探討公路工程傾斜攝影測量技術應用

周育洪

摘 要：傾斜攝影測量技術作為公路測量領域中常用的一項技術策略，其具備效率高、數(shù)據(jù)獲取完整、操作方便等特點得到了廣泛的應用。為了能夠對傾斜攝影測量技術在公路測量中的應用效果有全面的了解。筆者結合近年以來的工作實際經(jīng)驗，以傾斜攝影測量技術作為研究背景，在闡述該技術系統(tǒng)結構組成內(nèi)容的同時對技術特點以及應用情況進行了總結探討，希望論述之后可給同類工程提供借鑒。

關鍵詞：公路工程;傾斜攝影;測量技術;應用

中圖分類號：U412.2 文獻標識碼：A

0 引言

在科學技術不斷發(fā)展之下，越來越多的新興技術應用到測量領域當中。傾斜攝影測量技術是科學技術的一種產(chǎn)物，該技術主要是將傳統(tǒng)的航空攝影技術以及數(shù)字地面采集技術綜合結合起來成為一種新型的測量手段。通過該類技術的應用，能夠彌補傳統(tǒng)人工攝像不足的問題，可以從宏觀層面上了解到被測量的參數(shù)實現(xiàn)了幾何糾正、多影像匹配、平差控制的處理效果。所以對該技術的應用進行分析，探尋出科學有效的技術方案，對推動公路工程測量工作的開展有著非常重要的幫助。

1 傾斜攝影系統(tǒng)簡介

山區(qū)公路勘測周期相對較短，工作任務比較多，并且受到惡劣環(huán)境的影響，所以勘測工作難度很高。傳統(tǒng)公路勘察線路主要是通過常規(guī)的航空攝影測量技術與地面實測的方式可以獲取地面三維坐標信息，獲取準確的測量圖形和數(shù)據(jù)信息，完成各項操作流程，所以導致實際應用存在一定的局限和問題。所以，本文主要分析傾斜攝影測量技術方式。

1.1 傾斜攝影測量技術特點

（1）真實。構建出清晰、準確的模型，可以清晰的看到每一個細節(jié)部分。（2）高效率?？膳c無人機測量速度比較，隨時掌握實際情況。（3）高精度。模型精確度較高，可以根據(jù)需要創(chuàng)建三維坐標信息。（4）高精細。模型中有非常全面的紋理信息。

1.2 傾斜攝影系統(tǒng)的設備

傾斜攝影系統(tǒng)內(nèi)有很多的組成部分，包含飛行平臺、飛行導航系統(tǒng)、傳感器、監(jiān)視系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等。結合實際情況，本文選擇使用的飛行平臺的六旋翼航測無人機，該設備使用碳纖維構造，結構強度較高，重量比較小;操控非常簡單，在任何復雜條件下都可以滿足航測的需要。無人機中搭載傾斜傳感器設施，為掃擺雙相機云臺，配置索尼全幅相機依次擺動60°，在一個周期內(nèi)可以直接拍攝多個角度的地物航空影像，符合6臺相機的拍攝效果。

2 傾斜攝影測量技術在公路測量中的應用

在傾斜攝影測量技術應用時，需要按照公路測量的目標要求做好設計方案的優(yōu)化，并且對涉及到的技術路線進行劃分，同時嚴格按照操作原則進行，以下為傾斜攝影測量技術測量過程：

2.1 傾斜攝影測量技術測繪

1∶500地形圖工藝如下：（1）收集各項資料，發(fā)布相關的控制措施和方案，收集測量區(qū)域內(nèi)的各項成果。（2）合理確定航線，確定像控點。明確相關的無人機航飛技術方案，并且與民航部門保持聯(lián)系，申請飛行空域，設置相關的設備，以更好的滿足飛行的需要。（3）像控點測量。外業(yè)技術人員需要進行現(xiàn)場像控點規(guī)劃設計，并且做好測量坐標的標記處理。（4）根據(jù)需要創(chuàng)設實景模型，利用影像聯(lián)合的方式進行傾斜影響區(qū)域網(wǎng)平差、多視影像密集點匹配技術，從而可以得到精度較高的密度點云數(shù)據(jù)信息，還能夠利用集群技術可以縮短運算時間。（5）創(chuàng)建出三維實景模型，實現(xiàn)裸眼測圖，能夠準確的掌握地物位置和屬性信息，外業(yè)調繪補測的工作量有效的降低，繪圖中記錄好各項疑問，從而可以實現(xiàn)有效核查。（6）繪制地形圖完成后，進行數(shù)據(jù)精度檢查，達到地形圖的使用標準。

2.2 傾斜攝影的技術流程

按照目前無人機傾斜攝影測量要求，結合本項目特性，發(fā)布如上技術流程，見圖1。

2.3 航線設計

（1）因為該區(qū)域的主要地形條件是山區(qū)，氣候、環(huán)境、地質等都比較特殊，要想選擇理想的起降場地有著一定的難度，對于飛行人員和飛機都有較高的要求。飛機起飛之前需要做好全面的檢測，各個零部件運行正常，沒有任何的缺陷與問題。技術人員合理調整技術參數(shù)，各個數(shù)據(jù)都符合航測工作的需要，讓航測工作可以順利的實施下去。（2）要想提升模型與成圖的數(shù)據(jù)精度，在航線設計環(huán)節(jié)，應該做好下述處理措施：①對于落差在100 m以上的區(qū)域進行合理規(guī)劃設計，確保各個地區(qū)內(nèi)的分辨率全部達到精度的要求;②盡量保證航線的統(tǒng)一性，分架次逐步完成航測工作任務，保證整體空三率和精度安全達到要求。為了使得人員、飛機的安全性合格，將航線導入到計算機軟件中，利用模擬飛行的方式確保飛機的安全性，以免航測時出現(xiàn)安全事故。

2.4 像控點布設方案

在進行全面精度分析之后，如果是單架次航線規(guī)劃像控點，則數(shù)量設置在5個以上，而多個架次航線規(guī)劃的接邊處2個。

像控點采取應用的是7字形，進行地面硬化處理，使用紅、白漆的合理設置。像控點設置要做好如下工作：①在邊緣像控點上設置1～2條航線，旁向部位應該設置1～2條基線;②分開進行航線設置，其重疊在2條基線以上;③像控點都要在航攝前應該有效設置，并且做好測量工作;④測量范圍內(nèi)確定檢查點。

2.5 空三加密和三維建模

（1）數(shù)據(jù)預處理。將測量之后產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)信息直接錄入到91衛(wèi)圖檢查，數(shù)據(jù)達到精確性的要求，圖像的質量和數(shù)量符合要求，進行照片與名稱的編寫，為后續(xù)處理和利用提供基礎。（2）空三加密。通過工程導入影像與POS數(shù)據(jù)，然后和連接點匹配好，并且導入像控點，然后進行平差分析。如果空三加密無法滿足要求，應該采取下述措施解決：①系統(tǒng)導入的各個影像應該進行焦距、傳感器的控制，保證達到精確性要求;②檢測影像數(shù)據(jù)能否達到亮度或者銳化等過度的要求;③在engine中進行全面檢查，了解空三在那個部分是失敗的，然后對于該步驟的數(shù)據(jù)做出改進和調整。（3）三維建模。進行系統(tǒng)三維模型構建，軟件可以形成高密度的點云數(shù)據(jù)信息，可以創(chuàng)建TIN模型，按照模型的空間信息，可以直接掌握影像紋理信息，可以賦予模型，最終可以形成OSGB格式形成三維模型。值得注意的是，在三維模型構建的階段中，該技術的應用還能夠通過模型建立在模型參數(shù)獲取的基礎上，對涉及到的精度進行明確，能夠改善傳統(tǒng)技術存在的不足。

2.6 技術要點

（1）整理數(shù)據(jù)，形成完善的影像資料。①照片數(shù)量和POS數(shù)量是一致性的，并且是相互對應的;②POS數(shù)據(jù)轉換和相應的坐標系是對應的。（2）內(nèi)業(yè)空三加密模型的創(chuàng)立，保證坐標建立達到正確性，字段是一致性的，且使用正確的引擎路徑。（3）三維模型測圖。給模型內(nèi)導入合格的數(shù)據(jù)信息和文件資料，可以準確的掌握房屋的位置信息，如果有模糊點，應該及時做出調整;如果有植被的覆蓋，通過切割植被的功能保證數(shù)據(jù)點達到精度的要求。

3 地形圖精度

3.1 地形圖精度要求

在該項目中，主要的地形條件是山嶺，而測量時選擇精度為等高距0.5 m，符合國家標準和行業(yè)規(guī)范的要求，具體見表1。

3.2 成果精度檢查

在成果檢查的過程中，主要是通過野外實測成果與傾斜攝影三維模型方式，進行成果數(shù)據(jù)的對比，可以檢驗精度是否達到運行標準。成果精度檢查工作進行中，要從平面、高程兩個方面進行檢驗分析。以目前實測數(shù)據(jù)與傾斜三維模型實現(xiàn)數(shù)據(jù)對比和分析，平面點位精度與高程精度合格。經(jīng)過分析誤差數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)平面中和誤差為0.06 m，高程中和誤差為0.12 m，全部達到規(guī)范和標準的要求，滿足正常運行標準。

4 結語

經(jīng)過本文分析可以發(fā)現(xiàn)，無人機傾斜攝影三維實景模型采集中，所得到的地形數(shù)據(jù)信息符合精度的標準和要求，可以大幅提升測繪生產(chǎn)效率和水平，所以該技術被大量的應用到公路勘測領域內(nèi)。但是依然還有很多的問題無法徹底解決。其一，無人機續(xù)航里程較少。當前無人機的電池材料較為單一，很多都是鋰電池，航行時間較短。要想解決該問題，需要研發(fā)出全新電池形式，解決動力來源;其二，地形圖是應用半自動化方式，人機交互性好，容易人為操作而產(chǎn)生誤差和問題，所以需要引入計算機軟件分析技術，提高數(shù)據(jù)分析精度;其三，傾斜攝影測量應用在國土、規(guī)劃、建筑等領域效果好，技術比較成熟，但是還有如下問題：①數(shù)據(jù)量過大;②沒有統(tǒng)一文件和數(shù)字格式;③成本高;④零部件國產(chǎn)化水平低。

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