房克明

摘 要：本文通過(guò)油氣輸送管道工程航測(cè)過(guò)程分析，探討航測(cè)技術(shù)在油氣田工程及長(zhǎng)輸管道工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：航空攝影測(cè)量;優(yōu)化;像控點(diǎn);DOM;DEM;DLG;內(nèi)業(yè)

一、引言

該項(xiàng)目位于陜西省延安市，管道路由有限長(zhǎng)度約為300公里，呈樹枝狀分布，南北跨度50公里，東西跨度30公里，地形以山地為主，起伏較大。如果按照常規(guī)方法測(cè)量，需要投入4組約16至20人，外業(yè)測(cè)量約100日天，效率較低。為了降低成本，提高效率，縮短測(cè)量周期，減輕外業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度，本次作業(yè)擬采用無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)。

二、工作流程

接受項(xiàng)目任務(wù)后，根據(jù)確定的管道路由在Google地圖上查看該區(qū)域的地形地貌情況。根據(jù)確定的路由中線，開展航空攝影測(cè)量，外業(yè)進(jìn)行控制測(cè)量，像控點(diǎn)布設(shè)，外業(yè)航飛，內(nèi)業(yè)進(jìn)行空三加密、DEM、DOM、DLG等生產(chǎn)工作。因?yàn)樯a(chǎn)的DLG帶寬為0.12km，為減少資源浪費(fèi)，待生產(chǎn)出DOM后，可將其提供給設(shè)計(jì)人員進(jìn)行路由優(yōu)化，再進(jìn)行生產(chǎn)DLG。

三、主要工作

（一）像控點(diǎn)布設(shè)

（1）像控點(diǎn)的目標(biāo)影像應(yīng)清晰易判讀。

（2）像控點(diǎn)標(biāo)志物尺寸應(yīng)大于70cm，切明確指出，具體點(diǎn)位是標(biāo)志物的哪一部分。

（3）像控點(diǎn)盡量選擇平坦地區(qū)，避免樹下，屋角等容易被遮擋的地方。

（4）像控點(diǎn)應(yīng)選擇能夠持久存在的東西，如噴漆（噴繪寬度不得低于30cm），膠布等。

（5）像控點(diǎn)標(biāo)志物應(yīng)與地表顏色形成鮮明對(duì)比（如，深色地標(biāo)貼白色膠帶，白色地面貼紅色膠帶）

（6）若工作人員選擇地物特征點(diǎn)作為像控點(diǎn)，應(yīng)選擇較大地物，且提供現(xiàn)場(chǎng)照片2-4張，輔助內(nèi)業(yè)人員尋找像控點(diǎn)

（7）現(xiàn)場(chǎng)照片內(nèi)應(yīng)同時(shí)包含像控點(diǎn)及周圍地物特征，并在照片內(nèi)清晰指出像控點(diǎn)所在位置及編號(hào)（默認(rèn)照片中對(duì)中桿所在位置即為像控點(diǎn)位置）

（二）空三加密

航測(cè)成圖的質(zhì)量控制主要在內(nèi)業(yè)空三加密階段，空三加密的精度影響整個(gè)成圖精度?？杖用苁窃诹Ⅲw攝影測(cè)量中，根據(jù)少量的野外控制點(diǎn)，在室內(nèi)進(jìn)行控制點(diǎn)加密，求得加密點(diǎn)的高程和平面位置的測(cè)量方法，其主要目的是減少野外像控點(diǎn)的布設(shè)[1]。 目前無(wú)人機(jī)的影響因素主要有兩個(gè)方面：

（1）無(wú)人機(jī)比較輕巧，受外界環(huán)境干擾比較大，導(dǎo)致無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)較差，得到的外方位元素精度較低。

（2）無(wú)人機(jī)主要攜帶的是微單相機(jī)，相機(jī)的畸變參數(shù)比較大，影響拍攝影像的質(zhì)量。

這兩個(gè)因素是空三加密精度影響的主要因素，使用單一的空三加密處理軟件，很難是空三加密的精度保證在誤差范圍內(nèi)。所以要使用多個(gè)空三軟件結(jié)合處理的方式進(jìn)行，才能滿足空三的精度要求。 經(jīng)過(guò)短期的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，目前宜采用的空三加密流程是：

<1>pix4d初步進(jìn)行空三加密，得到相機(jī)的畸變參數(shù)和高精度的外方位元素。

<2>PixelGrid軟件對(duì)原始影像進(jìn)行去畸變處理。

<3>用得到的高精度外方位元素和去除畸變后的影像，在inpho 中進(jìn)行最后的空三加密

（三）立體測(cè)圖

依據(jù)空三加密數(shù)據(jù)成果，導(dǎo)入到全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站航天遠(yuǎn)景中，進(jìn)行內(nèi)定向、相對(duì)定向、絕對(duì)定向、實(shí)時(shí)核線采樣，建立立體模型。

立體模型所采集的精度主要體現(xiàn)在模型點(diǎn)的采集、模型點(diǎn)位置判讀、模型地物要素判讀、模型高程點(diǎn)的采集。其采集精度受約與人工作業(yè)，對(duì)立體模型采集人員的技術(shù)能力要求比較高，要使立體采集的平面高程精度滿足測(cè)圖要求，必須對(duì)立體采集人員進(jìn)行培訓(xùn)[2]。

由于初期立體采集熟練度不夠，且立體采集對(duì)建筑物多的地方，成圖速度較慢，不如直接在正射影像上直接進(jìn)行描繪。所以現(xiàn)階段預(yù)計(jì)的工作模式是用正射影像圖描繪建筑物、道路等對(duì)高程精度要求低的地物;用航天遠(yuǎn)景軟件立體采集高程點(diǎn)、描繪等高線;這樣才能在保證精度的前提下，提高工作效率。

立體測(cè)圖的熟練以后，采集的高程精度能達(dá)到20-30公分，最高能滿足1：1000的測(cè)圖要求。預(yù)計(jì)每人每天工作量在0.5平方公里以上，對(duì)比傳統(tǒng)的全野外數(shù)字測(cè)圖，大大的提高了成圖速度。

（四）DEM、DOM、DLG、DSM等產(chǎn)品制作

依據(jù)成圖比例尺以及工程作業(yè)要求選擇格網(wǎng)間距，力求在滿足規(guī)范要求的前提下不增加DEM的量測(cè)工作量，并對(duì)生成的 DEM 進(jìn)行檢查編輯。DOM 生成時(shí)要注意影像的拼接、勻光及勻色處 理，選擇清晰、舒適的顏色。為了減少后期DLG生產(chǎn)的工作量，生成DOM后可提交設(shè)計(jì)人員對(duì)管道進(jìn)行路由優(yōu)化工作。根據(jù)DEM和DOM生成三維立體模型，后綴格式為“.osgb”，在航天遠(yuǎn)景軟件進(jìn)行DLG的生產(chǎn)。DLG相對(duì)前兩者工作量較大，對(duì)線性工 程的重要性也較高。工作人員利用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量 系統(tǒng)在立體模型下采集矢量數(shù)據(jù)并進(jìn)行編輯，使編輯后的成果滿足國(guó)家統(tǒng)一規(guī)范的要求。

（五）成圖編輯整飾

此項(xiàng)工作利用立體采集的三維數(shù)據(jù)及外業(yè)調(diào)繪的資料，對(duì)地形圖進(jìn)行編輯整飾工作：包括對(duì)各個(gè)要素相對(duì)關(guān)系的處理，對(duì)外業(yè)調(diào)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯處理，對(duì)各種屬性的參加，數(shù)據(jù)分層，數(shù)據(jù)接邊，地形圖分幅等工作的處理。

在整個(gè)地形圖編輯過(guò)程中，地物編輯是相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。要處理好各地物間要素的點(diǎn)、面、線關(guān)系：面狀要素要封閉（如房屋、池塘），線狀要素要連續(xù)（如道路、河流），面狀要素不要相交，端點(diǎn)要嚴(yán)格相交到同一點(diǎn)，不能懸掛。等高線應(yīng)能真實(shí)表示地貌特征，等高線走向分明，表示合理，線條圓滑，不能有斷點(diǎn);要處理好等高線與房屋、道路、陡坎、河流等關(guān)系，要標(biāo)示等高線高程注記，做到線劃流暢，圖上美觀。在編輯過(guò)程中，各項(xiàng)注記保證正確，注意各種注記的擺放位置，盡量不要壓蓋地物及地形。編輯完成后的地形圖經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢查，確定無(wú)誤后，就可以對(duì)地形圖進(jìn)行成果提交。

四、總結(jié)

無(wú)人機(jī)航測(cè)在小區(qū)域和飛行困難地區(qū)高分辨率影像快速獲取方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，隨著無(wú)人機(jī)與數(shù)碼相機(jī)技術(shù)的發(fā)展，基于無(wú)人機(jī)平臺(tái)的數(shù)字航攝技術(shù)已經(jīng)成為管道工程的最佳測(cè)繪手段。采用航測(cè)為主、地面測(cè)量為輔進(jìn)行管道工程測(cè)繪，是成為當(dāng)前測(cè)繪行業(yè)必備的技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]買小爭(zhēng)，楊波，馮曉敏.無(wú)人機(jī)航攝像控點(diǎn)布設(shè)方法探討[J].測(cè)繪通報(bào)，2012，增刊：268-271.

[2]吳濤.低空無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)在土地整治項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的運(yùn)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015（2）：295-296，300.