張敏

（遼寧宇鑫建設(shè)工程有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110300）

在科學(xué)技術(shù)推進(jìn)下，3S技術(shù)即遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)，已在測(cè)繪領(lǐng)域得到不斷應(yīng)用，為工程測(cè)量行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了一定的內(nèi)驅(qū)力。在開(kāi)展中小河流治理過(guò)程中，往往存在較多帶狀地形，這對(duì)測(cè)繪精度提出了較高要求。然而傳統(tǒng)的航測(cè)技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)繪需求，但通過(guò)采用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)可將此問(wèn)題有效改善。

一、無(wú)人機(jī)傾斜攝影概述

傾斜攝影技術(shù)由一個(gè)平臺(tái)和五個(gè)傳感器所構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)垂面和四個(gè)傾斜面的多角度拍攝。在拍攝時(shí)能夠?qū)ψ鴺?biāo)、航高、航速等參數(shù)進(jìn)行記錄，從而獲取更多的拍攝目標(biāo)的特征信息[1]。在無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，能夠?qū)τ跋竦纳?、紋理、結(jié)構(gòu)等展開(kāi)數(shù)字化處理，按照統(tǒng)一坐標(biāo)進(jìn)行無(wú)縫拼接，從而快速建立拍攝區(qū)域的三維實(shí)景模型。

二、中小河流測(cè)量中無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的運(yùn)用

1.工程概況

某地區(qū)中小河流治理項(xiàng)目采用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)進(jìn)行外業(yè)測(cè)量，并生產(chǎn)1:500比例尺的數(shù)字地形圖。該河流干渠長(zhǎng)度為35.5公里，測(cè)量區(qū)域地勢(shì)平坦，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，交通便捷，植被稀疏，帶狀地形較多，結(jié)合測(cè)量區(qū)域?qū)嶋H情況選擇無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)展開(kāi)測(cè)量，測(cè)量工作所獲取的信息，通過(guò)統(tǒng)一的國(guó)家CGCS2000坐標(biāo)系統(tǒng)處理，對(duì)地面像控點(diǎn)進(jìn)行控制。

2.模型處理

目前，在國(guó)內(nèi)有很多模型處理軟件，考慮到工程測(cè)量的建模速度和精細(xì)度，選擇Context Capture軟件對(duì)模型進(jìn)行處理。其處理流程為：新建項(xiàng)目→導(dǎo)入影像資料→輸入POS→轉(zhuǎn)刺像控點(diǎn)→處理空三加密→模型重建。在處理空三加密時(shí)，應(yīng)注意到以下幾點(diǎn)：航向連接點(diǎn)宜3°重疊，旁向連接點(diǎn)宜6°重疊，旁向重疊過(guò)大或過(guò)小應(yīng)分別選點(diǎn)；每個(gè)像對(duì)要確保6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)位附件都有加密點(diǎn)，像主點(diǎn)1cm范圍內(nèi)的明顯點(diǎn)上要選點(diǎn)；選點(diǎn)目標(biāo)在本片和相鄰片上都應(yīng)位于影像清晰的地形點(diǎn)上，選取點(diǎn)位構(gòu)成的圖形應(yīng)大致成矩形；在地形變換處，每像對(duì)需增1~2個(gè)地形特征點(diǎn)；解析空三加密點(diǎn)位距離像片各類標(biāo)志、像片邊緣距離要符合要求；林間應(yīng)選在明顯空地上，如選不出可選在左右像對(duì)和相鄰航線清晰的樹(shù)頂上；加密點(diǎn)像點(diǎn)坐標(biāo)、像控點(diǎn)像點(diǎn)坐標(biāo)、相鄰航帶間所有同名公共點(diǎn)坐標(biāo)、相鄰區(qū)域網(wǎng)中相鄰航帶間所有同名。

空三加密的流程：準(zhǔn)備工作，空三內(nèi)業(yè)實(shí)施前要收集影像索引圖、無(wú)人機(jī)航怕的原始像片數(shù)據(jù)、控制點(diǎn)縮略圖、控制點(diǎn)成果圖等資料；內(nèi)定向，是已知攝影儀器定參數(shù)，通過(guò)放射變換把掃描坐標(biāo)歸算到像片坐標(biāo)，把模擬影像數(shù)字化，并具有標(biāo)準(zhǔn)的像平面數(shù)學(xué)基礎(chǔ)以實(shí)現(xiàn)建模；相對(duì)定向，建立任意比例尺和方位的相對(duì)立體模型，相對(duì)定向的唯一標(biāo)準(zhǔn)是所有同名點(diǎn)投影光線對(duì)對(duì)相交；絕對(duì)定向，在相對(duì)定向的基礎(chǔ)上，利用地面參考系至少2個(gè)平面高控制點(diǎn)和1個(gè)高程控制點(diǎn)，且不能處于一條直線上，解算7個(gè)未知數(shù)；考慮到范圍大且線路窄，通過(guò)先分塊再合并區(qū)塊，保證空三加密計(jì)算的順利通過(guò)。

空三加密計(jì)算后，重建模型，根據(jù)測(cè)量工程要求設(shè)置參數(shù)，通過(guò)分布計(jì)算方式重建模型（圖1），綜合分析計(jì)算機(jī)設(shè)備性能與內(nèi)存，將瓦片規(guī)格設(shè)置為80m×80m，軟件自動(dòng)分配任務(wù)，在前一瓦片計(jì)算之后，自動(dòng)對(duì)任務(wù)進(jìn)行分配，在重建工作結(jié)束之后，對(duì)模型質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。

3.檢驗(yàn)?zāi)Ｐ唾|(zhì)量

對(duì)于三維實(shí)景模型而言，其質(zhì)量應(yīng)當(dāng)滿足邏輯一致性、幾何精度要求以及實(shí)景展現(xiàn)的完整性。在案例工程中選擇通用的OSGB格式，模型的細(xì)節(jié)之處和紋理與現(xiàn)場(chǎng)一致，空間位置也具有一致性。為了滿足內(nèi)業(yè)質(zhì)量檢查時(shí)的需求，在外業(yè)布設(shè)像控點(diǎn)時(shí)，滿足模型成圖的需求的像控點(diǎn)數(shù)量情況下，在測(cè)區(qū)還均勻設(shè)置了15個(gè)質(zhì)量檢查點(diǎn)，通過(guò)軟件自動(dòng)對(duì)檢查點(diǎn)的殘差大小進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)過(guò)計(jì)算顯示平面位置中誤差為0.048m；高程中誤差為0.052m，所設(shè)置的檢查點(diǎn)的殘差滿足大比例地形圖航測(cè)內(nèi)業(yè)規(guī)范要求中對(duì)于平面中誤差和高程中誤差的要求，同時(shí)也滿足項(xiàng)目對(duì)于絕對(duì)位置和相對(duì)位置的設(shè)計(jì)精度要求[2]。

4.清華山維EPS矢量化

清華山維EPS軟件矢量化的生產(chǎn)作業(yè)流程為：文件→新建EDB工程→導(dǎo)入工程文件→影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換→影像數(shù)據(jù)加載→窗口設(shè)置→采集數(shù)據(jù)→屬性標(biāo)注→檢查數(shù)據(jù)→修改數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)檢查是利用EPS軟件的方法，通過(guò)觀測(cè)、通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析和邏輯分析檢查數(shù)據(jù)中存在的錯(cuò)誤，并提供適當(dāng)?shù)木庉嫹绞郊右愿恼?/p>

EPS軟件提供的數(shù)據(jù)檢查工程包括：打點(diǎn)精度檢查和地物接邊精度檢查，從數(shù)據(jù)生產(chǎn)的源頭出發(fā)，檢查成果數(shù)據(jù)的數(shù)字化作業(yè)精度；數(shù)據(jù)合法性檢查（通過(guò)模板中設(shè)定的編碼表、屬性結(jié)構(gòu)表和數(shù)據(jù)字典等規(guī)則，檢查對(duì)象的編碼合法性、放置圖層合法性、屬性項(xiàng)數(shù)據(jù)的字段大小和字段內(nèi)容的合法性；通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算，檢查對(duì)象重復(fù)、交叉和圖形接邊等錯(cuò)誤；通過(guò)拓?fù)涮幚?，檢查懸掛點(diǎn)、有面無(wú)屬性點(diǎn)、有屬性點(diǎn)無(wú)拓?fù)涿妗Ⅻc(diǎn)符號(hào)與范圍線一致性、圖面注記與屬性表中數(shù)值一致性等等）。

數(shù)據(jù)檢查合格后，EPS軟件還具有輸入線劃圖和輸出線劃圖功能，能夠與CAD互相轉(zhuǎn)換，一起輸出圖像和屬性，去除了再矢量化的流程，減輕工作量[3]。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)實(shí)際案例論證，在中小河流測(cè)量中利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)測(cè)繪地形圖不僅具有可行性，同時(shí)提升了測(cè)量效率，降低了測(cè)量成本。在地面控制點(diǎn)足夠的情況下，測(cè)量精度能夠達(dá)到1:500，在測(cè)繪水利地形圖、防洪預(yù)案規(guī)劃和河道治理等水利工程中具有重大應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)還有效解決了復(fù)雜地形數(shù)據(jù)采集困難得問(wèn)題，降低了測(cè)量作業(yè)危險(xiǎn)性。