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倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用

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发表时间:2020-11-23 21:29

       大比例尺地形图的比例尺一般在1:500~1:5000之间,无论是在规划管理工作中,还是在工程设计与建设中,大比例尺地形图的应用都较为广泛,具有精度与详尽度高等特点。大比例尺地形图数据的现势性问题是当前数据库建设当中的主要问题。在工程建设中应用大比例尺地形图时,通常会遇到效率较低的问题,导致其应用受到限制。而倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用,能够有效提升其信息数据获取速率,同时增强信息可靠性与全面性。在采集影像时能够实现四个倾斜视角与一个垂直视角的同步采集,建筑物纹理的分辨率较高。在物方纹理信息获取的同时,能够实现三维城市模型的构建。倾斜视角的加入,能够增强地物信息数据的丰富性,借助无人机能够拓展拍摄范围。


  2 倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用流程


  2.1 准备工作


  准备工作的开展,能够为后续采集和建模等工作奠定基础。在此环节当中,应该准备坐标系统、地形图成果、控制点成果和高程基准参数;同时,确保无人机航飞技术方案的合理性,对其航飞线路进行有效规划。控制影像拍摄间隔、比例尺选择、影像重叠度、地面分辨率、无人机搭载的传感器和飞行航高航带架次数等[1]。做好数码相机与无人机的检校,确保三维模型数据处理软件的良好性能。


  2.2 数据采集


  应该选择在天气晴朗时开展航空摄影工作,确保具备较高的能见度,防止航空摄影时风速超过3级对采集精度造


  成影响。按照相关布设原则与标准开展像控点布设工作,在开展空中三角加密测量时,也应该严格遵循相关规范与标准。


  2.3 构建三维模型


  在三维倾斜模型的构建当中,需要应用倾斜摄影建模软件,可视化处理密集的高精度点云数据,充分结合三角网和多视影像密集匹配技术、区域网平差。模型的构建,是开展绘图工作的基础,能够促进工作效率与质量的提升,降低人力、物力与财力的投入。


  2.4 外业调绘、补测和成图


  在获取地物的类别与位置信息时,实景三维模型的构建可以发挥关键作用,而拍摄盲区的存在也会对外业调绘工作产生影响[2]。在实际工作当中,通常会受到茂盛植被、立交桥和建筑物的遮挡。在开展内业工作时,应该对相关障碍物进行明确标识,为外业工作中的补测与实地调绘工作提供保障。


  3 倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用措施


  3.1 无人机地形数据采集


  在某测区当中,按照南北方向规划无人机的航线,航向重叠率为70%,旁向重叠率65%,无人机航高值为350m,地面分辨率为0.0414m,该区域航线条数为384。对摄区情况进行深入分析,明确其空域批文,根据实际情况对航摄区进行合理规划,确保数据采集工作的顺利实施。起降场地的选择应确保其平整性,科学计算其航高与分辨率。在充分的准备工作的基础上,开展航拍工作,并对现场质量进行严格检查,完成差分GPS解算后再次检查,确保各项数据正确后,有效整理航空摄影成果,并按照流程提交。架设地面基站、调试飞行平台系统、测试风向风力与信号强度、频率等,是当前航拍工作的主要类型。   3.2 构建三维模型


  在快速三维场景运算当中,需要借助于图形运算单元(graphic processing unit GPU),这也是开展Smart 3DCapture工作的基础。构建实景真三维场景模型的过程中,可以运用激光点云扫描系统,也可以运用定位定向系统(position and orientation system POS),以简单连续的影像为基础进行快速自动化构建,减少了人工干预产生的误差。传统构建技术主要是依赖高程进行生成,而倾斜摄影测量技术可以运用具有侧面结构的2.5维模型,以真实影像为基础,运用Smart 3DCapture能够确保超高密度点云生成的便捷性与高效性,实景三维模型以真实影像纹理为基础,能够确保其具备较高的分辨率。在三维模型的构建当中,主要包括新建工程、导入数据、关联控制点影像数据、平差优化、任务与成果提交等过程。空中三角测量需要以POS数据、倾斜摄影数据和控制點数据为基础,为后续生成密集点云、构建点云的TIN模型等工作提供保障。Smart 3DCapture软件中输入倾斜像片后,完成空三加密和三维模型的自动化构建,高密度点云由真彩色航空像片生成,实景三维模型格式为OSG。


  3.3 采集要素矢量与编辑数据


  在大比例尺地形图测绘中应用倾斜摄影测量技术时,采集要素矢量与编辑数据的难度相对较大。选择合理的矢量化采集软件,确保其支持点云数据与模型,并导入点云数据与实景三维模型,开展数据采集工作。空间处理软件Geoway是当前数据采集当中常用的一种软件。以GB/T 20257.1—2007《国家基本比例尺地图图示第1部分:1:500 1:1000 1:2000地形图图式》、CH/T 9008.1—2010《基础地理信息数字成果1:500 1:1000 1:2000数字线划图》、GB/T 7930—2008《1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影测量内业规范》、GB/T 15967—2008《1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影测量数字化测图规范》等为依据,确保采集工作满足相关规范与标准的要求。


  3.4 补绘及调绘


  对于需要进行补测的情况进行总结,并由外业人员开展补绘与调绘工作,增强内外业工作之间的有效衔接,促进成图质量的提升。在采集数据的过程中,应该对外业工作进行合理定性,确保模型的可用性,在看不清或者看不到的情况下禁止开展调绘与补绘工作,并在存疑之处进行合理的符号标注。对数字线划图与地形图进行有效处理,确保测图工作的质量。


  4 大比例尺地形图精度评定


  根据地形的不同,图上地物点的平面位置误差也有所差异,平坦地与丘陵地中的误差应该控制在0.6mm以内;山地和高山地的误差应该控制在0.8mm以内。上述四者在等高线高程中的误差,应该分别控制在1/3Hdm、1/2Hdm、2/3Hdm和1Hdm以内。地图比例尺为1:500,在检测其高程精度与平面位置精度时,应该确保分布点选择的均匀性,道路与房屋等平面精度能够控制在0.209m以内,高程精度误差能够控制在0.197m以内。


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