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      新型測繪技術(shù)在大比例尺測圖中的應(yīng)用

      2022-05-16 08:46:36楊雷
      電子樂園·下旬刊 2022年6期
      關(guān)鍵詞:攝影測量嚴(yán)格控制

      楊雷

      摘要:傳統(tǒng)的大比例地形圖測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,傾斜攝影測量、激光三維掃描技術(shù)已成為當(dāng)前的研究熱點。本文對利用無人機(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,并對其中的技術(shù)要點進(jìn)行了分析,并結(jié)合某市區(qū)一個小山村,對其進(jìn)行了平面和高程精度的對比分析。通過對像控點的嚴(yán)格控制,1:500地形測繪精度達(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;策湖覅那個發(fā);攝影測量;嚴(yán)格控制

      引言:隨著現(xiàn)代測繪技術(shù)的不斷發(fā)展,大比例尺測地圖技術(shù)也得到了極大的發(fā)展。無人機(jī)攝影測量技術(shù)在提高測繪工作效率的同時,仍然依賴于1:2000比例尺的常規(guī)立體測繪,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)場測繪的方法來進(jìn)行高程的補充,這就增加了很多的外業(yè)工作。傾斜攝影測量技術(shù)和三維激光掃描技術(shù)突破了傳統(tǒng)測量技術(shù)的限制,成為新一代測繪技術(shù)的熱點。

      1.關(guān)鍵技術(shù)研究

      1.1技術(shù)流程

      采用無人機(jī)傾斜測量技術(shù),采用1:500大比例尺測繪技術(shù),其技術(shù)流程包括:控制外業(yè)飛行姿態(tài)、高精度像控點布置與測量、空三加密、測繪。其技術(shù)過程主要包括收集整理已有的資料、制定航飛方案、像控點的布置和測量、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)繪補測、成果質(zhì)量檢驗和最后的成果提交。

      1.2關(guān)鍵技術(shù)要點研究

      (1)嚴(yán)格地設(shè)置和測量象控點。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)到較高的測量精度,如控點的布置與布置方案往往要比標(biāo)準(zhǔn)高。為了確保測量的準(zhǔn)確性,通過現(xiàn)場實測比較,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,并將 GPS靜態(tài)測量方法與本地高程進(jìn)行了聯(lián)合測高。(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,能夠?qū)崟r獲取被測點的三維坐標(biāo),具有較高的定位精度;但是,由于無人機(jī)的高速飛行, RTK實時定位技術(shù)會出現(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。空三加密技術(shù)是實現(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算法在計算機(jī)視覺上進(jìn)行匹配,然后利用高精度的控制點和圖像位置數(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)三維測繪軟件,它具備輔助測圖的功能。目前市場上已有許多以三維傾角模式為基礎(chǔ)的測繪儀,都具有裸眼直接測圖的能力,通過對測圖軟件的試驗,得出了具有輔助線形功能的測繪儀的核心問題。

      2.實驗流程與結(jié)果分析

      2.1實驗區(qū)概況

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

      2.2實驗數(shù)據(jù)采集與處理

      (1)采集資料。試驗中,多轉(zhuǎn)翼無人機(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)測區(qū)特點及無人機(jī)特性,將測區(qū)分為5個區(qū)域,共11個航班,高層區(qū)180米,航線交迭率80%,側(cè)交迭70%。由于透鏡傾斜會對測區(qū)的邊沿產(chǎn)生一定的影響,因此在測區(qū)的邊界上再增加一至兩條航路,實際飛行面積約2km2,有效圖像36560幅,地面分辨率為2 cm。在測區(qū)內(nèi)均勻布設(shè)24個像控點,10個精密度檢測點。由于氣象條件的原因,在野外布置像控點所需時間為2天,而圖像的獲取時間為3天。(2)實景三維資料的加工。然后,利用主要的三維模型軟件,對數(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,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)主要有點云、三維白模、 TIN網(wǎng)格、三維真實場景等。(3)立體測繪。在得到的3D場景模型的基礎(chǔ)上,利用市場上主流的矢量地圖軟件對 DLG進(jìn)行了測量。重點是本系統(tǒng)具有輔助線的功能,可以利用垂直輔助線、十字輔助線對屋檐進(jìn)行校正,提高了測量精度?!?: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實驗結(jié)果分析

      為了檢驗以上結(jié)果的準(zhǔn)確性,利用常規(guī)全站儀外場測量,隨機(jī)選擇69個地面測量點,進(jìn)行了平面和高程的比較,以檢驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過與實際觀測資料的比較,發(fā)現(xiàn)在平面上,觀測點69個,粗差2個,粗差率2.9%,中差為±0.056米,低于《城市測量規(guī)范》中地物點中地物點與相鄰平面控制點之間的偏差;在高程精度上,69個監(jiān)測點中誤差為±0.048米,低于《城市測量規(guī)范》中的標(biāo)高注點與相鄰圖根點的標(biāo)高偏差。

      結(jié)束語

      本文對1:500地形測繪技術(shù)在無人機(jī)傾斜攝影測量中的應(yīng)用進(jìn)行了研究,并對其關(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)的實際情況,對其進(jìn)行了平面與高度的精確分析。研究結(jié)果表明:采用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)進(jìn)行1:500地形圖測繪,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。以實景為基礎(chǔ)的矢量獲取要求高、高精度、高分辨率,但真實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、補測工作。

      參考文獻(xiàn)

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

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

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