[发明专利]一种陆上水下地形一体化测图方法和系统

说明书

本发明提出了一种陆上水下地形一体化测图方法和系统，所述方法中以水边线地形数据为参照基准，将陆上地形数据和水下地形数据映射到同一坐标系中进行融合统一，获得同时覆盖陆上和水下的三维地形数据，保证了对真实陆上水下跨区域空间地形大比例还原的完整性和精确程度。

技术领域

本发明涉及地图测绘领域，尤其涉及一种陆上水下地形一体化测图方法和系统。

背景技术

近年来，随着水环境治理修复工程项目精细设计等对大比例尺地形图的需求日益增大。目前大比例尺地形图的测图方法主要靠人工使用GPS-RTK、全站仪等设备在野外进行人工数据采集，然后内业加工处理生产。这种作业方式效率较低、时间跨度长、成本高、人工劳动强度大，存在一定的安全风险，生产进度还受到作业期间天气的影响，已远不能满足社会需求。如何提高工作效率、降低生产成本，缩小野外工作量是当今获取大比例尺地形图的迫切要求。

由于无人机具有机动灵活、经济便捷等特点，而且能够方便地获取高分辨率影像，因此采用无人机航摄测量大比例尺地形图，成本低、工期短、精度高，能够大幅度减少外业工作量，进而提高生产效率，缩短工期。但是无人机只适合陆上地形数据的采集，无法获取有效的水下地形数据。

河道湖泊水域水下地形测量，是工程测量中的一种特定测量，测量江河、湖泊、水库、港湾和近海水下的平面位置和高程，用以绘制水下地形图的测绘工作，主要内容是在陆地建立控制网和进行水下地形测绘。水下地形测绘包括测深点定位、水深测量、水位观测和绘图等等。测深点定位的方法有断面索法、经纬仪或平板仪前方交会法、六分仪后方交会法、全站式速测仪极坐标法、无线电定位法、水下声学定位和差分GPS定位法等，水深测量采用测深杆、测深锤和回声测深仪等器具.水底高程是根据水深测量和水位观测成果计算，最后用等深线(或称等高线)表示水底的地形情况。

目前，水下地形测量和陆上地形测量是相互独立，因此无法进行有效的融合。

发明内容

为了解决上述现有技术中陆上地形测量和水下地形测量相互独立无法融合的缺陷，本发明提出了一种陆上水下地形一体化测图方法和系统。

本发明提出了一种陆上水下地形一体化测图方法，可获得同时覆盖陆上和水下的三维地形数据，保证了对真实地形大比例还原的完整性和精确程度。

一种陆上水下地形一体化测图方法，包括以下步骤：

S1、获得陆上地形数据G、水边线地形数据W和水下地形数据U；

G＝{g1、g2、g3、…、gm、…、gM},1≤m≤M,gm＝[x_gm,y_gm,z_gm]

W＝{w1、w2、w3、…、wn、…、wN},1≤n≤N,wn＝[x_wn,y_wn,z_wn]

U＝{u1、u2、u3、…、uk、…、uK},1≤k≤K，uk＝[x_uk,y_uk,z_uk]

gm表示陆上测图获得的坐标点，(x_gm,y_gm)表示坐标点gm在数字地图上的二维坐标，z_gm表示高程，M表示陆上测图获得的坐标点数量，m表示坐标点序号；

wn表示水边线上测图获得的坐标点，(x_wn,y_wn)表示坐标点wn在数字地图上的二维坐标，z_wn表示高程，N表示水边线上测图获得的坐标点数量，n表示坐标点序号；uk表示水下测图获得的坐标点；(x_uk,y_uk)表示坐标点uk在数字地图上的二维坐标，z_uk表示高程，K表示水下测图获得的坐标点数量，k表示坐标点序号；