范香香

(蚌埠市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，安徽 蚌埠 233000)

1 引 言

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，城市建設(shè)水平的不斷提高，對(duì)城市規(guī)劃管理水平提出了更高的要求，傳統(tǒng)的二維矢量數(shù)據(jù)難以滿足高水平的城市規(guī)劃管理需要。針對(duì)《蚌埠市建設(shè)工程規(guī)劃批后管理辦法》的要求[1]，提出利用航空三維實(shí)景影像輔助監(jiān)督規(guī)劃實(shí)施情況的辦法。而無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，為城市規(guī)劃審批、管理、決策、核實(shí)提供了新的解決方案，不僅提高了工作效率，簡(jiǎn)化了行政審批流程，還能為建筑工程竣工規(guī)劃核實(shí)提供強(qiáng)有力的科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持，輔助規(guī)劃管理部門管理決策。

2 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量系統(tǒng)

無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)[2]是國(guó)內(nèi)近年來(lái)新興的一項(xiàng)高新技術(shù)，它顛覆了傳統(tǒng)測(cè)繪的作業(yè)方式，該技術(shù)通過(guò)低空多視鏡頭攝影獲取高清晰立體影像數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成三維地理信息模型[3]，快速實(shí)現(xiàn)地理信息的獲取，進(jìn)一步擴(kuò)展了航空影像的應(yīng)用領(lǐng)域。

無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量系統(tǒng)主要包括：TTA八旋翼無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)、QX5.0傾斜攝影相機(jī)、內(nèi)業(yè)處理系統(tǒng)。如圖1所示，它主要有以下特點(diǎn)：

圖1 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量系統(tǒng)

2.1 起降方便

多旋翼無(wú)人機(jī)[4]可以垂直起降，對(duì)起降環(huán)境要求較低，無(wú)須專用機(jī)場(chǎng)，在半徑幾米開闊地即可遙控起飛、降落。同時(shí)多旋翼無(wú)人機(jī)工作高度一般在 100 m～600 m，受天氣影響較小，提高了作業(yè)效率。

2.2 影像分辨率較高

無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)搭載5個(gè)SONY RX1數(shù)碼相機(jī)，其中一個(gè)相機(jī)獲取垂直向下影像，其余4個(gè)相機(jī)傾角為45°，獲取多視傾斜影像。由于一般航拍高度較低，影像地面分辨率最高可至 0.03 m。

2.3 成本低，效率高

無(wú)人機(jī)測(cè)繪相對(duì)于傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)，具有效率高、反應(yīng)快、作業(yè)成本低、作業(yè)周期短等特點(diǎn)。原本人工測(cè)繪需要幾天的時(shí)間，現(xiàn)只需2個(gè)小時(shí)就能完成，極大地提高了工作效率。

3 無(wú)人機(jī)傾斜攝影在建筑工程竣工規(guī)劃核實(shí)中的應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目選擇中央綠地廣場(chǎng)四期建設(shè)工程作為竣工規(guī)劃核實(shí)對(duì)象，該項(xiàng)目位于蚌埠市濱湖新區(qū)，由6棟高層建筑和部分多層商業(yè)組成，總建筑面積 101 896.69m2，現(xiàn)已全面竣工，并向規(guī)劃行政審批部門提交規(guī)劃核實(shí)申請(qǐng)，由我院提供建設(shè)工程竣工規(guī)劃核實(shí)技術(shù)支持。

3.2 技術(shù)流程

根據(jù)《蚌埠市建設(shè)工程規(guī)劃批后管理辦法》，結(jié)合無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量的特點(diǎn)，制定總的技術(shù)流程，如圖2所示。

圖2 技術(shù)流程

3.3 空三加密及實(shí)景三維建模創(chuàng)建

在獲取地面高分辨多視影像的基礎(chǔ)上，基于DP-Smart專業(yè)軟件平臺(tái)，對(duì)多視影像進(jìn)行區(qū)域網(wǎng)聯(lián)合平差、空三加密。利用影像密集匹配技術(shù)計(jì)算同名點(diǎn)坐標(biāo)，進(jìn)而生成對(duì)應(yīng)地物高密度點(diǎn)云數(shù)據(jù)，基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)建地物TIN模型、自動(dòng)映射紋理來(lái)創(chuàng)建模型[5，6]，最后得到項(xiàng)目區(qū)實(shí)景三維模型，部分成果如圖3、圖4所示。

圖3 項(xiàng)目區(qū)實(shí)景三維模型

圖4 項(xiàng)目區(qū)白模

3.4 精度檢測(cè)及質(zhì)量評(píng)定

三維實(shí)景模型可以多角度的觀察項(xiàng)目區(qū)地物，并可以獲取建筑物的位置、高度以及地面高程等信息，將規(guī)劃審批資料和竣工測(cè)量報(bào)告與三維實(shí)景模型進(jìn)行比對(duì)分析，很容易發(fā)現(xiàn)三者的不同之處，為規(guī)劃行政審批部門提供真實(shí)可靠的竣工核實(shí)報(bào)告。

為了評(píng)定三維實(shí)景模型的精度，在項(xiàng)目區(qū)內(nèi)利用外業(yè)實(shí)測(cè)的竣工圖與模型中提取的特征點(diǎn)進(jìn)行比較，精度情況如表1～表3所示。

通過(guò)檢測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，利用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)生產(chǎn)得到的三維實(shí)景模型量測(cè)精度與外業(yè)實(shí)測(cè) 1∶500竣工圖精度相當(dāng)，滿足相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，可應(yīng)用于竣工規(guī)劃核實(shí)。此外，三維實(shí)景模型可以很方便地多角度觀察建筑物，真實(shí)地展示項(xiàng)目區(qū)實(shí)景，竣工規(guī)劃核實(shí)人員無(wú)須現(xiàn)場(chǎng)逐棟核對(duì)，大大簡(jiǎn)化了規(guī)劃部門的工作流程，提高了工作效率。

地物點(diǎn)位置、高程精度統(tǒng)計(jì)表 表1

建筑物樓間距精度統(tǒng)計(jì)表 表2

建筑物樓高精度統(tǒng)計(jì)表 表3

4 結(jié) 論

應(yīng)用多旋翼無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)對(duì)項(xiàng)目區(qū)開展傾斜攝影測(cè)量工作，獲取項(xiàng)目區(qū)真三維實(shí)景模型，并結(jié)合該項(xiàng)目規(guī)劃審批和竣工測(cè)量資料，通過(guò)測(cè)量結(jié)果的比對(duì)分析，得出無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)能夠在規(guī)劃核實(shí)中展開應(yīng)用，精度能夠滿足要求。

隨著國(guó)家和蚌埠市對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃督察工作的重視，提出建設(shè)三維城市、智慧城市的要求，無(wú)人機(jī)傾斜攝影在今后的城市規(guī)劃建設(shè)中發(fā)揮的作用將會(huì)越來(lái)越大。另外傾斜攝影產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)對(duì)硬件的要求較高，需要引進(jìn)大數(shù)據(jù)集群處理工作站，同時(shí)要對(duì)項(xiàng)目的規(guī)劃、竣工、核實(shí)等資料進(jìn)行歸檔、入庫(kù)，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)[7]，為以后的城市管理、規(guī)劃決策、違章建筑查處等提供數(shù)據(jù)支持。

[1] 蚌埠市建設(shè)工程規(guī)劃批后管理辦法的通知[R]. 蚌政辦〔2015〕41號(hào).

[2] 李德仁 ，劉立坤 ，邵振峰. 集成傾斜航空攝影測(cè)量和地面移動(dòng)測(cè)量技術(shù)的城市環(huán)境監(jiān)測(cè)[J]. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)·信息科學(xué)版，2015，40(4)：427～435.

[3] 周曉敏，孟曉林，張雪萍等. 傾斜攝影測(cè)量的城市真三維模型構(gòu)建方法[J]. 測(cè)繪科學(xué)，2016(9)：159～163.

[4] 張欣. 多旋翼無(wú)人機(jī)的姿態(tài)與導(dǎo)航信息融合算法研究[D]. 長(zhǎng)春：中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，2015：1～2.

[5] 閆利，程君. 傾斜影像三維重建自動(dòng)紋理映射技術(shù)[J]. 遙感信息，2015(2)：31～35.

[6] 張春森，張衛(wèi)龍，郭丙軒等. 傾斜影像的三維紋理快速重建[J]. 測(cè)繪學(xué)報(bào)，2015(7)：782～789.

[7] 金震艷，朱秋曄，費(fèi)佳寧. 城市三維數(shù)據(jù)管理與規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用[J]. 城市建設(shè)理論研究·電子版，2014(7).