新型测绘技术在大比例尺测图中的应用

2022-05-16 08:46杨雷
电子乐园·下旬刊 2022年6期
关键词:严格控制摄影测量

杨雷

摘要:传统的大比例地形图测绘方法存在工作量大、数据更新慢、作业效率低下等问题。新技术的发展使大比例尺地图技术发生了巨大变化,倾斜摄影测量、激光三维扫描技术已成为当前的研究热点。本文对利用无人机倾斜摄影技术进行1:500高精度地图绘制的关键技术进行了研究,并对其中的技术要点进行了分析,并结合某市区一个小山村,对其进行了平面和高程精度的对比分析。通过对像控点的严格控制,1:500地形测绘精度达到了标准要求,提高了工作效率。

关键词:大比例地形图;策湖覅那个发;摄影测量;严格控制

引言:随着现代测绘技术的不断发展,大比例尺测地图技术也得到了极大的发展。无人机摄影测量技术在提高测绘工作效率的同时,仍然依赖于1:2000比例尺的常规立体测绘,在1:500大比例尺的情况下,很难保证成果的准确性,特别是在高程精度上存在很大的偏差。所以,必须采取全现场测绘的方法来进行高程的补充,这就增加了很多的外业工作。倾斜摄影测量技术和三维激光扫描技术突破了传统测量技术的限制,成为新一代测绘技术的热点。

1.关键技术研究

1.1技术流程

采用无人机倾斜测量技术,采用1:500大比例尺測绘技术,其技术流程包括:控制外业飞行姿态、高精度像控点布置与测量、空三加密、测绘。其技术过程主要包括收集整理已有的资料、制定航飞方案、像控点的布置和测量、影像数据的采集、数据的预处理、空三解算、三维建模、 DLG采集、调绘补测、成果质量检验和最后的成果提交。

1.2关键技术要点研究

(1)严格地设置和测量象控点。由于飞行器采集质量、环境影响等因素较多,因此,倾斜工程要达到较高的测量精度,如控点的布置与布置方案往往要比标准高。为了确保测量的准确性,通过现场实测比较,本文将 GPS静止和 RTK两种方法分别布设了均匀分布的象控点,并将 GPS静态测量方法与本地高程进行了联合测高。(2)使用 RTK飞行装置,其具有准确的校正。RTK技术具有高精度、快速、高精度的特点,能够实时获取被测点的三维坐标,具有较高的定位精度;但是,由于无人机的高速飞行, RTK实时定位技术会出现由于飞行误差而产生的相位偏移,使其不能与真实的飞行姿态相匹配,从而产生误差。所以需要使用精密的 RTK装置,对飞行速度进行控制,以改善外向角参数的精确度。(3)多视角三度图像与倾斜度图像的紧密匹配。空三加密技术是实现高精度三维建模的重要环节。倾斜拍摄的图像以侧面拍摄为主,特别是建筑变形较大,遮挡严重。首先,利用 SIFT算法在计算机视觉上进行匹配,然后利用高精度的控制点和图像位置数据,利用附加的区域网络进行平差,从而获得平差后的外方位元素;(4)三维测绘软件,它具备辅助测图的功能。目前市场上已有许多以三维倾角模式为基础的测绘仪,都具有裸眼直接测图的能力,通过对测图软件的试验,得出了具有辅助线形功能的测绘仪的核心问题。

2.实验流程与结果分析

2.1实验区概况

实验区在某市东部的一个村庄,地形平坦,测量区的面积大约为1.5平方公里。测区以村落为主,多为低矮房屋,占地约65%,测区西侧有2座高层楼,东南侧4座。

2.2实验数据采集与处理

(1)采集资料。试验中,多转翼无人机配备了五片自适应的倾斜式摄像机,各透镜具有相同的定焦焦距、4.5微米的成像单元和6000*4000的感应器。根据测区特点及无人机特性,将测区分为5个区域,共11个航班,高层区180米,航线交迭率80%,侧交迭70%。由于透镜倾斜会对测区的边沿产生一定的影响,因此在测区的边界上再增加一至两条航路,实际飞行面积约2km2,有效图像36560幅,地面分辨率为2 cm。在测区内均匀布设24个像控点,10个精密度检测点。由于气象条件的原因,在野外布置像控点所需时间为2天,而图像的获取时间为3天。(2)实景三维资料的加工。然后,利用主要的三维模型软件,对数据进行预处理,建立工程文件,检查图像质量,设置参数,控制点,多视图像空间三解算,分区块密集匹配,纹理映射,输出结果。三维建模的数据主要有点云、三维白模、 TIN网格、三维真实场景等。(3)立体测绘。在得到的3D场景模型的基础上,利用市场上主流的矢量地图软件对 DLG进行了测量。重点是本系统具有辅助线的功能,可以利用垂直辅助线、十字辅助线对屋檐进行校正,提高了测量精度。《1:500、1:1000、1:2000地形图图式》中的全部数据都是按照 GB/T2257.1-2017中的要求进行的。

2.3实验结果分析

为了检验以上结果的准确性,利用常规全站仪外场测量,随机选择69个地面测量点,进行了平面和高程的比较,以检验结果的准确性。通过与实际观测资料的比较,发现在平面上,观测点69个,粗差2个,粗差率2.9%,中差为±0.056米,低于《城市测量规范》中地物点中地物点与相邻平面控制点之间的偏差;在高程精度上,69个监测点中误差为±0.048米,低于《城市测量规范》中的标高注点与相邻图根点的标高偏差。

结束语

本文对1:500地形测绘技术在无人机倾斜摄影测量中的应用进行了研究,并对其关键技术进行了讨论,并结合某市区农村地区的实际情况,对其进行了平面与高度的精确分析。研究结果表明:采用无人机倾斜摄影技术进行1:500地形图测绘,能够显著地提高野外作业的采集速度,并达到有关技术规范的要求,技术路线是可行的。以实景为基础的矢量获取要求高、高精度、高分辨率,但真实的模型存在着模糊等缺陷,甚至由于天气、光线等因素的影响,造成地面物体的边缘模糊,不利于建筑物矢量的获取,增加外部的调绘、补测工作。

参考文献

[1]赵海强,陈小燕.新型测绘技术在大比例尺测图中的应用[J].地理空间信息,2022,20(1):5.

[2]徐明伟.无人机测绘大比例尺地形图在铁路工程勘测中的应用分析[J].中国战略新兴产业,2018(6X):1.

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