李郭偉 朱江
摘 要:隨著科學技術的不斷發(fā)展,基于無人機的空中攝影技術也有了很大發(fā)展。傾斜攝影測量技術已被廣泛應用于制圖領域。無人機攝影測量技術具有分辨率高、幾何精度高、操作靈活、成本低等特點,與傳統(tǒng)測量技術相比優(yōu)勢明顯,大大方便了施工。施工周期長、施工變量多、能耗高是施工工程的重要特點。這種高消費低效的建設方式嚴重阻礙了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展無人機傾斜攝影測量技術在建筑工程中的應用勢在必行。總結無人機傾斜攝影測量技術理論,說明無人機傾斜攝影測量技術在完成規(guī)劃中的應用。
關鍵詞:無人機;傾斜攝影測量;建筑規(guī)劃竣工測繪;應用分析
傳統(tǒng)的測量方法是GPS-RTK與mandrin相結合。這個問題需要更多的人力資源和時間,也受到時間的限制。如果項目壓力很大,雨水持續(xù)不斷, 作業(yè)人員將無法在實地開展連續(xù)作業(yè)。近年來,隨著無人機技術的發(fā)展和相機分辨率的提高,無人機測繪技術誕生了GPS-RTK技術。其中無人機傾斜攝影應用最為廣泛,本文詳細論述了無人機傾斜攝影測量技術在規(guī)劃實施中的應用措施。
1 無人機傾斜攝影測量技術概述
1.1 無人機傾斜攝影測量技術原理分析
坡道攝影是一種獲取地面物體信息的新的空中攝影方法,主要使用坡道相機。一般來說,垂直空中攝影是獲取地物信息的手段與傳統(tǒng)的信息獲取方法相比,傾斜相機的優(yōu)勢顯而易見。它主要在五個方向收集數(shù)據(jù):左、右、前、后和前。慣性導航系統(tǒng)的應用提供了更精確的位置和位置信息。然后,將使用適當?shù)臄?shù)據(jù)軟件處理生成的數(shù)據(jù),并將圖像添加到統(tǒng)一坐標系中。與傳統(tǒng)攝影測量技術相比,無人機傾斜攝影測量技術超出了圖像采集角度的限制。該技術的應用彌補了正面圖像只能從垂直角度拍攝,不能作為一個整體來看待這一事實,從而實現(xiàn)了多角度收集的效果,提高了攝影測量的質量。無人機與傾斜攝影測量技術相結合,可以幫助無人機傾斜攝影測量系統(tǒng)更有效、更經(jīng)濟地獲取圖像信息,并提高工作性能。
1.2 無人機傾斜攝影測量技術的特點
無人機傾斜攝影測量技術的具體特點包括三個方面。(1)無人機傾斜攝影測量技術采集的三維數(shù)據(jù)可準確反映地物的外觀、位置和高度等特性。(2)無人機傾斜攝影測量技術可以同時生成GSD、DLG和DOM數(shù)據(jù), 不僅可以從傳統(tǒng)的空中攝影測量中獲得更多數(shù)據(jù),而且可以有效降低城市三維建模的成本。(3)無人機傾斜攝影測量技術能夠迅速收集圖像數(shù)據(jù),提高操作效率。
1.3 無人機傾斜攝影測量技術的優(yōu)勢
首先,無人機傾斜攝影測量技術具有真實性優(yōu)勢。這一優(yōu)勢主要體現(xiàn)在視角的多樣性和圖像信息收集的完整性。傾斜照片使用戶可以從多個角度查看建筑的圖像信息,并更好地控制細節(jié)。其次,應用無人機傾角攝影測量技術可以采集建筑物的紋理。大比例尺航空制圖的特點使用戶能夠更全面地了解建筑立面,并提高三維建模的準確性和完整性。最后,無人機傾斜攝影測量技術收集的數(shù)據(jù)規(guī)模小,易于傳播,可迅速在因特網(wǎng)上發(fā)布,以實現(xiàn)共享應用。
2 總體技術流程
(1)數(shù)據(jù)收集。收集以不同比例提供的起點坐標和測量數(shù)據(jù)。(2) 區(qū)域調查。①審查收集到的地形圖,比較地形和細節(jié)是否發(fā)生變化;② 根據(jù)實地調查制定實地工作計劃和13個課程。(3)影像控制點的排列方式。檢查點的設置應根據(jù)研究區(qū)的面積和特點,同時考慮到地點和地質條件。飛行前,把它整理成一個檢查站。(4)獲取圖像控制點數(shù)據(jù)。圖像控制點數(shù)據(jù)采集采用GPS接收機,點數(shù)據(jù)采集采用控制點測量方法。根據(jù)GB/T 39616-2020 衛(wèi)星導航定位基準站網(wǎng)絡實時動態(tài)測量(RTK)規(guī)范。為了減少衛(wèi)星星歷和多軌等誤差,我們應盡量避免信號反射器,增加觀測次數(shù)。每個點至少觀測三次,并至少平滑30次。(5)獲取圖像數(shù)據(jù)。無人機空中拍攝場根據(jù)甲方要求規(guī)劃路線,采集圖像。(6)3D模型的正面圖像和輸出。在業(yè)界,無人機收集的照片被輸入到ContextCapture等繪圖軟件中,然后與以前收集的圖像控制點數(shù)據(jù)結合起來,轉化為地圖??罩腥菧y量使用ContextCapture等軟件解決區(qū)域網(wǎng)絡中自由網(wǎng)絡圖像約束的聯(lián)合調整,構建空間比例適度自由變形的三維模型,并實現(xiàn)相對方向。傳送在環(huán)境中實地測量的攝影測量點的結果,使用這些結果解決現(xiàn)有區(qū)域網(wǎng)絡模型的應力調整問題,并在精確大地坐標系中以絕對方向指導它們。在出現(xiàn)缺陷后及時檢查準確性報告。第三個空間之后的結果數(shù)據(jù)將直接提交以生成三維三角網(wǎng)網(wǎng)格構造、白色方格三維模型、自由形式紋理映射和三維場景構造。(7)矢量成圖。使用清華山威EPS、南卡等制圖軟件,將根據(jù)地形制圖規(guī)范加載和繪制生成的模型。
3 無人機傾斜攝影測量技術的應用
3.1 工程概況
以一個平面核查項目為例,測量區(qū)包括17座高層商業(yè)建筑,測量面積約180 000㎡,無人機使用五目標傾斜相機拍攝空中照片,測量空中三角形,并幫助建立三維模型。
3.2 航線布設和數(shù)據(jù)獲取
在完成這些措施后,確定無人駕駛飛機的飛行軌跡需要根據(jù)實際情況進行合理的科學規(guī)劃,以確保80%以上的航線重疊,這也需要60%以上的水平重疊。放置定線時,必須使用「直線」模式,以使第一條和最后一條定線與邊界線保持平行,這取決于測量區(qū)域的方位,以便測試目標可以在相應的測量區(qū)域中取得適當?shù)挠跋?。從傾斜相機的拍攝角度和角度來看, 要獲得物體邊緣的立體視圖,必須保證相機路徑的范圍,超過200米測量區(qū)的限制,最后路徑為14條,水平重疊和角重疊符合相應的標準相機飛行點高度為150米,橫向距離38米,航向距離25米。在空中拍攝期間,使用五目標傾斜攝影獲得了五組數(shù)據(jù),每組數(shù)據(jù)都有POS數(shù)據(jù)。
3.3 正射影像和三維模型輸出
使用contempire繪圖軟件執(zhí)行此操作:在軟件中創(chuàng)建新項目、導入實地收集的照片、添加圖像控制點數(shù)據(jù)以匹配以及執(zhí)行三維空間分辨率:完成3d解析度后,建立3d模型。產(chǎn)生3d模型后,您會得到諸如正面影像等結果。具體步驟如下:(1)整理圖像照片和檢查點數(shù)據(jù);(2)開放式CC, 新項目;(3)導入照片并設置相應參數(shù);(4)修改攝像機參數(shù);(5) 3d測量:指參數(shù)設置、軌跡設置、3d分辨率等。(6)三個空白控制;(7)相位-檢查排水溝邊坡頂點,檢查排水溝邊坡頂點精度報告;(8)重建模型;(9)產(chǎn)品生成。
3.4 矢量繪圖
通過新的DP-Modeler決策計劃,傾斜攝影數(shù)據(jù)可用于直接測量,主要是點特征和建筑矢量。在擷取過程中,會詳細標注每個特征。
3.5 成果精度分析
地形圖在建筑完工時測量,需要高精確度,主要特征點與建筑根點之間的誤差應保持在50mm以內,次要特征點與其誤差應保持在70mm以內,樓板與圖面根點之間的高程誤差應保持在70mm以內 測量住宅小區(qū)內均勻分布的6棟建筑物的角度坐標,統(tǒng)計分析點內誤差,選擇住宅小區(qū)內5 棟建筑物的邊緣長度,分析誤差。此外,必須在社區(qū)中選擇五個高程點, 并計算錯誤狀態(tài)。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù),這三級誤差符合相應的標準,地形圖和收集的建筑物高度符合城市測量規(guī)范,可以在執(zhí)行測量時應用。
總之,在規(guī)劃竣工測量時需要應用無人機傾斜攝影技術,它的優(yōu)點是顯而易見的,但也有缺點和不足隨著科學技術的不斷發(fā)展和進步,這些技術將在不久的將來得到廣泛傳播和應用。
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