傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在大比例尺地形圖測(cè)繪中的應(yīng)用

許麗雯

（廣州城市職業(yè)學(xué)院，廣東 廣州 510000）

0 引言

相較于以往測(cè)繪技術(shù)，傾斜攝影測(cè)量技術(shù)具有諸多的優(yōu)點(diǎn)，特別是關(guān)于數(shù)據(jù)信息的獲得層面更為便捷。所以，近些年被大規(guī)模運(yùn)用于國(guó)內(nèi)現(xiàn)代化測(cè)繪中。大比例尺地形圖測(cè)繪是國(guó)內(nèi)城鎮(zhèn)化建造的基礎(chǔ)，傾斜攝影測(cè)量技術(shù)也具有不可或缺的作用，極大地減少了大比例尺地形圖測(cè)繪投入經(jīng)費(fèi)，提升了測(cè)繪的效果，具備廣闊的應(yīng)用前景。

1 傾斜攝影測(cè)量技術(shù)概述

伴隨近幾年傾斜攝影測(cè)量技術(shù)持續(xù)的研發(fā)，能極大提升大比例尺地形圖有關(guān)訊息，極大地降低此環(huán)節(jié)所花費(fèi)的時(shí)間，加強(qiáng)數(shù)據(jù)的可靠性與合理性，深入促進(jìn)建筑模型迅速、精準(zhǔn)建立，此外拍攝時(shí)還通常使用無(wú)人機(jī)技術(shù)，進(jìn)而降低人力的浪費(fèi)，能縮減項(xiàng)目成本，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)收益，其工作流程如圖1 所示。

圖1 傾斜攝影測(cè)量技術(shù)工作流程

1.1 傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用依據(jù)

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)研發(fā)初期，技術(shù)依舊尚未成熟，工作任務(wù)較重且產(chǎn)生錯(cuò)誤的概率較高。測(cè)量工作通常依賴人工與機(jī)械相融合的方法，互相合作，應(yīng)先使用機(jī)械，將若干個(gè)傳感鏡頭固定于傾斜攝影相機(jī)上，針對(duì)建筑紋路實(shí)施拍攝收集，并搜集有關(guān)數(shù)據(jù)，再利用人工對(duì)所獲的數(shù)據(jù)開展概括與研究，最終運(yùn)用空三模塊技術(shù)，搭建建筑模型。而面對(duì)無(wú)人機(jī)技術(shù)的快速普及，逐步與傾斜攝影相融合，致使傾斜攝影測(cè)量技術(shù)效果大幅度提升，既節(jié)約整體流程的時(shí)間，又提升數(shù)據(jù)綜合性與精準(zhǔn)性，導(dǎo)致建造模型精確度得到提高。

1.2 傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高、操作靈活為無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)。憑借其靈敏性，能開展多方位測(cè)量的拍攝，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自身多角度的數(shù)據(jù)需要，深入提升數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度。傾斜攝影機(jī)進(jìn)行測(cè)繪時(shí)能對(duì)多面建筑的紋路、地勢(shì)、空間構(gòu)成、地表升降等實(shí)際狀況展開詳盡的數(shù)據(jù)收集，尤其是能對(duì)獲取的信息實(shí)施研究，主動(dòng)建設(shè)三維建筑模型。此外，因無(wú)人機(jī)傾斜攝影場(chǎng)景悉數(shù)能產(chǎn)生高清晰度、高辨別率景象等特征，導(dǎo)致在大比例尺地形圖測(cè)繪工程建造中愈來(lái)愈多的普及無(wú)人機(jī)技術(shù)。斜向攝影測(cè)量原理斜向攝影測(cè)量是指將斜向航空相機(jī)安裝在飛行平臺(tái)上，從空中獲取地面圖像，然后進(jìn)行一系列內(nèi)部數(shù)據(jù)處理，獲得真實(shí)場(chǎng)景的三維模型，然后根據(jù)該模型進(jìn)行映射的技術(shù)。飛行平臺(tái)通常有人機(jī)和無(wú)人機(jī)，無(wú)人機(jī)主要有固定翼和旋翼機(jī)；傾斜式航空相機(jī)主要包括搖擺2 鏡頭、3 鏡頭、固定5 鏡頭和掃擺9 鏡頭，其中固定5 鏡頭運(yùn)用概率最大。固定式5 鏡頭相機(jī)，其中一個(gè)垂直于地面，稱為俯視鏡頭，另外4 個(gè)與地面成一定角度，稱為側(cè)視鏡頭[1]。

1.3 傾斜測(cè)量技術(shù)運(yùn)用的主要價(jià)值

運(yùn)用傾斜測(cè)量技術(shù)極大地改進(jìn)傳統(tǒng)技術(shù)，致使某些問(wèn)題缺陷能夠持續(xù)得到解決，技術(shù)逐步獲得優(yōu)化與提升。在現(xiàn)實(shí)使用中，能利用多方位展開拍攝，收集的訊息更綜合、正確，進(jìn)而令最后構(gòu)建的三維模型更為合理。在國(guó)內(nèi)城鎮(zhèn)規(guī)劃的快速進(jìn)程中，對(duì)建筑空間境況和實(shí)際地形等層面的需求漸漸提升，所以無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)能符合這點(diǎn)需求，能即時(shí)完成數(shù)據(jù)傳送與核算，提升建設(shè)三維模型的準(zhǔn)確度，建筑項(xiàng)目測(cè)繪主要過(guò)程在該技術(shù)的協(xié)助下得到高速發(fā)展，極大地提升工程建造的效果與速度。

2 傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在大比例尺地形圖測(cè)繪中的應(yīng)用措施

2.1 搜集地形數(shù)據(jù)

比如，在制定測(cè)區(qū)內(nèi)，依據(jù)東西方位開展無(wú)人機(jī)路線的布置，按照有關(guān)材料表明，航向重復(fù)率為65%，旁向重復(fù)率為60%，航帶最高值為380m，地表分辨率為0.0323m，測(cè)區(qū)航線數(shù)量為372 條。測(cè)繪專員對(duì)該范圍開展大比例尺地形圖測(cè)繪過(guò)程中，應(yīng)對(duì)測(cè)區(qū)實(shí)施分研究，依照測(cè)區(qū)具體狀況實(shí)行規(guī)劃，保障數(shù)據(jù)收集工作能成功推進(jìn)。因此，首先，關(guān)于無(wú)人機(jī)的升降場(chǎng)所，測(cè)繪專員應(yīng)盡力選取比較平整的場(chǎng)地，借此以提升無(wú)人機(jī)高度與地表分辨率[2]；其次，選定升降場(chǎng)地后，測(cè)繪專員應(yīng)實(shí)行航拍任務(wù)，增強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)效果的檢驗(yàn)，在結(jié)束分解GPS 解算環(huán)節(jié)后，測(cè)繪專員還應(yīng)開展二次檢驗(yàn)，進(jìn)而保障各種數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性，才可將航空攝影成果實(shí)行規(guī)整與申報(bào)；再次，測(cè)繪專員應(yīng)構(gòu)建地表基站，為順利實(shí)施飛行工作創(chuàng)造保證；最后，調(diào)節(jié)平臺(tái)系統(tǒng)，檢測(cè)風(fēng)向風(fēng)速與信號(hào)強(qiáng)弱。以上籌備工作完成后，可為后期收集與構(gòu)模等工作內(nèi)容打造基礎(chǔ)。在該過(guò)程中，需預(yù)備坐標(biāo)體系、地勢(shì)圖與掌控點(diǎn)成果、高程標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)；并且保障無(wú)人機(jī)航飛技術(shù)計(jì)劃的有效性，對(duì)航飛路線實(shí)施科學(xué)規(guī)劃掌控影像拍照間隙、選取比例尺、影像重合度、地表分辨率、無(wú)人機(jī)擔(dān)負(fù)傳感器與航飛高度航跡頻率等。校驗(yàn)好數(shù)碼相機(jī)、無(wú)人機(jī)，保障數(shù)據(jù)管理軟件的優(yōu)越性能。

2.2 建設(shè)三維模型

計(jì)算三維場(chǎng)景時(shí)，使用到圖形核算單元，自動(dòng)進(jìn)行三維測(cè)繪的前提條件。建設(shè)模型時(shí)，激光點(diǎn)通過(guò)云掃視系統(tǒng)與定向定位系統(tǒng)大范圍運(yùn)用能合理地減少誤差，因此技術(shù)運(yùn)用銜接景象來(lái)職能形成模型，防止因人為要素產(chǎn)生干擾模型的正確性。區(qū)別于以往的利用高程技術(shù)建設(shè)模型的辦法，傾斜攝影測(cè)量技術(shù)能使用2.5 維模型，其能清晰地展示側(cè)面實(shí)際構(gòu)成和狀況，進(jìn)而在非常高的場(chǎng)景分辨率前提下，致使形成模型圖像的信息更為迅速、合理、可靠、精準(zhǔn)。在建設(shè)整體模型中，重點(diǎn)經(jīng)過(guò)建造工程、引入數(shù)據(jù)的、完善平差、上交成果等多種主要構(gòu)成部分，空中三角測(cè)量側(cè)重憑借傾斜攝影測(cè)量有關(guān)技術(shù)實(shí)施，為后期有關(guān)工作奠定基礎(chǔ)。測(cè)繪專員在結(jié)束數(shù)據(jù)搜集后，應(yīng)搭建三維模型。首先，測(cè)繪專員應(yīng)采用圖形核算單元的GPU（圖形處置器），進(jìn)行Smart3Dcapture 軟件操作；其次，測(cè)繪專員建設(shè)三維模型時(shí)，應(yīng)會(huì)使用激光點(diǎn)開展系統(tǒng)掃視，或測(cè)繪專員采用定向系統(tǒng)POS 開展這項(xiàng)工作，最后實(shí)現(xiàn)構(gòu)建三維模型，減少建設(shè)模型的差錯(cuò)；最后，測(cè)繪專員使用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，能使用Smart3Dcapture 軟件，以提升建設(shè)三維模型的合理性，同時(shí)加強(qiáng)模型分辨率[3]（圖2）。

圖2 傾斜影像三維模型構(gòu)建流程

2.3 像片掌控測(cè)量

像片控制測(cè)量為提升傾斜測(cè)量準(zhǔn)確度的合理途徑，布置像控點(diǎn)時(shí)應(yīng)依據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)開展，如旁向、航向重合率為75%，且收集的攝影數(shù)據(jù)具有GPS/IMU 材料。另外，空中三角測(cè)量并非全部依靠像控點(diǎn)的布置比重，但與檢測(cè)范圍的地勢(shì)地貌存在直接聯(lián)系，如平原區(qū)域，能利用稀疏分布的方法；在地勢(shì)地貌龐雜的地區(qū)，能在標(biāo)準(zhǔn)要求密度的前提下實(shí)施加密處置。布置像控點(diǎn)的要求非常嚴(yán)格，重要表現(xiàn)如下：①檢測(cè)區(qū)域外的掌控點(diǎn)將把控測(cè)量全區(qū)域?yàn)榍疤幔瑢?duì)居于圖形邊緣的掌控點(diǎn)，通常布置在圖形勾勒線之外，且處于航向基線最少1 條、旁向高于100m 的位置。②兩段航線的掌控點(diǎn)需要左右偏移半徑低于半條基線長(zhǎng)度；再次，像片掌控點(diǎn)應(yīng)是容易區(qū)分的地表地貌，所標(biāo)明掌控點(diǎn)的圖影一定是清楚的，如地塊角、房角等顯著的物體與物體銜接位置等，另外，多種物體銜接位置一定要滿足銜接角在30°～150°區(qū)間內(nèi)。③像片掌控點(diǎn)布置區(qū)域的高程變動(dòng)較低，能合理提升傾斜攝影測(cè)量準(zhǔn)確度，能布置于平坦山頭或?qū)嶋H物體銜接位置，在布置時(shí)應(yīng)避免像片之間產(chǎn)生沖突。另外，墻角、植被茂盛地方難以成為像片掌控點(diǎn)的布置方位，這類位置在內(nèi)業(yè)測(cè)量時(shí)因視線障礙等因素而產(chǎn)生測(cè)量困難加大、精準(zhǔn)度下降。同時(shí)，大功率敷設(shè)地區(qū)或存有較大面積水面的地區(qū)無(wú)法布置像片掌控點(diǎn)。布置像片掌控點(diǎn)應(yīng)以長(zhǎng)久儲(chǔ)存與二次運(yùn)用為前提條件，所以布置掌控點(diǎn)布時(shí)應(yīng)最大限度分析地勢(shì)地貌、道路運(yùn)輸與存儲(chǔ)環(huán)境等整體因素[4]。

2.4 外業(yè)調(diào)繪補(bǔ)測(cè)

當(dāng)傾斜攝影獲得傾斜影時(shí)中必定具有拍攝盲點(diǎn)，如植被茂密地區(qū)、建筑的遮蔽位置、立交橋下方等地區(qū)，是難以徑直利用傾斜攝影獲取有關(guān)的影像。所以，內(nèi)業(yè)處理時(shí)需將其明顯標(biāo)識(shí)，即時(shí)開展外業(yè)實(shí)際調(diào)繪與補(bǔ)測(cè)。因此，對(duì)傾斜影像內(nèi)難以明確的物體或繁雜的地區(qū)，在內(nèi)業(yè)處理時(shí)也要著重標(biāo)示，實(shí)施外業(yè)實(shí)際考察與補(bǔ)測(cè)，能合理提升測(cè)量準(zhǔn)確度。對(duì)應(yīng)實(shí)行補(bǔ)測(cè)的狀況開展歸納，由外業(yè)專員進(jìn)行補(bǔ)繪、調(diào)繪，強(qiáng)化內(nèi)外業(yè)間的合理銜接，推動(dòng)成圖效果的提高。在收集數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)對(duì)外業(yè)展開有效定性，保障模型適用性，在未看清或未看到的狀況下嚴(yán)禁實(shí)行調(diào)繪、補(bǔ)繪，并將質(zhì)疑位置開展有效的標(biāo)識(shí)。針對(duì)數(shù)字線劃圖、地勢(shì)圖開展合理處置，保障測(cè)圖工作效果。集因素向量和整理數(shù)據(jù)在傾斜攝影測(cè)量大比例尺地形圖測(cè)繪時(shí)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)。所以應(yīng)預(yù)先完成有關(guān)規(guī)劃，使用適合的因素向量收集軟件來(lái)實(shí)行，保障云數(shù)據(jù)、三維模型精準(zhǔn)性，為相關(guān)數(shù)據(jù)的收集工作創(chuàng)造基礎(chǔ)。在數(shù)據(jù)收集范疇，重點(diǎn)按照國(guó)內(nèi)制定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行，經(jīng)常憑借Geoway 軟件完成現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)的收集。

2.5 大比例尺地形圖繪

大比例尺地形圖繪的固有程序包含應(yīng)熟練掌握工作過(guò)程、數(shù)據(jù)管理與精準(zhǔn)度掌控。面對(duì)工作過(guò)程，應(yīng)先研究發(fā)干，然后搜集有關(guān)數(shù)據(jù)，最終以結(jié)束初稿；繼而應(yīng)對(duì)搜集的數(shù)據(jù)實(shí)施管理，特別需關(guān)注地形方位、數(shù)據(jù)種類、測(cè)繪計(jì)劃等細(xì)節(jié)性內(nèi)容，同時(shí)還需掌控好測(cè)繪精確度，防止人為要素或環(huán)境要素引起較大差值。

以往大比例尺地形圖的測(cè)繪應(yīng)先經(jīng)過(guò)內(nèi)業(yè)搜集材料，再對(duì)這類材料實(shí)行深入的研究，再進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計(jì)的技術(shù)規(guī)劃。此外，外業(yè)對(duì)相關(guān)數(shù)值展開收集，制作出對(duì)應(yīng)圖表。同時(shí)，內(nèi)業(yè)對(duì)向量化物體實(shí)施分類，外業(yè)同步調(diào)繪，對(duì)方位與類型等訊息做出相關(guān)反映。內(nèi)業(yè)應(yīng)實(shí)行分幅整理與保存成果等工作，結(jié)束地勢(shì)圖測(cè)量數(shù)據(jù)的搜集工作后，文章將鑒于無(wú)人機(jī)和傾斜攝影等測(cè)量新技術(shù)處置較大的比例尺地形圖的測(cè)量數(shù)據(jù)。運(yùn)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行傾斜攝影遙感測(cè)量數(shù)據(jù)處理的一種方式，利用靜態(tài)操控遙感測(cè)量技術(shù)處理大小比例尺的地形圖的測(cè)量數(shù)據(jù)，并在鑒于無(wú)人機(jī)進(jìn)行傾斜遙感攝影遙感測(cè)量數(shù)據(jù)處理技術(shù)處理大小比例尺的地形圖的測(cè)量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的前提下，匯集大小比例尺的地形圖的測(cè)量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)本質(zhì)元素信息（包含：測(cè)繪勘探區(qū)名號(hào)、測(cè)繪勘探區(qū)編碼、測(cè)繪勘探區(qū)面積與測(cè)繪核心任務(wù)區(qū)等），建立支持系統(tǒng)更新?lián)Q代研究的數(shù)據(jù)樣式。探究大比例尺地形圖的測(cè)繪數(shù)據(jù)特性，制成對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)信息表。通過(guò)建立基于大比例尺地形圖三維測(cè)量數(shù)據(jù)的三維3D 立體制圖技術(shù)合同，實(shí)現(xiàn)建立了基于大比例尺地形圖三維測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)信息表的三維空間數(shù)據(jù)可視化。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，大比例尺地形圖測(cè)繪過(guò)程中應(yīng)用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，可合理提高測(cè)繪工作質(zhì)量和準(zhǔn)度，保障數(shù)據(jù)獲得、研究的精準(zhǔn)性，為工程建造等方面打造基礎(chǔ)。在具體工作實(shí)施中，應(yīng)側(cè)重對(duì)技術(shù)運(yùn)用出現(xiàn)的問(wèn)題開展進(jìn)一步研究與完善，確保傾斜攝影測(cè)量技術(shù)具備優(yōu)秀的使用效果。