随着各大中城市大比例尺地形图数据库建设的完成，现势性的大比例尺地形图数据成为城市建设需求的关键^[1]。“十三五”期间，地理信息与地图制图方面，突破了基于倾斜影像的三维城市模型自动提取技术，提高了三维城市建模和可视化效率^{[2, 3]}。

为满足地区规划与发展的需求，采用了倾斜摄影测量的方法，在不到一年半的时间内完成了9个城市近200 km²范围内的1:500地形图 4 146幅的测绘任务及三维城市建模工作，并在极短的时间内，对成图的精度进行了检查，并组织了专家论证，结果完全符合国家相关规范要求。

1 关键技术

无人机倾斜摄影测量的突出优点是：飞行灵活、机动性强，综合成本低，飞行要求简单，能完成有人飞机无法完成的飞行，根据搭载相机的精度及镜头数量及倾斜角度不同，可满足高清晰、全方位、大比例、小面积、高现势性的需求，实现“一次飞行，多元测绘级成果输出”^[4-6]。

本项目首次使用无人机倾斜航空摄影测量，建立了三维实景数字模型测制1:500大比例尺地形图的新技术、新方法，取得了以下成果：①经试验方法确定的像控点布点间距，即经济高效，又满足精度要求；②外业像控点布设数量减少，产品精度不受影响，工作效率提高，工作成本减少；③航测作业区所获取航摄成果为真彩色数字影像，航测的影像设计分辨率为4 cm。采用倾斜摄影实景三维建模技术，快速的恢复现实的立体模型，精度高、效率高、真实反映现状地物。降低了城市三维建模的成本，提高了建模的效率^[7]。

裸眼三维测图技术，其原理是在屏幕前增加一个狭缝式光栅，应该由左、右眼分别看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的光栅分别遮住观测者的右、左眼，将左眼和右眼的可视画面分开，不需要配戴立体眼镜，使观测者直接利用肉眼对模型进行地物识别判读，采用EPS软件由计算机软件自动形成线划图。

2 建设方案

1) 平面控制与高程控制。平面控制点情况统计见表 1。

2) 无人机倾斜摄影。使用DB-2S型、IFAUAV-3型无人机搭载索尼α7RII相机。正摄相机使用35 mm焦距的镜头，其余4个倾斜相机使用50 mm焦距的镜头，倾斜相机角度为45°。设计地面分辨率为3.9~4.7 cm。相机采用手动模式(M档)，光圈6.3，快门1/1600S-1/1250S, ISO使用的是自动。此设置曝光量适中，所摄影像既满足相移限制要求，又能满足影像质量要求。本次航摄采用倾斜摄影的方法，共有下视、前视、后视、左视、右视5个镜头的影像数据。处理正射影像时，单独利用下视镜头的影像数据进行空中三角测量，利用pix4d软件制作正射影像，分辨率为0.04 m。正射影像色彩反差适中，影像清晰，色彩丰富，同一幅图内色调应基本一致，目视检查影像纹理清晰易读，影像无拉花、变形等现象。对9个航空摄影测量航线及重叠度设计见表 2。

在良好的自驾仪及自稳平台的保障下，无人机飞行质量好，航向与旁向重叠度均比较大，无航摄漏洞，航线弯曲度小，飞行时间都选在中午，风速小、风向稳定的时段，根据自驾仪的POS数据检验飞行质量全部合格，均满足规范要求。像片能辨认出与地面分辨率相适应的细小地物影像，能建立清晰的立体模型。

3) 空中三角测量。针对无人机倾斜摄影数据的特殊性，采用多视角影像联合平差的技术方法进行空三加密。采用最新建模软件ContextCapture Center Edition 4.4.8，进行空三测量及后续模型、TDOM的生产。

4) 正射影像挂图。正射影像挂图比例尺设置在1:3 500，挂图尺寸1 300 mm×1 500 mm。影像挂图上注记主要的道路、水系名称，机关单位名称，幼儿园、学校、企事业单位名称，在适当位置标示指北针和比例尺。

5) 图库一体采编。利用山维EPS地理信息工作站进行图库一体采编工作；利用三维模型及正射影像相结合的方式进行数据采集，三维模型主要采集房屋、房屋附属设施、属性标注，其他地物可在正射影像上采集。两种采集方法可以依据具体的地物情况灵活转换。根据这两种方式绘制出地形图后，再野外调绘，即针对建模效果不理想的地物和有遮挡地物，内业在判断不准时不进行采集，同时标注出“此地物内业无法判断，需外业实测”的字样，外业将核查、补测、属性调绘同时进行^[8-10]。

3 成果精度检查

1) 地形图精度(平面点及高程点精度)检查。分别对房角、井盖、电力线杆等主要地物点位进行了平面外业采集，对各种井盖、路面、空地等进行了高程点外业数据采集，然后与相应图上点位采集数据进行比较，检查结果均符合规范要求的正态分布规律, 满足设计要求。地形图精度检查汇总表见表 3。

2) 实景数字模型检查。对空三合格的分区根据三维TIN的空间位置信息，自动寻找最佳视角影像，并完成模型纹理的构建，最终形成完整且真实的三维模型体。模型经过目测检测，无空洞、无异常破面，超出像控以外的部分经裁剪后，保证了边缘的整齐美观。

为验证实景模型1:500大比例尺测图的可行性，对部分测区施测了大量的外业检查点，对模型进行了精度检测，检测结果如表 4。

经检测，模型平面、高程中误差均小于8 cm，满足1:500地形图的精度要求；可以作为1:500地形图采集的基础。

3) 正射影像挂图检查。对所形成正射影像挂图进行全面检查:内容完整、正确，图幅整饰完整、规范，图面清晰易读、美观。

4 结束语

本文采用基于倾斜摄影测量实景模型采集的线划图经过验证能达到1:500地形图的平面与高程精度要求；项目中航内作业方法成熟，实施方案合理可行，作业手段先进，经专家论证，各类产品成果符合设计书及规范要求，该项目历时17个月，成果顺利通过新疆自治区测绘产品质检站的验收。实景三维建模技术根据二维相片或者倾斜影像，自动生成高分辨的、带有逼真纹理贴图的三维模型，效果逼真，要素全面，符合测量精度。