顧 磊 (安徽省地質(zhì)測繪技術(shù)院,安徽 合肥 230000)
測繪技術(shù)近些年發(fā)展得十分迅猛,測量技術(shù)也隨之得到了改進,傾斜攝影測量技術(shù)逐漸取代了傳統(tǒng)方法。在當(dāng)前所使用的傾斜攝影測量方法中,運用無人機進行傾斜攝影過程中最為重要的環(huán)節(jié)就是外業(yè)布設(shè)像控點。在外業(yè)進行測量、標(biāo)志布設(shè)等在一定程度上都會大量增加工作強度,而且如果不能夠進行科學(xué)規(guī)范的布設(shè)像控點,不僅要對像控點進行相應(yīng)的補測,也會在一定程度上影響到模型的精度。另外,外業(yè)與內(nèi)業(yè)的布設(shè)人員也需要具有較高的專業(yè)技術(shù)。對于布設(shè)的像控點如果出現(xiàn)故障,可以采用免像控測量技術(shù)。這項技術(shù)關(guān)鍵在于將實時動態(tài)差分技術(shù)內(nèi)置于無人機系統(tǒng),而且還附帶了具有高精度的導(dǎo)航系統(tǒng),采用該技術(shù)能夠讓無人機飛行器發(fā)揮出空中流動站的作用,從而能夠更加準(zhǔn)確地獲取高密度的像控點,該技術(shù)還能夠呈現(xiàn)像片的定位信息,能夠?qū)崿F(xiàn)同地面控制點一樣的功能效果。免像控技術(shù)不是一種單一的技術(shù),而是高度集成了很多種技術(shù)。然而對于這種技術(shù)所需要搭建的硬件軟件設(shè)備平臺,也是其他普通無人機所不能達到的。普通的無人機一般體積比較小、載重輕、造價通常比較低,GPS導(dǎo)航配備的精度也比較低,曝光同步裝置也沒有進行相應(yīng)的搭載,這都會使影像數(shù)據(jù)出現(xiàn)一定程度上的偏移。為此,這篇文章針對這類問題提出了無人機傾斜攝影測量技術(shù)。
獲取影像的前提就是要對航線進行科學(xué)的規(guī)劃,根據(jù)測量區(qū)域的實際情況科學(xué)的設(shè)計航線規(guī)劃,將無人機飛行的高度和重疊度等影像參數(shù)進行合理的設(shè)置,然后根據(jù)規(guī)劃的航線無人機通過完成飛行將影像數(shù)據(jù)獲取。然后在Smart3D軟件中將獲取的影像數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的導(dǎo)入,并將相關(guān)的坐標(biāo)系統(tǒng)等參數(shù)設(shè)置完成。完成數(shù)據(jù)導(dǎo)入后,首先要檢查獲取的照片,將有問題的照片挑選出來。然后是空三處理,之后根據(jù)圖像數(shù)據(jù)重新建立三維模型、DOM等。
作為三維測圖軟件的EPS能夠直接生成相應(yīng)的3D模型,能夠輕松地實現(xiàn)測量圍墻和房屋的邊角,包括獲取地面高程點。首先需要在EPS中將三維模型和DOM進行相應(yīng)的加載,將三維模型進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù),可以在三維模型中直接進行矢量化的處理。利用五點房法對房屋進行相應(yīng)的繪制,同時可以將房屋相關(guān)的屬性信息進行直接錄入,其中包括了房屋的層數(shù)、高度等相關(guān)數(shù)據(jù)。
無像控屬性的三維模型具有較高的精度,但是無人機自身的GPS不具備較高的精度定位,這就使得通過EPS進行繪制的坐標(biāo)與實際情況存在一定的偏差,并且其自身所提供的POS數(shù)據(jù)就是WGS84坐標(biāo)系統(tǒng),而地籍坐標(biāo)所采用的系統(tǒng)是2000型的,因此,就需要在兩種系統(tǒng)模式之間進行坐標(biāo)和空間的轉(zhuǎn)換。這就要求在進行采集界址點的時候盡量保證精度高、分布均勻,通過將這些具有較高精度的界址點與地籍圖進行相應(yīng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,才能夠使測繪地籍圖的工作完成。由于測區(qū)周圍的相片具有較低的重疊度,所使用的相機設(shè)備也沒有較高的精度,使得生成的三維模型會在一定程度上發(fā)生變形。為了解決此類問題,通常可以采用橡皮頁變換的方法進行相應(yīng)的幾何校正,并且通過這種方法還能夠?qū)崿F(xiàn)局部的準(zhǔn)確校正。這篇文章所選取的目標(biāo)圖層就是具有較高精度的界址點,通過科學(xué)的糾正,實現(xiàn)校正整體矢量數(shù)據(jù)的目的。
這篇文章所選取的試驗區(qū)地理位置在東至縣,東西與南北跨度分別達到了0.2km、0.3km,總體的面積大約為0.06km2。
無人機所采用的型號是大疆精靈4,具體包括了單鏡頭,一共飛行了5個架次,采用井字形的飛行方式。在進行設(shè)計航線時將航向與旁向重疊度分別設(shè)定為80%、70%。共拍攝了1260張相片,像素大小均為5472×3648。詳細的規(guī)劃參數(shù),如表1所示。
利用Smart3D軟件進行影像處理建模,通過將相關(guān)的照片數(shù)據(jù)的導(dǎo)入最終實現(xiàn)三維模型和影像圖的生成。當(dāng)建立完三維模型后,在EPS軟件中將三維模型進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。然后,再以此為基礎(chǔ)采集地籍圖數(shù)據(jù),通過采取五點房法對房屋的相關(guān)數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的采集,通過在三維模型下對相關(guān)的數(shù)據(jù)的采集,能夠有效地防止房檐發(fā)生改變,從而在一定程度上將工作效率進行提升,并且也提高了測圖的精準(zhǔn)度。外業(yè)人員可以依據(jù)實際測量成果進行調(diào)繪及檢查,從而使EPS立體測圖更好地完成。
航線規(guī)劃方案參數(shù) 表1
無像控檢查點點位誤差及點位中誤差 表2
本次試驗采用的測量技術(shù)利用了EPS將地籍圖按照WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)進行了生成,并且對外業(yè)中的5個高精度界址點和房角點進行了完整的采集,通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的形式進行了空間的校正,進一步地獲取了2000坐標(biāo)系統(tǒng)下生成的地籍成果,具體的操作如圖2所示。為了這項測量技術(shù)的精度進行相應(yīng)的驗證,在試驗區(qū)一共設(shè)置了7個房角點坐標(biāo),并利用該項技術(shù)對其進行了測量,以此來對精度進行檢查校正,由于f1處于糾正空間之外,所以不將f1點作為此次評定的樣本。在上述地籍圖中對位置相同的界址點進行了采集,然后對采集的數(shù)據(jù)進行科學(xué)的驗證。由此得到了f2—f7點位所存在的誤差,見表2所示。實驗證明,通過系統(tǒng)的校正后整體平面精度已經(jīng)達到了0.089m,由相關(guān)的測量規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)可知,實驗結(jié)果已經(jīng)達到了二級精度的標(biāo)準(zhǔn)要求。
總體上來說,實驗所得到的精度還是處于比較低的水平,原因在于實驗所使用的無人機、相機等硬件設(shè)備沒有達到相關(guān)的質(zhì)量要求,也就是沒有達到pos精度的要求。
文章所介紹的測量技術(shù)不僅能夠最大限度地節(jié)省硬件設(shè)備,而且還能夠為測量工作帶來實質(zhì)性的便利,在精度方面得到保證的前提下,進一步降低了內(nèi)外業(yè)的工作量,值得在測量農(nóng)村房地過程中進行廣泛推廣。缺點在于該技術(shù)僅在地勢平坦的農(nóng)村地籍進行了試驗測量,在其他較大區(qū)域中的測繪還需要進一步的試驗探索。