第三次全國(guó)土地調(diào)查中傾斜型攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用研究

陳麗

【摘? 要】本文將以貴州省遵義市貴州省桐梓至新蒲高速公路某接口測(cè)區(qū)為例，分析傾斜型攝影測(cè)量技術(shù)在第三次全國(guó)土地調(diào)查中的具體應(yīng)用，明確傾斜型攝影測(cè)量技術(shù)在全國(guó)土地調(diào)查中的實(shí)際作用同時(shí)，為業(yè)內(nèi)人士提供理論參考。

【關(guān)鍵詞】第三次全國(guó)土地調(diào)查;傾斜攝影技術(shù);三維建模

引言

所謂傾斜攝影技術(shù)，其就是在同一平臺(tái)上攜帶多臺(tái)高分辨率攝影設(shè)備，其中一臺(tái)攝影設(shè)備處于中間位置，呈現(xiàn)垂直角度，其它攝影設(shè)備位于中間設(shè)備的周邊，呈現(xiàn)傾斜角度。通過(guò)該些高分辨率攝影設(shè)備，將可以獲取到地物不同角度的航空?qǐng)D像，基于圖像，可以構(gòu)建地物的實(shí)景三維模型，還原地物的實(shí)際立體數(shù)據(jù)信息。現(xiàn)如今，傾斜攝影技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)土空間規(guī)劃、土地調(diào)查、城市網(wǎng)格化管理、工程項(xiàng)目測(cè)量等諸多領(lǐng)域，并對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的工作精度和工作效率的提升均作出了極大的促進(jìn)作用。

1.項(xiàng)目概況

貴州省遵義市桐梓至新蒲高速公路某接口測(cè)區(qū)總面積為1.3km2，測(cè)區(qū)地勢(shì)相對(duì)平坦，測(cè)區(qū)內(nèi)的主要地面要求為村莊居住地、耕地、道路等，具體測(cè)區(qū)情況如圖1所示。

2.工作實(shí)施情況

在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，傾斜型攝影測(cè)量技術(shù)主要分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理以及數(shù)據(jù)生產(chǎn)三個(gè)階段，之后還需要對(duì)項(xiàng)目成果進(jìn)行進(jìn)度檢驗(yàn)分析，確保項(xiàng)目成果的精準(zhǔn)性和有效性。

2.1航空飛行情況

根據(jù)第三次全國(guó)土地調(diào)查中的測(cè)量精度要求，結(jié)合項(xiàng)目測(cè)區(qū)的實(shí)際特點(diǎn)，設(shè)計(jì)傾斜型攝影測(cè)量技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的測(cè)量分辨率為0.02m，有效飛行面積為1.3km2。在進(jìn)行綜合分析計(jì)算后，確定飛行器的飛行高度為102m，飛行器平臺(tái)上的攝影設(shè)備旋偏角控制在7°，測(cè)區(qū)范圍內(nèi)，飛行器的飛行航向重疊與偏向重疊最終確定為超過(guò)70%。在整個(gè)測(cè)區(qū)測(cè)量過(guò)程中，通過(guò)傾斜型攝影測(cè)量技術(shù)共獲取傾斜影像10200張，傾斜影像在統(tǒng)計(jì)分析后確定可覆蓋整個(gè)測(cè)區(qū)，且絕大部分傾斜影像均未出現(xiàn)缺失、扭曲、噪聲嚴(yán)重、色調(diào)不均、反差不一致或者清晰度不足等情況，可以滿足傾斜型攝影測(cè)量技術(shù)的傾斜影像質(zhì)量要求。在統(tǒng)計(jì)分析后，對(duì)于部分缺漏區(qū)域，同樣采用傾斜型攝影測(cè)量技術(shù)對(duì)缺漏區(qū)域進(jìn)行重新拍攝，確保所有測(cè)區(qū)圖像的完整性。

2.2控制點(diǎn)與檢核點(diǎn)的選取

控制點(diǎn)與檢核點(diǎn)會(huì)由外業(yè)工作人員在測(cè)區(qū)中采用GPS靜態(tài)測(cè)量技術(shù)布設(shè)共25個(gè)點(diǎn)位，然后以此來(lái)構(gòu)建傾斜型攝影測(cè)量技術(shù)所需的坐標(biāo)系。在25個(gè)點(diǎn)位中，有20個(gè)分布較為均勻的點(diǎn)位將會(huì)作為控制點(diǎn)參與到空三加密中，實(shí)現(xiàn)絕對(duì)定向。剩余的5個(gè)點(diǎn)位則會(huì)作為檢核點(diǎn)，用于對(duì)模型精度的檢驗(yàn)。具體來(lái)說(shuō)就是為檢驗(yàn)比例為1：500的地形數(shù)據(jù)成果的精度，會(huì)從整個(gè)測(cè)區(qū)中隨機(jī)選擇5個(gè)區(qū)域，由外業(yè)工作人員進(jìn)行實(shí)際區(qū)域數(shù)據(jù)采集，然后將外業(yè)工作人員所采集的數(shù)據(jù)信息與傾斜型攝影測(cè)量技術(shù)所獲取的地形數(shù)據(jù)成果進(jìn)行比對(duì)，確定精度差距。外業(yè)工作人員在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，會(huì)在5個(gè)區(qū)域中分別選取20個(gè)地物點(diǎn)和6個(gè)高程點(diǎn)，確保外業(yè)數(shù)據(jù)的精度性的同時(shí)，保障精度對(duì)比分析的有效性。

3.第三次全國(guó)土地調(diào)查中傾斜型攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

3.1空三加密

為確保地形測(cè)繪成果的精度，需要在空三結(jié)果的基礎(chǔ)上引入控制點(diǎn)，之后工作人員便可以通過(guò)手動(dòng)調(diào)整控制點(diǎn)的位置信息來(lái)實(shí)現(xiàn)控制點(diǎn)網(wǎng)與空三網(wǎng)聯(lián)合平差，最終優(yōu)化到合格數(shù)字，為后續(xù)實(shí)景三維模型生成提供支持。

3.2實(shí)景三維模型生成

測(cè)區(qū)實(shí)景三維模型的生成需要經(jīng)過(guò)像對(duì)匹配、形成格網(wǎng)、設(shè)定格網(wǎng)大小、系統(tǒng)自動(dòng)貼圖、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等工作流程，最終生產(chǎn)出測(cè)區(qū)的實(shí)景三維模型成果。之后，為進(jìn)一步豐富實(shí)景三維模型成果的細(xì)節(jié)性內(nèi)容，還需要將實(shí)景三維模型成果導(dǎo)入到DP-Modeler軟件平臺(tái)中，以高精度MESH作為參考，利用DP-Modeler軟件平臺(tái)中的采集工具進(jìn)行快速白膜建立，然后對(duì)測(cè)區(qū)建筑上的屋頂、陽(yáng)臺(tái)、支柱等細(xì)節(jié)性內(nèi)容進(jìn)行分析和建立;地物在完成白膜建立后，工作人員還需要通過(guò)手工貼圖的方式在DP-Modeler軟件平臺(tái)進(jìn)行貼圖，對(duì)于其中不完美的貼圖，還可以通過(guò)PS軟件進(jìn)行直接修飾、替換。

3.3測(cè)區(qū)真正射影像制作

以空三成果和處理完成的實(shí)景三維模型成果為基礎(chǔ)，以Tile為單元，對(duì)測(cè)區(qū)格網(wǎng)正射與貼圖進(jìn)行精準(zhǔn)匹配處理，進(jìn)而制作出符合標(biāo)準(zhǔn)要求的真正射影像，然后根據(jù)測(cè)區(qū)調(diào)繪POI信息，制作出影像專(zhuān)題圖。

3.4大比例尺測(cè)圖

在大比例尺測(cè)圖制作過(guò)程中，首先需要結(jié)合測(cè)區(qū)的實(shí)際情況，制作出工程文件，然后由工作人員在工程中進(jìn)行全要素采集。全要素采集過(guò)程主要是通過(guò)DP-Modeler軟件平臺(tái)中所具有的明確的圖層分類(lèi)，然后根據(jù)不同地圖的不同屬性進(jìn)行直接測(cè)量選定。在實(shí)際操作過(guò)程中，工作人員可以在DP-Modeler軟件平臺(tái)中直接采集實(shí)景三維模型成果，然后通過(guò)三維自由視圖觀察的方式進(jìn)行全要素選擇和采集。為確保全要素采集質(zhì)量，在測(cè)區(qū)項(xiàng)目中，一般會(huì)先采集道路要素，然后采集房屋要素，最后采集耕地要素。整個(gè)要素采集過(guò)程中，不僅要嚴(yán)格控制要素采集精度，還要根據(jù)國(guó)標(biāo)的要求來(lái)確定各要素在軟件中的實(shí)際屬性，確保最終繪制出的大比例尺測(cè)圖符合第三次全國(guó)土地調(diào)查的標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.5精度監(jiān)測(cè)

在完成大比例尺測(cè)圖繪制后，還需要對(duì)繪制成果進(jìn)行精度檢測(cè)。檢測(cè)中工作人員需要根據(jù)規(guī)定比例對(duì)整個(gè)大比例尺測(cè)圖進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，為確保檢驗(yàn)效果，整個(gè)檢驗(yàn)過(guò)程需要采用人工檢驗(yàn)和人機(jī)交互檢驗(yàn)兩種方式進(jìn)行。具體檢驗(yàn)步驟如下：首先，工作人員將測(cè)區(qū)檢核點(diǎn)引入到實(shí)景三維模型成果中，然后以檢核點(diǎn)來(lái)比對(duì)平面位置與高程值的絕對(duì)精度檢測(cè);其次，將大比例尺測(cè)圖與實(shí)景三維模型成果進(jìn)行對(duì)比分析，進(jìn)一步評(píng)定實(shí)景三維模型成果的相對(duì)精度;最后，在地形圖成果中隨機(jī)選擇出5個(gè)區(qū)域，由外業(yè)工作人員前往選擇出的區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)信息采集，然后將采集到的數(shù)據(jù)信息與地形圖成果進(jìn)行比對(duì)分析，計(jì)算出點(diǎn)位的誤差情況，確定絕對(duì)精度。

4.結(jié)語(yǔ)

本文基于貴州省遵義市桐梓至新蒲高速公路某接口測(cè)區(qū)，介紹了第三次全國(guó)土地調(diào)查中傾斜型攝影測(cè)量技術(shù)的具體應(yīng)用，有效證明傾斜型攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用可行性同時(shí)，也從空三加密、實(shí)景三維模型生成、測(cè)區(qū)真正射影像制作、大比例尺測(cè)圖、精度檢測(cè)幾方面明確了傾斜型攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用流程及內(nèi)容，為相關(guān)業(yè)內(nèi)工作者的實(shí)際操作提供理論參考。

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