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        新型測(cè)繪技術(shù)在大比例尺測(cè)圖中的應(yīng)用

        2021-05-18 15:38:19楊雷
        電子樂(lè)園·下旬刊 2021年6期
        關(guān)鍵詞:攝影測(cè)量嚴(yán)格控制

        楊雷

        摘要:傳統(tǒng)的大比例地形圖測(cè)繪方法存在工作量大、數(shù)據(jù)更新慢、作業(yè)效率低下等問(wèn)題。新技術(shù)的發(fā)展使大比例尺地圖技術(shù)發(fā)生了巨大變化,傾斜攝影測(cè)量、激光三維掃描技術(shù)已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。本文對(duì)利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)進(jìn)行1:500高精度地圖繪制的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,并對(duì)其中的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了分析,并結(jié)合某市區(qū)一個(gè)小山村,對(duì)其進(jìn)行了平面和高程精度的對(duì)比分析。通過(guò)對(duì)像控點(diǎn)的嚴(yán)格控制,1:500地形測(cè)繪精度達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求,提高了工作效率。

        關(guān)鍵詞:大比例地形圖;策湖覅那個(gè)發(fā);攝影測(cè)量;嚴(yán)格控制

        引言:隨著現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的不斷發(fā)展,大比例尺測(cè)地圖技術(shù)也得到了極大的發(fā)展。無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在提高測(cè)繪工作效率的同時(shí),仍然依賴于1:2000比例尺的常規(guī)立體測(cè)繪,在1:500大比例尺的情況下,很難保證成果的準(zhǔn)確性,特別是在高程精度上存在很大的偏差。所以,必須采取全現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪的方法來(lái)進(jìn)行高程的補(bǔ)充,這就增加了很多的外業(yè)工作。傾斜攝影測(cè)量技術(shù)和三維激光掃描技術(shù)突破了傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的限制,成為新一代測(cè)繪技術(shù)的熱點(diǎn)。

        1.關(guān)鍵技術(shù)研究

        1.1技術(shù)流程

        采用無(wú)人機(jī)傾斜測(cè)量技術(shù),采用1:500大比例尺測(cè)繪技術(shù),其技術(shù)流程包括:控制外業(yè)飛行姿態(tài)、高精度像控點(diǎn)布置與測(cè)量、空三加密、測(cè)繪。其技術(shù)過(guò)程主要包括收集整理已有的資料、制定航飛方案、像控點(diǎn)的布置和測(cè)量、影像數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的預(yù)處理、空三解算、三維建模、 DLG采集、調(diào)繪補(bǔ)測(cè)、成果質(zhì)量檢驗(yàn)和最后的成果提交。

        1.2關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)研究

        (1)嚴(yán)格地設(shè)置和測(cè)量象控點(diǎn)。由于飛行器采集質(zhì)量、環(huán)境影響等因素較多,因此,傾斜工程要達(dá)到較高的測(cè)量精度,如控點(diǎn)的布置與布置方案往往要比標(biāo)準(zhǔn)高。為了確保測(cè)量的準(zhǔn)確性,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)比較,本文將 GPS靜止和 RTK兩種方法分別布設(shè)了均勻分布的象控點(diǎn),并將 GPS靜態(tài)測(cè)量方法與本地高程進(jìn)行了聯(lián)合測(cè)高。(2)使用 RTK飛行裝置,其具有準(zhǔn)確的校正。RTK技術(shù)具有高精度、快速、高精度的特點(diǎn),能夠?qū)崟r(shí)獲取被測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo),具有較高的定位精度;但是,由于無(wú)人機(jī)的高速飛行, RTK實(shí)時(shí)定位技術(shù)會(huì)出現(xiàn)由于飛行誤差而產(chǎn)生的相位偏移,使其不能與真實(shí)的飛行姿態(tài)相匹配,從而產(chǎn)生誤差。所以需要使用精密的 RTK裝置,對(duì)飛行速度進(jìn)行控制,以改善外向角參數(shù)的精確度。(3)多視角三度圖像與傾斜度圖像的緊密匹配??杖用芗夹g(shù)是實(shí)現(xiàn)高精度三維建模的重要環(huán)節(jié)。傾斜拍攝的圖像以側(cè)面拍攝為主,特別是建筑變形較大,遮擋嚴(yán)重。首先,利用 SIFT算法在計(jì)算機(jī)視覺(jué)上進(jìn)行匹配,然后利用高精度的控制點(diǎn)和圖像位置數(shù)據(jù),利用附加的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行平差,從而獲得平差后的外方位元素;(4)三維測(cè)繪軟件,它具備輔助測(cè)圖的功能。目前市場(chǎng)上已有許多以三維傾角模式為基礎(chǔ)的測(cè)繪儀,都具有裸眼直接測(cè)圖的能力,通過(guò)對(duì)測(cè)圖軟件的試驗(yàn),得出了具有輔助線形功能的測(cè)繪儀的核心問(wèn)題。

        2.實(shí)驗(yàn)流程與結(jié)果分析

        2.1實(shí)驗(yàn)區(qū)概況

        實(shí)驗(yàn)區(qū)在某市東部的一個(gè)村莊,地形平坦,測(cè)量區(qū)的面積大約為1.5平方公里。測(cè)區(qū)以村落為主,多為低矮房屋,占地約65%,測(cè)區(qū)西側(cè)有2座高層樓,東南側(cè)4座。

        2.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與處理

        (1)采集資料。試驗(yàn)中,多轉(zhuǎn)翼無(wú)人機(jī)配備了五片自適應(yīng)的傾斜式攝像機(jī),各透鏡具有相同的定焦焦距、4.5微米的成像單元和6000*4000的感應(yīng)器。根據(jù)測(cè)區(qū)特點(diǎn)及無(wú)人機(jī)特性,將測(cè)區(qū)分為5個(gè)區(qū)域,共11個(gè)航班,高層區(qū)180米,航線交迭率80%,側(cè)交迭70%。由于透鏡傾斜會(huì)對(duì)測(cè)區(qū)的邊沿產(chǎn)生一定的影響,因此在測(cè)區(qū)的邊界上再增加一至兩條航路,實(shí)際飛行面積約2km2,有效圖像36560幅,地面分辨率為2 cm。在測(cè)區(qū)內(nèi)均勻布設(shè)24個(gè)像控點(diǎn),10個(gè)精密度檢測(cè)點(diǎn)。由于氣象條件的原因,在野外布置像控點(diǎn)所需時(shí)間為2天,而圖像的獲取時(shí)間為3天。(2)實(shí)景三維資料的加工。然后,利用主要的三維模型軟件,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,建立工程文件,檢查圖像質(zhì)量,設(shè)置參數(shù),控制點(diǎn),多視圖像空間三解算,分區(qū)塊密集匹配,紋理映射,輸出結(jié)果。三維建模的數(shù)據(jù)主要有點(diǎn)云、三維白模、 TIN網(wǎng)格、三維真實(shí)場(chǎng)景等。(3)立體測(cè)繪。在得到的3D場(chǎng)景模型的基礎(chǔ)上,利用市場(chǎng)上主流的矢量地圖軟件對(duì) DLG進(jìn)行了測(cè)量。重點(diǎn)是本系統(tǒng)具有輔助線的功能,可以利用垂直輔助線、十字輔助線對(duì)屋檐進(jìn)行校正,提高了測(cè)量精度?!?:500、1:1000、1:2000地形圖圖式》中的全部數(shù)據(jù)都是按照 GB/T2257.1-2017中的要求進(jìn)行的。

        2.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

        為了檢驗(yàn)以上結(jié)果的準(zhǔn)確性,利用常規(guī)全站儀外場(chǎng)測(cè)量,隨機(jī)選擇69個(gè)地面測(cè)量點(diǎn),進(jìn)行了平面和高程的比較,以檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過(guò)與實(shí)際觀測(cè)資料的比較,發(fā)現(xiàn)在平面上,觀測(cè)點(diǎn)69個(gè),粗差2個(gè),粗差率2.9%,中差為±0.056米,低于《城市測(cè)量規(guī)范》中地物點(diǎn)中地物點(diǎn)與相鄰平面控制點(diǎn)之間的偏差;在高程精度上,69個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中誤差為±0.048米,低于《城市測(cè)量規(guī)范》中的標(biāo)高注點(diǎn)與相鄰圖根點(diǎn)的標(biāo)高偏差。

        結(jié)束語(yǔ)

        本文對(duì)1:500地形測(cè)繪技術(shù)在無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行了研究,并對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了討論,并結(jié)合某市區(qū)農(nóng)村地區(qū)的實(shí)際情況,對(duì)其進(jìn)行了平面與高度的精確分析。研究結(jié)果表明:采用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)進(jìn)行1:500地形圖測(cè)繪,能夠顯著地提高野外作業(yè)的采集速度,并達(dá)到有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求,技術(shù)路線是可行的。以實(shí)景為基礎(chǔ)的矢量獲取要求高、高精度、高分辨率,但真實(shí)的模型存在著模糊等缺陷,甚至由于天氣、光線等因素的影響,造成地面物體的邊緣模糊,不利于建筑物矢量的獲取,增加外部的調(diào)繪、補(bǔ)測(cè)工作。

        參考文獻(xiàn)

        [1]趙海強(qiáng),陳小燕.新型測(cè)繪技術(shù)在大比例尺測(cè)圖中的應(yīng)用[J].地理空間信息,2022,20(1):5.

        [2]徐明偉.無(wú)人機(jī)測(cè)繪大比例尺地形圖在鐵路工程勘測(cè)中的應(yīng)用分析[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),2018(6X):1.

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