馬宏玖
摘 ? 要:傾斜攝影測量技術(shù)是一門新興的地籍測量技術(shù),是實(shí)現(xiàn)三維地籍管理的有效手段,在三維建模和工程測量領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用空間。由于傳統(tǒng)測量技術(shù)效率低,無法滿足快速成圖以及經(jīng)濟(jì)性需求,因此本文提出了基于傾斜攝影測量技術(shù)的地籍測繪技術(shù),有效發(fā)揮了該技術(shù)成本性、高效性、靈活性的優(yōu)勢,也為我國地籍測量技術(shù)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:傾斜攝影測量 ?地籍測繪 ?三維建模
中圖分類號(hào):P23 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào):1674-098X(2019)06(b)-0035-02
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及科技水平的不斷提升,測繪技術(shù)也獲得了極大的發(fā)展,并逐漸朝著數(shù)字化、信息化方向發(fā)展,土地資源是我國重要自然資源,同時(shí)也是不可再生資源。在當(dāng)前我國基建工程對土地資源應(yīng)用需求不斷提升的背景下,如何加強(qiáng)土地資源的合理開發(fā)和利用已成為亟待解決的關(guān)鍵問題。傳統(tǒng)的測繪技術(shù)已經(jīng)無法滿足當(dāng)前的發(fā)展所需,在測繪過程中,應(yīng)充分發(fā)揮現(xiàn)代化測繪技術(shù)的作用,提升我國土地資源使用效率[1]。
傾斜攝影測量技術(shù)是一種新型的測量技術(shù),該技術(shù)的出現(xiàn),打破了傳統(tǒng)航測遙感影像技術(shù)只能進(jìn)行垂直測量的局限,能夠從不同角度入手,快速、高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)收集工作,從而更為全面地反映出土地資源實(shí)際使用情況,并滿足人們對于三維視圖信息所需。當(dāng)前,傾斜攝影測量技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于土地資源測量工作中。
1 ?傾斜攝影測量概述
1.1 傾斜攝影測量技術(shù)
傾斜攝影測量技術(shù)主要是通過在航空飛行器中部搭載5個(gè)電子攝像傳感器設(shè)備,在航空飛行器飛行過程中從多角度、多方向?qū)δ繕?biāo)區(qū)域進(jìn)行攝影,從而采集到目標(biāo)區(qū)域相關(guān)圖像,在飛行過程中,傳感器同時(shí)記錄好飛行器航速、航高、坐標(biāo)等有關(guān)參數(shù),最后對收集到的信息進(jìn)行分析和處理[2]。在同一飛行時(shí)段,飛行器能夠同時(shí)采集到同一地區(qū)多組重疊影像圖,且同一地點(diǎn)的景物,能夠同時(shí)在三張圖片上體現(xiàn),保證了操作人員能夠有效地掌握建筑物信息,并選擇清晰度最高的圖片進(jìn)行紋理制作,最終向用戶提供最真實(shí)、最客觀且最全面的實(shí)景圖像。并能夠客觀地反映實(shí)際地面信息,同時(shí)通過定位技術(shù),嵌入地理、影響信息,幫助用戶獲得更好的使用體驗(yàn)。
1.2 傾斜攝影技術(shù)特點(diǎn)
1.2.1 高真實(shí)性
通過傾斜攝影測量技術(shù)采集的數(shù)據(jù),能夠客觀、全面、真實(shí)地反映出目標(biāo)區(qū)域地理位置信息,相較于傳統(tǒng)的人工模型仿真技術(shù)而言,傾斜攝影測量技術(shù)對目標(biāo)區(qū)域?qū)嶋H狀況反映度較高,很大程度上提升了測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。
1.2.2 高性價(jià)比
通過傾斜攝影測量技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)是帶有空間位置的影像信息,能夠同時(shí)進(jìn)行DOM、DSM、DLG等數(shù)據(jù)的輸出,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測量技術(shù)的不足。同時(shí),通過該技術(shù)能夠有效提取紋理,并降低三維建模成本[3]。
1.2.3 高效率
在運(yùn)用傾斜攝影測量技術(shù)時(shí),飛行器同時(shí)搭載5個(gè)高靈敏度傳感器,由于每個(gè)傳感器采集數(shù)據(jù)類型不一致,因此,在一次飛行時(shí)段即可得到目標(biāo)區(qū)域5組影像圖,從而提高了數(shù)據(jù)采集效率。
1.3 傾斜攝影測量的關(guān)鍵技術(shù)
1.3.1 多視影像聯(lián)合平差
多視影像聯(lián)合平差技術(shù)是傾斜攝影測量技術(shù)的關(guān)鍵,由于傳感器獲得的數(shù)據(jù)包括垂直影像數(shù)據(jù)、傾斜攝影數(shù)據(jù)等多組數(shù)據(jù),在對測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理過程中,由于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)無法準(zhǔn)確識(shí)別數(shù)據(jù)的有效性,因此,對于傾斜攝影測量技術(shù)得到的數(shù)據(jù)需要運(yùn)用多視影像聯(lián)合平差技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理[4]。多視影像聯(lián)合平差技術(shù)是一種由粗到精的金字塔匹配技術(shù),通過建立點(diǎn)到點(diǎn)的連接線、控制點(diǎn)坐標(biāo)等多種輔助數(shù)據(jù),校驗(yàn)區(qū)域網(wǎng)差誤差,并通過聯(lián)合結(jié)算保證測量結(jié)果的科學(xué)性。
1.3.2 多視影像密集匹配
多視影像匹配是攝影測量過程中需要解決的重要問題,由于航空飛行覆蓋區(qū)域較大,每次飛行過程中傳感器采集到的數(shù)據(jù)存在重疊部分,如果不對重疊數(shù)據(jù)進(jìn)行清除,將會(huì)造成數(shù)據(jù)冗余。同時(shí),由于采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)較多,無法準(zhǔn)確獲取目標(biāo)區(qū)域物體空間坐標(biāo),從而無法建立目標(biāo)區(qū)域三維模型。因此在當(dāng)前信息技術(shù)迅速發(fā)展的背景下,多基元、多視影像匹配成為人們關(guān)注的重點(diǎn)[5]。目前,該技術(shù)已經(jīng)獲得了極大發(fā)展,特別是在建筑物側(cè)面信息的識(shí)別和提取中,多視影像密集匹配技術(shù)通過掃描獲得建筑物墻體二維矢量數(shù)據(jù)坐標(biāo),并將不同視角下獲得的二維數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為三維數(shù)據(jù)坐標(biāo),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)建筑物側(cè)面信息的提取。此外,在數(shù)據(jù)獲取過程中,可以設(shè)置多個(gè)影響因子,并對其賦予相應(yīng)的權(quán)值比重,將墻面劃分成不同的類型。同時(shí)將墻體切割成不同的平面進(jìn)行掃描,掌握建筑物結(jié)構(gòu)信息,并對其進(jìn)行重構(gòu),獲得建筑物高度、輪廓等級(jí)基本信息[6]。
2 ?傾斜攝影測量技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用
在傾斜攝影技術(shù)迅速發(fā)展背景下,如何科學(xué)應(yīng)用該模型生成大比例地形圖(1∶500),擴(kuò)大其應(yīng)用范圍和使用空間是當(dāng)前測繪行業(yè)需要解決的重要問題。本文對傾斜攝影技術(shù)在(1∶500)地籍測繪工作中的應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)的論述和總結(jié)。
2.1 工程概況
2.1.1 工區(qū)概況
本次工程測量區(qū)域位于江門市杜遠(yuǎn)鎮(zhèn),測區(qū)區(qū)域面積為1.5km2,地形地貌較為平坦,主要為耕種用地、村民居住地和交通道路。
2.1.2 航攝設(shè)備
本次檢測是通過旋翼無人機(jī)的作用,進(jìn)行低空數(shù)據(jù)采集工作,航攝設(shè)備情況,如表1所示。
2.1.3 實(shí)景三維建模軟硬件
通過傾斜攝影測量技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)需要導(dǎo)入Context Capture三維建模軟件中對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理,利用轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)生成實(shí)景三維模型并實(shí)現(xiàn)正射影像。
2.2 數(shù)據(jù)采集
2.2.1 航飛情況
根據(jù)1∶500的地圖繪制精度要求,結(jié)合被測地區(qū)建筑物特點(diǎn),將地面分辨率設(shè)定為0.02m。航線設(shè)計(jì)采取沿測區(qū)邊界進(jìn)行航測,飛行共計(jì)2天13個(gè)架次,飛行面積達(dá)2km2。被測區(qū)域內(nèi)的建筑物包括耕種用地、池塘、居民房舍以及公路等建筑,飛行高度為102m,飛行期間為晴天,通視條件良好。
2.2.2 傾斜攝影數(shù)據(jù)情況
在本次測量工作中,共采集到33650張影像圖片,數(shù)據(jù)符合測區(qū)測量所需,沒有出現(xiàn)任何疏漏和缺失的情況;影像清晰度較高,且色調(diào)較為均勻;無嚴(yán)重噪音的干擾,影像邊緣均勻,影像不存在質(zhì)量問題。
2.3 影像數(shù)據(jù)成圖
實(shí)現(xiàn)對被測區(qū)域的三維建模、糾正畸變差等數(shù)據(jù)采集工作,將測得數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)處理軟件,生成工程文件,由工作人員進(jìn)行點(diǎn)線面的繪圖工作,在影像數(shù)據(jù)成圖過程中需要對不同傳感器采集到的數(shù)據(jù)賦予圖層屬性信息。繪圖結(jié)果為初級(jí)線劃圖,經(jīng)過軟件處理,以CAS格式導(dǎo)出,通過CASS軟件對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯,從而生成1∶500的地圖數(shù)據(jù)。
2.4 控制點(diǎn)選取與測區(qū)地物點(diǎn)精度分析
2.4.1 控制點(diǎn)選取
外業(yè)人員在測量區(qū)域內(nèi)獲取30個(gè)清晰度較高的圖像信息,其坐標(biāo)為江門坐標(biāo)體系。以其中的23個(gè)測量點(diǎn)、控制點(diǎn),實(shí)現(xiàn)三維、三加密控制,剩下的7個(gè)點(diǎn)作為模型成果精度檢測坐標(biāo)點(diǎn)。
2.4.2 測區(qū)地物點(diǎn)精度分析
為更好的檢測測量結(jié)果的精度水平,選擇兩個(gè)區(qū)域外業(yè)要素為點(diǎn)位采集要素,同時(shí)通過抽樣檢測,選取545個(gè)地物點(diǎn),結(jié)合傳統(tǒng)測量技術(shù)檢測出的坐標(biāo)點(diǎn),分析其誤差情況,結(jié)果表明傾斜攝影測量技術(shù)的誤差只有0.0271m。如表2,是本次精度檢驗(yàn)的具體成果見表2所示。
3 ?結(jié)語
在傾斜攝影測量技術(shù)幫助下獲得的數(shù)據(jù)成果相較于傳統(tǒng)測量技術(shù)獲取的數(shù)據(jù),其精度如下:通過傾斜攝影測量所獲取的平面坐標(biāo),誤差是0.0271m,小于1∶500地籍地形圖規(guī)范要求的0.05m,因此,傾斜攝影測量技術(shù)滿足1∶500地籍地形圖測繪要求。
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