理信息工作站进行三维数据采集，进行检核并完成数据入库，并借此实现对新农村地区环境更为准确描述。

关键词：EPS，三维数据采集，无人机航测

1 方案概述

1.1背景

沈阳新农村建设有条不紊的进行中，与此同时，随着我国经济建设的快速发展和城市化进程的加快，许多领域朝着数字化，智慧化的方向发展，对测绘信息数据的需求达到了前所未有的新高度。如何以高精度、高效率获取数据信息，并能降低数据采集时间成本和人力成本是目前该领域的重要发展课题。利用传统测绘技术北斗定位导航系统配合无人机摄影测量方式进行数据采集，开展多源数据采集的技术研究，发挥各自技术优势，弥补缺陷，具有重要的理论和应用价值。但数据采集的精度及对各种海量数据的处理及成图方面存在难点。

1.2建设原则

安全性：对成图过程中所接触的有关信息资料，不得随意向外泄漏。

简单易用性：平台的云地图可为各类用户提供全套服务。

快速部署：可以再较短时间内，进行地图数据更新及路径编辑。

系统普适：适合各类平台使用。

1.3系统价值

为沈阳部分农村地区新农村建设提供基础资料，为沈阳整体规划提供依据将北斗数据与航测数据融合成图技术可在市场推广应用，服务地方经济。多数据集拼接，迅速高效更新场景数据。

1.4 数据转换技术

EPS采用“信息映射机制+模板控制技术”实现对象层的自由映射和对象内部的任意详细信息映射，从而实现目标系统的无缝无损转换[5]。项目组技术可以根据输出要求，通过模板控制技术实现对各种元素的映射处理，从而完全输出元素的属性信息。对于复杂的图形元素，可以整体输出，也可以根据需要分解。EPS提供了一个多平台数据转换接口，可实现多平台数据转换的I / O功能。技术人员建立EPS数据与模板中待转换数据之间的映射关系，设置各要素的转换模式，通过数据接口实现数据之间的非破坏性转换[6]。这样，转换后的GIS数据具有与图形相关的属性信息，可以满足数据库建设对图形特征和属性信息的要求。然而，对输出的传统CAD数据进行分解，可以保证其图形无缺点，不改变线性格式，可以满足地图制图的需要。

2 总体设计方案

2.1总体逻辑架构

图2-1 总体逻辑架构

（1）快速获得区域高精度影像，配合测量速度快、精度高，能快速完成区域测绘；

（2）利用提高像片重叠度、增加构架航线等方法提高精度；

（3）Eps2016地理信息工作站进行三维数据采集；

（4）对沈阳新农村地区环境更为准确描述。

3 技术实施方案

3.1前期准备

图3-1 技术准备流程

3.2资料收集及场地申请

项目开始前，需要明确数据采集采集区域，划分数据采集子区并推算数据采集所需时间，规划好初步的数据采集线路。

进行无人机摄影测量前需要提前跟相关部门发起拍摄申请流程，办理空域使用、项目备案、签订保障协议、飞行计划申请等相关手续，在不影响公共利益的前提下选择合适时间进行数据采集[1]。

3.3现场勘探

数据采集开始前需要到现场进行实地勘测，根据现场情况和测量的具体条件对规划数据采集的路线进行修改，并把改动计划在图上标明。若测区没有现成的平面图，可以在实地勘察、规划路线的同时绘制测区大致平面结构，并标注数据采集路线。

在进行现场踏勘的同时需要做好以下数据采集前准备工作：

数据采集区域清场，确保数据采集开始后数据采集区域内除数据采集工作人员外无其他人员。

将数据采集区域内的所有照明灯打开，保证灯光充足以便获得清晰的全景影像。同时关闭所有的感应灯。

将数据采集区域内的所有门用门档打开，并关闭所有的自动门。所有可能单路的物品都应搬走。

确保数据采集区域的干净整洁。

3.4 设施条件

（1） 全球定位导航系统--南方银河6

4G全网通模块向下兼容模式，适用各种信号区域全新网络构架支持现行主流CORS系统，全新升级的频段接收技术，全面支持所有现行的和规划中的GNSS卫星信号，特别支持北斗三频B1、B2、B3，支持单单北斗定位系统。

（2）无人机--大疆M300

55分钟长续航带有智能AI检查功能，6方向感应定位避障，最大探测范围为40-50m，范围可调节，远达 15 公里的控制距离，可实现三通道 1080p 图传，支持 2.4/5.8 GHz 双频通信，同时支持三个负载，配置更灵活，多重冗余安全飞行。

（3）数据成像处理实验室

对采集的全球定位系统数据和无人机数据进行融合成图处理，完成数据成图入库。

（4）软、硬件支撑

实验室配有Quadro系列专业级显卡、立体眼镜、眼镜发射器、绘图手轮脚盘，刷新率120hz以上和支持英伟达立体的立体显示器，ARCGIS和北京山维Eps2016地理信息工作站等专业软件。

4 作业流程

作业流程主要包括：数据采集——制作外业调绘底图——航测外业调绘、补测、立体测图——入库数据编辑——DLG数据成果——检查验收——数据入库、编辑整理——标准地形图——检查验收——地形图成果上交。

4.1数据处理及完善

根据立体模型判读采集，对无法判读的区域，绘出范围由外业测绘。要素采集时根据影像和设计选用符号。要准确定位独立地物点。面状要素要采集完整、封闭；采集线状要素要连续，不要出现伪节点和悬挂点；保证线条光滑；对于重叠线段要确定结点；所有相邻图幅的均应做接边检查处理，接边处要做到线条和属性要严格一致[3]。

采集完数据，依靠ARCGIS和北京山维Eps2016地理信息工作站等专业软件进行处理[2]，生成DLG成果。因植被覆盖无法看见的地物测量、房檐改正等工作，仍需要野外实地测量，需要及时进行数据补充。

4.2数据编辑

根据外业调绘成果及内业采集的数据，采用清华山维 EPS平台进行数字化编辑。使要素分层无误，关系合理，属性项正确。数据的编辑、整理、及属性的录入与检查要在同一平台上进行，保证数据质量和工作效率。要素的符号按设计要求执行[4]。

根据原地图，对地形图上的点、线、面要素进行图形数据处理。

点：点符号必须是一个完整的符号。

线：线性符号必须连接。例如，电力线、通信线等必须连续绘制。线性符号在一个块内应该是连续完整的，不能用等高线分隔。当线性元素共线时，应分层显示，并确保共线点严格重合。定向实码需要一定的方向。

面：房屋、绿地、供水系统和道路原则上都被绘制成一个表面形状。区域符号必须排列紧密，不得自动交叉。河流、沟渠和其他水系的表面元素在与桥梁相遇时也保持着连通性。区域符号在一个块中保持完整，并显示为几段，没有接缝和重叠。

备注：显示为一个字符。对于不相似的元素使用相应的类句点。例如，在道路和水系统的水流中使用相应的水平面的循环。在做评论时，尽量不要覆盖其他功能。

属性：空间属性。住宅地表属性要求提取单元名、道路名、房号等属性内容，区分被覆盖植被填充类型，要求在道路中心线属性中输入名称、道路等级、材料等信息，并在水系中有名称。

在整理出所有的地理元素后，代码必须是正确的6位代码。

4.3制图编辑

制图之后，根据图例修改图纸。修订的主要内容包括:注记和行政区域的边界。地面道路边界应在交叉口断开，不覆盖地面，保持地面的连续性。高速铁路立交桥有多种情况，应根据图纸判断，并适当调整分层顺序。

5 结语

本文根据沈阳农村DLG成图生产任务，介绍北斗数据与航测数据融合成图及建库方法，提高了大比例尺地形图成图质量和效率，为之后的大比例尺DLG数据化成图生产中提供了有效的技术参考资料。

参考文献

[1]李同光,符惠伟. 无人机倾斜摄影测量技术在地籍测量中的应用研究[J]. 南方国土资源, 2020(11):4.

[2] 何龙飞. EPS2012软件在地理信息数据采集中的应用[J]. 建筑·建材·装饰, 2018, 000(023):154-155.

[3] 王琳, 吴正鹏, 姜兴钰,等. 无人机倾斜摄影技术在三维城市建模中的应用[J]. 测绘与空间地理信息, 2015, 38(12):3.

[4] 朱雪辉, 易映辉, 张冬珍. DLG成图方法及精度实验分析[J]. 江西测绘, 2005(S1):2.

[5] 吴大鹏,李斌. 浅述EPS软件在数字城市数据采集中的应用[C]. //第十九届华东六省一市测绘学会学术交流会暨2017年海峡两岸测绘技术交流会论文集. 2017:290-294.

[6] 李倩,张佳. EPS在航测成图中的应用[C]. //2021年(第九届)中国水利信息化技术论坛论文集. 2021:1-7.

[基金项目]：2022年度沈阳市重点学术活动和科技服务资助项目：北斗数据与航测数据融合成图技术研究与应用