傾斜攝影測量技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用分析

馬宏玖

摘 ? 要：傾斜攝影測量技術(shù)是一門新興的地籍測量技術(shù)，是實現(xiàn)三維地籍管理的有效手段，在三維建模和工程測量領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用空間。由于傳統(tǒng)測量技術(shù)效率低，無法滿足快速成圖以及經(jīng)濟(jì)性需求，因此本文提出了基于傾斜攝影測量技術(shù)的地籍測繪技術(shù)，有效發(fā)揮了該技術(shù)成本性、高效性、靈活性的優(yōu)勢，也為我國地籍測量技術(shù)的發(fā)展打下了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：傾斜攝影測量 ?地籍測繪 ?三維建模

中圖分類號：P23 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）06（b）-0035-02

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及科技水平的不斷提升，測繪技術(shù)也獲得了極大的發(fā)展，并逐漸朝著數(shù)字化、信息化方向發(fā)展，土地資源是我國重要自然資源，同時也是不可再生資源。在當(dāng)前我國基建工程對土地資源應(yīng)用需求不斷提升的背景下，如何加強(qiáng)土地資源的合理開發(fā)和利用已成為亟待解決的關(guān)鍵問題。傳統(tǒng)的測繪技術(shù)已經(jīng)無法滿足當(dāng)前的發(fā)展所需，在測繪過程中，應(yīng)充分發(fā)揮現(xiàn)代化測繪技術(shù)的作用，提升我國土地資源使用效率[1]。

傾斜攝影測量技術(shù)是一種新型的測量技術(shù)，該技術(shù)的出現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)航測遙感影像技術(shù)只能進(jìn)行垂直測量的局限，能夠從不同角度入手，快速、高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)收集工作，從而更為全面地反映出土地資源實際使用情況，并滿足人們對于三維視圖信息所需。當(dāng)前，傾斜攝影測量技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于土地資源測量工作中。

1 ?傾斜攝影測量概述

1.1 傾斜攝影測量技術(shù)

傾斜攝影測量技術(shù)主要是通過在航空飛行器中部搭載5個電子攝像傳感器設(shè)備，在航空飛行器飛行過程中從多角度、多方向?qū)δ繕?biāo)區(qū)域進(jìn)行攝影，從而采集到目標(biāo)區(qū)域相關(guān)圖像，在飛行過程中，傳感器同時記錄好飛行器航速、航高、坐標(biāo)等有關(guān)參數(shù)，最后對收集到的信息進(jìn)行分析和處理[2]。在同一飛行時段，飛行器能夠同時采集到同一地區(qū)多組重疊影像圖，且同一地點的景物，能夠同時在三張圖片上體現(xiàn)，保證了操作人員能夠有效地掌握建筑物信息，并選擇清晰度最高的圖片進(jìn)行紋理制作，最終向用戶提供最真實、最客觀且最全面的實景圖像。并能夠客觀地反映實際地面信息，同時通過定位技術(shù)，嵌入地理、影響信息，幫助用戶獲得更好的使用體驗。

1.2 傾斜攝影技術(shù)特點

1.2.1 高真實性

通過傾斜攝影測量技術(shù)采集的數(shù)據(jù)，能夠客觀、全面、真實地反映出目標(biāo)區(qū)域地理位置信息，相較于傳統(tǒng)的人工模型仿真技術(shù)而言，傾斜攝影測量技術(shù)對目標(biāo)區(qū)域?qū)嶋H狀況反映度較高，很大程度上提升了測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

1.2.2 高性價比

通過傾斜攝影測量技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)是帶有空間位置的影像信息，能夠同時進(jìn)行DOM、DSM、DLG等數(shù)據(jù)的輸出，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測量技術(shù)的不足。同時，通過該技術(shù)能夠有效提取紋理，并降低三維建模成本[3]。

1.2.3 高效率

在運用傾斜攝影測量技術(shù)時，飛行器同時搭載5個高靈敏度傳感器，由于每個傳感器采集數(shù)據(jù)類型不一致，因此，在一次飛行時段即可得到目標(biāo)區(qū)域5組影像圖，從而提高了數(shù)據(jù)采集效率。

1.3 傾斜攝影測量的關(guān)鍵技術(shù)

1.3.1 多視影像聯(lián)合平差

多視影像聯(lián)合平差技術(shù)是傾斜攝影測量技術(shù)的關(guān)鍵，由于傳感器獲得的數(shù)據(jù)包括垂直影像數(shù)據(jù)、傾斜攝影數(shù)據(jù)等多組數(shù)據(jù)，在對測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理過程中，由于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)無法準(zhǔn)確識別數(shù)據(jù)的有效性，因此，對于傾斜攝影測量技術(shù)得到的數(shù)據(jù)需要運用多視影像聯(lián)合平差技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理[4]。多視影像聯(lián)合平差技術(shù)是一種由粗到精的金字塔匹配技術(shù)，通過建立點到點的連接線、控制點坐標(biāo)等多種輔助數(shù)據(jù)，校驗區(qū)域網(wǎng)差誤差，并通過聯(lián)合結(jié)算保證測量結(jié)果的科學(xué)性。

1.3.2 多視影像密集匹配

多視影像匹配是攝影測量過程中需要解決的重要問題，由于航空飛行覆蓋區(qū)域較大，每次飛行過程中傳感器采集到的數(shù)據(jù)存在重疊部分，如果不對重疊數(shù)據(jù)進(jìn)行清除，將會造成數(shù)據(jù)冗余。同時，由于采集的數(shù)據(jù)點較多，無法準(zhǔn)確獲取目標(biāo)區(qū)域物體空間坐標(biāo)，從而無法建立目標(biāo)區(qū)域三維模型。因此在當(dāng)前信息技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，多基元、多視影像匹配成為人們關(guān)注的重點[5]。目前，該技術(shù)已經(jīng)獲得了極大發(fā)展，特別是在建筑物側(cè)面信息的識別和提取中，多視影像密集匹配技術(shù)通過掃描獲得建筑物墻體二維矢量數(shù)據(jù)坐標(biāo)，并將不同視角下獲得的二維數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為三維數(shù)據(jù)坐標(biāo)，進(jìn)而實現(xiàn)建筑物側(cè)面信息的提取。此外，在數(shù)據(jù)獲取過程中，可以設(shè)置多個影響因子，并對其賦予相應(yīng)的權(quán)值比重，將墻面劃分成不同的類型。同時將墻體切割成不同的平面進(jìn)行掃描，掌握建筑物結(jié)構(gòu)信息，并對其進(jìn)行重構(gòu)，獲得建筑物高度、輪廓等級基本信息[6]。

2 ?傾斜攝影測量技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用

在傾斜攝影技術(shù)迅速發(fā)展背景下，如何科學(xué)應(yīng)用該模型生成大比例地形圖（1∶500），擴(kuò)大其應(yīng)用范圍和使用空間是當(dāng)前測繪行業(yè)需要解決的重要問題。本文對傾斜攝影技術(shù)在（1∶500）地籍測繪工作中的應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)的論述和總結(jié)。

2.1 工程概況

2.1.1 工區(qū)概況

本次工程測量區(qū)域位于江門市杜遠(yuǎn)鎮(zhèn)，測區(qū)區(qū)域面積為1.5km2，地形地貌較為平坦，主要為耕種用地、村民居住地和交通道路。

2.1.2 航攝設(shè)備

本次檢測是通過旋翼無人機(jī)的作用，進(jìn)行低空數(shù)據(jù)采集工作，航攝設(shè)備情況，如表1所示。

2.1.3 實景三維建模軟硬件

通過傾斜攝影測量技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)需要導(dǎo)入Context Capture三維建模軟件中對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，利用轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)生成實景三維模型并實現(xiàn)正射影像。

2.2 數(shù)據(jù)采集

2.2.1 航飛情況

根據(jù)1∶500的地圖繪制精度要求，結(jié)合被測地區(qū)建筑物特點，將地面分辨率設(shè)定為0.02m。航線設(shè)計采取沿測區(qū)邊界進(jìn)行航測，飛行共計2天13個架次，飛行面積達(dá)2km2。被測區(qū)域內(nèi)的建筑物包括耕種用地、池塘、居民房舍以及公路等建筑，飛行高度為102m，飛行期間為晴天，通視條件良好。

2.2.2 傾斜攝影數(shù)據(jù)情況

在本次測量工作中，共采集到33650張影像圖片，數(shù)據(jù)符合測區(qū)測量所需，沒有出現(xiàn)任何疏漏和缺失的情況;影像清晰度較高，且色調(diào)較為均勻;無嚴(yán)重噪音的干擾，影像邊緣均勻，影像不存在質(zhì)量問題。

2.3 影像數(shù)據(jù)成圖

實現(xiàn)對被測區(qū)域的三維建模、糾正畸變差等數(shù)據(jù)采集工作，將測得數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)處理軟件，生成工程文件，由工作人員進(jìn)行點線面的繪圖工作，在影像數(shù)據(jù)成圖過程中需要對不同傳感器采集到的數(shù)據(jù)賦予圖層屬性信息。繪圖結(jié)果為初級線劃圖，經(jīng)過軟件處理，以CAS格式導(dǎo)出，通過CASS軟件對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯，從而生成1∶500的地圖數(shù)據(jù)。

2.4 控制點選取與測區(qū)地物點精度分析

2.4.1 控制點選取

外業(yè)人員在測量區(qū)域內(nèi)獲取30個清晰度較高的圖像信息，其坐標(biāo)為江門坐標(biāo)體系。以其中的23個測量點、控制點，實現(xiàn)三維、三加密控制，剩下的7個點作為模型成果精度檢測坐標(biāo)點。

2.4.2 測區(qū)地物點精度分析

為更好的檢測測量結(jié)果的精度水平，選擇兩個區(qū)域外業(yè)要素為點位采集要素，同時通過抽樣檢測，選取545個地物點，結(jié)合傳統(tǒng)測量技術(shù)檢測出的坐標(biāo)點，分析其誤差情況，結(jié)果表明傾斜攝影測量技術(shù)的誤差只有0.0271m。如表2，是本次精度檢驗的具體成果見表2所示。

3 ?結(jié)語

在傾斜攝影測量技術(shù)幫助下獲得的數(shù)據(jù)成果相較于傳統(tǒng)測量技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)，其精度如下：通過傾斜攝影測量所獲取的平面坐標(biāo)，誤差是0.0271m，小于1∶500地籍地形圖規(guī)范要求的0.05m，因此，傾斜攝影測量技術(shù)滿足1∶500地籍地形圖測繪要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 董衛(wèi)強(qiáng).淺析測繪技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用[J].智能城市，2018，4（1）：22-23.

[2] 郭宏芳.現(xiàn)代測繪技術(shù)在地籍測量中的應(yīng)用探究[J].山西建筑，2017，43（32）：180-181.

[3] 劉靜.淺談現(xiàn)代化測繪技術(shù)在地籍測繪中的應(yīng)用[J].綠色環(huán)保建材，2017（4）：235.

[4] 閆潤芳.淺談現(xiàn)代測繪技術(shù)在地質(zhì)測繪中的應(yīng)用[J].世界有色金屬，2018（3）：31，33.

[5] 楊傳夏.現(xiàn)代測繪技術(shù)在地籍測量中的應(yīng)用研究[J].建材與裝飾，2016（4）：239-240.

[6] 尤彩姣.探析現(xiàn)代測繪技術(shù)在地籍測量中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2017（3）：99.