傾斜攝影技術(shù)在江西省礦山地形圖測繪中的應(yīng)用

彭召偉

（江西省贛西土木工程勘測設(shè)計(jì)院測繪分院，江西 宜春 336000）

1 傾斜攝影在礦區(qū)大比例地圖中的建設(shè)

隨著科技的日益進(jìn)步，傳統(tǒng)地形測繪一般采用人工跑點(diǎn)的測量方式，采用全站儀+GPS等工具相結(jié)合的方法進(jìn)行每棟房屋的測量，此方法具有一定的局限性，比如作業(yè)效率低、礦區(qū)較隱蔽區(qū)域難以測量、累計(jì)測量誤差較大、數(shù)據(jù)成果單一等等。隨著低空無人機(jī)攝影技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)已具備全天候、低成本、高精度等優(yōu)勢，能夠快速的獲取到所需的圖像照片，有效的提升生產(chǎn)效率，降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和時(shí)間成本。利用無人機(jī)攝影技術(shù)建立的高精度實(shí)景三維模型再進(jìn)行礦山大比例尺線劃圖的生產(chǎn)已經(jīng)成為了現(xiàn)實(shí)?，F(xiàn)就這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行實(shí)踐探索，根據(jù)我院在類似無人機(jī)攝影項(xiàng)目的相關(guān)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)礦山開采區(qū)域數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)應(yīng)用的整體解決方案。

2 傾斜攝影測量技術(shù)在城鎮(zhèn)規(guī)劃用圖測繪中的應(yīng)用

（1）傾斜攝影測量系統(tǒng)組成。①大疆經(jīng)緯M600 PRO多旋翼無人機(jī)搭載天擎智造MS Q5四代傾斜攝影系統(tǒng)。②數(shù)據(jù)后處理采用CC和DP-Mapper、EPS2016三款軟件。③操作系統(tǒng)軟件：WINDOWS 10。

（2）傾斜攝影測繪工作步驟。①測區(qū)踏勘。測前踏勘是每個(gè)項(xiàng)目開展前必不可少的一項(xiàng)重要工作，其目的在于了解測區(qū)近期天氣狀況、植被覆蓋情況、交通狀況、礦區(qū)周邊居民點(diǎn)分布情況、行政區(qū)劃、控制點(diǎn)保存情況、地形地貌等信息，從而便于技術(shù)人員合理制定飛行方案，選取起降場地，保證外業(yè)航飛的安全。②航線設(shè)計(jì)。根據(jù)攝影測量外業(yè)采集相關(guān)經(jīng)驗(yàn)來看，基于像控點(diǎn)約束，為了滿足大比例尺項(xiàng)目高精度的要求，傾斜影像采用地面分辨率2cm的影像數(shù)據(jù)，且為保障三維模型的生成效果，其航向、旁向重疊度選用80%，由于本測區(qū)存在高樓，地物落差較大為了保證影像的重疊度及高層建筑的模型效果。設(shè)計(jì)的航高為150m預(yù)計(jì)飛行時(shí)間約為20分鐘。將測區(qū)km范圍線文件導(dǎo)入DJI GS PRO地面站軟件內(nèi)，根據(jù)礦區(qū)的地形情況和精度要求，軟件自動(dòng)生成最佳航線。

圖1 航線設(shè)計(jì)

（3）像控點(diǎn)布設(shè)。根據(jù)相關(guān)規(guī)定與其他項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)在滿足大比例尺項(xiàng)目高精度的要求，通常情況下建議每平方公里布設(shè)15個(gè)～20個(gè)像控點(diǎn)（如配備實(shí)時(shí)差分模塊，可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)減少像控點(diǎn)數(shù)量），同時(shí)布設(shè)部分檢查點(diǎn)，如若太密既浪費(fèi)人力、物力，也影響后期處理速度，而疏于這個(gè)密度的話則可能損失精度。因像控點(diǎn)要應(yīng)用于后期數(shù)據(jù)處理，一般需要多次測量取均值，像控點(diǎn)位置原則性一般應(yīng)選擇在高程起伏不大的地面，盡量避免選擇房角點(diǎn)或帶有高程起伏的角點(diǎn)，以免造成內(nèi)業(yè)人員在選刺像控點(diǎn)時(shí)因判斷失誤刺偏導(dǎo)致數(shù)據(jù)不滿足精度要求。使用RTK連接江西省網(wǎng)CORS，并南方銀河GPS工程之星3.0軟件進(jìn)行平滑采點(diǎn)功能測量像控點(diǎn)點(diǎn)位坐標(biāo)值，為保證像控點(diǎn)精度，每組像控點(diǎn)采集二個(gè)測回，每個(gè)測回采集20個(gè)點(diǎn)，最后計(jì)算平均值，每測回完成后應(yīng)重啟接收機(jī)。每組像控點(diǎn)進(jìn)行拍照記錄，要求照片能夠反映像控點(diǎn)的地形特征，并做好點(diǎn)之記整理工作。

（4）航飛情況?，F(xiàn)場航攝作業(yè)時(shí)，安全是首要考慮的要素，飛機(jī)組裝完成后，要進(jìn)行一系列嚴(yán)格的檢查，在確保安全的情況下才能升空作業(yè)。飛機(jī)升空作業(yè)后，飛手應(yīng)在地面站對(duì)飛機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，時(shí)刻關(guān)注飛機(jī)的飛行姿態(tài)、電池剩余電量、航高及飛行速度等指標(biāo)。航攝完成后應(yīng)在現(xiàn)場下載PO數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)并對(duì)航攝影像進(jìn)行檢查和整理，確保POS信息無遺漏，航片清晰，色彩豐富。

3 數(shù)據(jù)處理

（1）新建工程。打開CC智能建模軟件，輸入工程名，選擇工程路徑。

（2）添加影像。點(diǎn)擊添加影像按鈕，給工程加入影像。

（3）設(shè)置POS信息。導(dǎo)入POS文件，可自定義列屬性，選擇合適坐標(biāo)系，并檢查POS分布。

（4）設(shè)置工程參數(shù)。根據(jù)實(shí)際需求，調(diào)整工程參數(shù)，完成工程創(chuàng)建。

（5）智能影像處理。經(jīng)像片刺點(diǎn)、幾何處理、自動(dòng)匹配空三、構(gòu)建TIN模型、貼紋理、構(gòu)建三維模型等步驟，實(shí)現(xiàn)實(shí)景三維建模。通過對(duì)礦區(qū)地形進(jìn)行高重疊度影像處理，獲取大量連點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上建立精細(xì)TIN模型及三維白模。

4 內(nèi)業(yè)測圖

利用DP-Mapper與EPS軟件實(shí)景三維測圖系統(tǒng)進(jìn)行線劃圖采集作業(yè)，將測區(qū)高精度實(shí)景三維模型、空三成果、畸變糾正影像導(dǎo)入軟件，配置解決方案，由內(nèi)業(yè)人員通過實(shí)景三維模型及多視角傾斜影像進(jìn)行點(diǎn)、線、面等矢量信息繪制，并按照國標(biāo)要求賦予要素屬性信息。

5 外業(yè)檢查核

對(duì)補(bǔ)測調(diào)對(duì)內(nèi)業(yè)根據(jù)模型判讀部分作一定比例抽查和實(shí)地核對(duì)，對(duì)內(nèi)業(yè)無法判繪的地形元素和新增或減少的地物與隱蔽部分地物、影像上顯示不清楚的地形元素和各屬性注記，均在外業(yè)補(bǔ)測和調(diào)繪。

6 規(guī)劃用圖測繪方法比較

規(guī)劃與設(shè)計(jì)階段測圖比例尺一般在1：500～1：1000之間，通過傳統(tǒng)測量方法與航測方法實(shí)踐對(duì)比看，測繪礦區(qū)以外區(qū)域的地形圖，從成圖精度和效率兩方面看都不如數(shù)字航測方法有利。而礦區(qū)周邊樹木壓平處理滿足大比例尺成圖精度、效率方面遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)測量。

從以上分析看傾斜測量技術(shù)和全站儀內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)字成圖技術(shù)在線劃圖測量中各有利弊，在測繪1：500地籍圖界址點(diǎn)、礦山地形圖細(xì)部點(diǎn)時(shí)，一般須采用地面數(shù)字測圖方法保證成圖精度。實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)不同的測區(qū)情況和測圖要求，采用不同的成圖方法，對(duì)大的測區(qū)可以同時(shí)將數(shù)字?jǐn)z影測量方法和全站儀內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)字成圖技術(shù)分別針對(duì)不同區(qū)域應(yīng)用，其效果也許更理想。