■ 文/李 濤 季 霞

測繪技術(shù)的發(fā)展與數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)深度融合，呈現(xiàn)出一種新的發(fā)展態(tài)勢。地形圖測繪應(yīng)用數(shù)字攝影技術(shù)以無人機為主要載體，實現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)地形圖的測繪以及編制，將采集的可視化信息數(shù)據(jù)輸入至系統(tǒng)之中，根據(jù)圖形參數(shù)數(shù)據(jù)、比例數(shù)據(jù)、地形地貌數(shù)據(jù)分析結(jié)果等，實現(xiàn)對地形圖的科學(xué)繪制，并滿足實際測繪的精度要求。

1 案例分析

某市處于我國華東地區(qū)，屬于城區(qū)攝影區(qū)位，地理位置處于東經(jīng)117°～120°，北緯34°～36°，地理海拔高度約60m，測繪面積在1200km2。測試地區(qū)大多屬于平原地區(qū)，部分地區(qū)屬于山地地區(qū)。測繪人員應(yīng)用數(shù)字攝影測量技術(shù)，應(yīng)用無人機設(shè)備實現(xiàn)對該地區(qū)的航空測量，數(shù)字數(shù)碼攝像機采集彩色圖形數(shù)據(jù)，將其輸入到系統(tǒng)之中。

2 數(shù)字攝影測量技術(shù)應(yīng)用要點

數(shù)字攝影測量技術(shù)應(yīng)用基于遙感技術(shù)實現(xiàn)對影像數(shù)據(jù)的采集以及分析，實現(xiàn)對地形的數(shù)字化測繪。該技術(shù)應(yīng)用基于影像學(xué)中的表面重建原理，側(cè)重于對數(shù)據(jù)圖像的角度設(shè)置，采集地理信息的表面特征，輔助應(yīng)用DEM 技術(shù)等實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的處理，測繪形成地形圖。從技術(shù)應(yīng)用原理角度分析，數(shù)字攝影測量技術(shù)應(yīng)用通過影像獲取以及影像加工的方式實現(xiàn)對該技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，可以直觀顯示測繪地形相關(guān)數(shù)據(jù)信息，有利于人們對信息進行觀察以及理解，該技術(shù)應(yīng)用具備一定的精準性，操作也比較簡單，但需要對測量角度以及測量范圍點進行科學(xué)設(shè)置。攝影測量將采集的信息輸入計算機系統(tǒng)之中，便于構(gòu)建物體表面模型。

3 數(shù)字攝影測量技術(shù)應(yīng)用實踐

3.1 數(shù)字攝影測量方案

3.1.1 航拍設(shè)計

本次案例測量為了確保數(shù)字攝影測量應(yīng)用質(zhì)量，確保其測量的精度，需要對無人機航拍質(zhì)量進行控制，實現(xiàn)測量精度。地形測繪應(yīng)對比例尺的選擇進行明確，案例中應(yīng)用無人機設(shè)備成圖的比例尺參數(shù)為1:500，設(shè)置航攝比例尺的參數(shù)為1:2500。

設(shè)計比例尺完成之后，對航拍儀進行相應(yīng)設(shè)計，結(jié)合實際的測量以及測繪要求，綜合考慮相關(guān)參數(shù)，應(yīng)用數(shù)字航攝儀設(shè)備實現(xiàn)對圖形數(shù)據(jù)的采集。通過合理的攝像分區(qū)，使用不同主距參數(shù)的航拍儀裝置，經(jīng)過嚴格的審查以及檢驗之后投入到測量應(yīng)用過程中，避免由于設(shè)備誤差導(dǎo)致測量精度受到影響。

測繪人員為了確保測量過程中不會受到天氣等其他因素所影響，對拍攝時間進行科學(xué)控制。通過對不同測量分區(qū)之間天氣、地形等因素的初步勘察，確定每個地區(qū)的航拍攝影時間，選擇在天氣晴朗的環(huán)境下進行拍攝，減少因天氣問題對航拍設(shè)計所造成的影響，確保采集的數(shù)據(jù)中可以清晰的觀察到地面特征。

數(shù)字攝影測量技術(shù)應(yīng)用無人機進行圖像數(shù)據(jù)采集，需要合理控制區(qū)域內(nèi)無人機的飛行參數(shù)以及飛行角度，對航拍過程中圖像采集的傾斜角以及重疊度等參數(shù)進行明確，使其彎曲度可以符合實際的設(shè)計需求。數(shù)字攝影測量采集的影響應(yīng)滿足質(zhì)量測繪標準，確保影像設(shè)計的飽滿度，觀察采集影像是否清晰，不清晰的影像應(yīng)采用效果增強手段，使其影像更加清晰，調(diào)整內(nèi)容包括圖像數(shù)的拉抻度以及邊緣效果等。

3.1.2 測量控制

數(shù)字攝影測量技術(shù)應(yīng)用將平面與平地高程布點方法實現(xiàn)對區(qū)域測量點的控制，但需要突破區(qū)域網(wǎng)布點的局限性，在適宜的點位布置相應(yīng)的測量點。目前，比較常用的布點測量方法有兩種，分別是GPS定位方法和RTK定位定點測量技術(shù)。部分地區(qū)布點測量可以將上述兩種技術(shù)混合應(yīng)用，將其應(yīng)用到高程點以及平高點的布點控制中。

數(shù)字攝影測量技術(shù)應(yīng)用中像控點位的選取是重中之重，也是衡量地形繪測技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵之一。像控點位的選取應(yīng)根據(jù)實際的測量區(qū)域進行優(yōu)化，并滿足《航空地形測量技術(shù)標準》中的需求?，F(xiàn)代化的數(shù)字測繪技術(shù)在精度上有所提升，但受到點位位置的影響比較大，本次案例中共計設(shè)計268 個像控點位，分布合理，控點位置也比較精準。

3.1.3 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集是地形圖繪測的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)以及計算機軟件技術(shù)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的模型構(gòu)建以及數(shù)據(jù)處理，可使其呈現(xiàn)精準的區(qū)域地形圖。數(shù)據(jù)采集基于通信技術(shù)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的傳輸。案例中要考慮到數(shù)據(jù)的加密屬性，并未使用單模型定向數(shù)據(jù)測量方式，而是將整個區(qū)域進行數(shù)據(jù)通信加密進行測量，以便于后期對數(shù)據(jù)的整體化處理，使得數(shù)據(jù)具備精度以及完整性兩種數(shù)據(jù)。數(shù)字化攝影測量技術(shù)應(yīng)用采用立體采集的方式，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用。立體數(shù)據(jù)的采集是衡量地形圖測繪質(zhì)量的標準內(nèi)容之一，數(shù)據(jù)采集工作借助于數(shù)字化設(shè)備實現(xiàn)，但也需要測繪人員對測量所得數(shù)據(jù)進行嚴格審查，操作設(shè)備在指定的范圍區(qū)域內(nèi)確保數(shù)據(jù)采集的科學(xué)性以及完整性，實現(xiàn)對區(qū)域地形內(nèi)容的全要素采集。由于案例采用的空三加密技術(shù)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的保存，可以確保采集數(shù)據(jù)的精度，測繪人員僅需要保障測繪采集數(shù)據(jù)的全面性即可，為地形圖模型構(gòu)建夯實數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在具體的數(shù)據(jù)處理過程中，需要綜合考慮立體模型各項參數(shù)的設(shè)置，賦予其智能化數(shù)據(jù)圖形的功能，測繪數(shù)據(jù)采集人員需要確保每個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)采集的精度，減少人為操作對模型參數(shù)指標造成的影響。

3.1.4 圖形修正

圖形修正以及圖形編輯是地形圖測繪的關(guān)鍵內(nèi)容，也是地形圖測繪的最終階段。期間涉及的建筑物以及人工設(shè)施存在直角線條，需要對其進行正交化處理，并考慮精度設(shè)計對圖形修正所造成的影響，控制圖形精度在允許的范圍內(nèi)實現(xiàn)對模型的科學(xué)構(gòu)建。如果數(shù)據(jù)偏差不滿足實際的地形圖繪制要求，需要重新對數(shù)據(jù)進行采集。

在進行航攝數(shù)據(jù)采集過程中，受地標建筑所影響，很多地形無法直接進行拍攝，建筑物以及其他設(shè)施的基礎(chǔ)位置可能會由于遮擋而無法進行圖像的完整采集，需要進行相應(yīng)的圖像改正，根據(jù)地表物體的位置對數(shù)據(jù)采集區(qū)域進行明確，并現(xiàn)場實際對地形地標建筑以及設(shè)施進行測量，為地形圖繪制補充數(shù)據(jù)。

3.2 數(shù)字攝影測量技術(shù)應(yīng)用

通過上述測量案例測量過程的研究，對數(shù)字攝影測量技術(shù)應(yīng)用進行分析，按照技術(shù)節(jié)點對其進行分析，可以將其分為以下幾種。

3.2.1 DOM 技術(shù)

DOM技術(shù)是數(shù)字攝影測量技術(shù)中應(yīng)用比較普遍的內(nèi)容，主要應(yīng)用在數(shù)據(jù)定位以及數(shù)據(jù)處理之中，可以實現(xiàn)對圖像以及相片數(shù)據(jù)的二次加工處理，并對其進行裁剪，實現(xiàn)測繪過程中數(shù)據(jù)糾偏的目的。根據(jù)系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)，該技術(shù)應(yīng)用通過設(shè)計系統(tǒng)指標，在數(shù)字化系統(tǒng)之中逐個實現(xiàn)對鑲嵌數(shù)據(jù)的處理，解決圖像數(shù)據(jù)采集過程中可能出現(xiàn)的圖像失真問題，使得圖像的清晰度可以滿足地形圖繪制的實際要求。

DOM 技術(shù)應(yīng)用期間，技術(shù)人員將所采集到的圖像數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)終端之中，此時的圖像信息比較混亂，圖像的范圍比較大，采用人工數(shù)據(jù)采集分析的方式很難獲取真正有效的信息，信息的價值會有所降低。如果應(yīng)用DOM 技術(shù)，可以自動識別所采集的信息，排除一些無用的圖像數(shù)據(jù)以及失真的圖像數(shù)據(jù)，將有價值的信息進行重新整合，并實現(xiàn)多個圖像數(shù)據(jù)的科學(xué)融合，實現(xiàn)對測量區(qū)域的數(shù)據(jù)整合。

3.2.2 三角測量技術(shù)

三角測量技術(shù)是根據(jù)測量區(qū)域特點以及測量區(qū)域的實際環(huán)境所應(yīng)用的技術(shù)，屬于空中三角測量技術(shù)。在實際測繪過程中，測繪人員需要對測繪工作標準以及工作重點進行明確，在了解無人機航拍測量航向的基礎(chǔ)上，采用三角測量技術(shù)，確保地形、距離符合實際拍攝的需求。由于高度差以及特殊地形地貌會對地形圖的繪制造成一定程度的影響，使得最終的測量結(jié)果可能存在一定程度的偏差?？罩腥菧y量技術(shù)應(yīng)用通過規(guī)劃邊緣區(qū)域的方式，架設(shè)空中加密點，當拍攝到無法準確識別的圖像數(shù)據(jù)信息時，測繪人員可以手動設(shè)置系統(tǒng)實現(xiàn)對像素數(shù)據(jù)的調(diào)整以及優(yōu)化，提高數(shù)據(jù)的測量效果。

由于三角測量技術(shù)受環(huán)境以及技術(shù)等影響較大，需要賦予數(shù)字化測繪系統(tǒng)相應(yīng)的數(shù)據(jù)功能，需要以合理的拍攝方案為基礎(chǔ)設(shè)計空中三角測量節(jié)點，提前對工作細節(jié)以及工作范圍等進行明確。準備數(shù)據(jù)中指出，需要統(tǒng)一采集的數(shù)據(jù)圖像格式規(guī)范，使得采集的圖像以及影像信息以JPG 的格式儲存在系統(tǒng)之中，并適當?shù)貙ε臄z像機的焦距進行調(diào)整，根據(jù)不同的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)對焦距的優(yōu)化，圖片以及影像信息采集的過程中會根據(jù)規(guī)劃的路線自動進行測量調(diào)整。

應(yīng)用此技術(shù)需要配置相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理軟件，將采集到的圖片以及圖像信息錄入到軟件系統(tǒng)中。軟件需要具備自動調(diào)整以及自動定向等數(shù)據(jù)處理的基本功能，可以去除采集圖像數(shù)據(jù)中的多余像點，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)交互編輯處理，將指定的區(qū)域進行圖像連接。

3.2.3 聯(lián)測技術(shù)

數(shù)字攝影測量技術(shù)中的聯(lián)測控制技術(shù)應(yīng)用也比較廣泛，利用無人機設(shè)備對需要測繪的區(qū)域進行數(shù)據(jù)采集，單一的無人機無法滿足區(qū)域圖像數(shù)據(jù)采集的客觀需要。相關(guān)人員需要在規(guī)定的時間內(nèi)實現(xiàn)對多個模塊區(qū)域數(shù)據(jù)的采集，通過設(shè)置聯(lián)測控制點的方式實現(xiàn)分區(qū)數(shù)據(jù)采集。測量控制點的設(shè)計需要符合實際的測量需求，也要根據(jù)高點以及基礎(chǔ)點實現(xiàn)對控制點數(shù)量的明確，不宜過多也不宜過少，過多會影響數(shù)字攝影測量數(shù)據(jù)采集的效率，過少會導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集量無法滿足地形圖繪制的實際要求。因此，操作人員在明確控制基準點以及高程點的基礎(chǔ)上，按照測繪地形圖的比例以及設(shè)計方案對平面控制點進行測繪相關(guān)工作。聯(lián)測技術(shù)應(yīng)用過程中比較常用的是GPS 技術(shù)，該技術(shù)可以實現(xiàn)對水平以及垂直交叉點之間的科學(xué)控制，減少可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)失真問題，但該技術(shù)在平面區(qū)域的攝影測量中應(yīng)用具有一定的適應(yīng)性，如果地形比較復(fù)雜，可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)誤差，影響后續(xù)的數(shù)據(jù)處理以及地形圖繪制效果。

3.2.4 數(shù)字線繪制技術(shù)

數(shù)字線繪制技術(shù)是數(shù)字攝影測量技術(shù)中的數(shù)據(jù)處理過程，利用該技術(shù)可以實現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)格式的轉(zhuǎn)化。數(shù)字模型和軟件系統(tǒng)之間的相互融合，既可以保障測量結(jié)果的格式符合數(shù)據(jù)模型的系統(tǒng)要求，也可以實現(xiàn)對模型構(gòu)建方向的科學(xué)性。該技術(shù)應(yīng)用可能會受到人為操作等因素影響，為減少影響，可以應(yīng)用自動交互的方式實現(xiàn)測繪中的數(shù)據(jù)處理作業(yè)，確保誤差在可控的范圍之內(nèi)。根據(jù)圖像數(shù)據(jù)的特征，設(shè)置不同的數(shù)字代碼以及顏色，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的科學(xué)處理。

3.2.5 單片正射影像信息采集技術(shù)

部分數(shù)字攝影測量項目中可能會應(yīng)用單片正攝影像信息采集技術(shù)，測量人員會將搜集的一系列信息進行整合，繪制指導(dǎo)測量過程的水壓線以及等高線等，提高對數(shù)據(jù)節(jié)點的控制程度。系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)可以應(yīng)用通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸功能以及DSM 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理功能實現(xiàn)。

3.3 應(yīng)用成果分析

基于對上述數(shù)字攝影測量技術(shù)的應(yīng)用程序以及應(yīng)用技術(shù)分析，對應(yīng)用成果進行探討。數(shù)字攝影測量技術(shù)目前在重點區(qū)域的動態(tài)監(jiān)測中應(yīng)用廣泛，在地形圖繪制過程中應(yīng)用次數(shù)也比較多，將監(jiān)測結(jié)果與DSM 檢測結(jié)果對比，輔助應(yīng)用DOM 技術(shù)，可以準確實現(xiàn)對區(qū)域的監(jiān)測。除此之外，在處理一系列緊急情況過程中，數(shù)字攝影測量技術(shù)也可以實時提供測繪圖像數(shù)據(jù)，輔助完成城市應(yīng)急任務(wù)。

4 結(jié)語

綜上所述，雖然數(shù)字攝影測量技術(shù)應(yīng)用日益廣泛，且精度較高，但由于其受天氣、工序等各類因素影響，可能會導(dǎo)致最終的測量結(jié)果有所偏差。如何控制精度、控制質(zhì)量是測繪人員需要高度重視的問題，尤其是地形圖測繪中，不僅存在大量的地貌特征，還包括一些房屋建筑以及人工設(shè)施，均是地形圖測繪中所需要考慮的內(nèi)容。