倾斜摄影测量技术在不动产测绘中的应用

发表时间:2021/3/19   来源:《城镇建设》2020年11月第33期   作者:蒲明娟1 杨耀智2
[导读] 近年来,不动产测绘是一种重要的测绘作业,其测绘结果关系着资产数据的采集与评估效果。
        蒲明娟1 杨耀智2
        陕西空间规划研究院有限公司 陕西省西安市 710000 1 ; 陕西延长石油靖边煤业有限公司  陕西省西安市  710000 2
        【摘要】近年来,不动产测绘是一种重要的测绘作业,其测绘结果关系着资产数据的采集与评估效果。在传统的不动产测绘中,由于技术条件的限制,其测绘的整体效率相对较低,而当前,一种新型的测绘技术,倾斜摄影测量技术逐步被应用于不动产测绘中,该种测绘技术具有效率高、精度高等优势,有效弥补了传统测绘的技术缺陷,通过其构建的三维模型,保障了不动产测绘工作的顺利进行。基于此,本文分析了倾斜摄影测量技术在不动产测绘中的具体应用。
        【关键词】倾斜摄影测量技术;不动产测绘;应用
        近年来,随着测绘技术的进步,各种新型的测绘技术手段逐步被应用于各种测绘工程中,带动了测绘技术的现代化、自动化发展,推动了行业的进步。倾斜摄影测量技术在应用中,借助于多个传感器,能够实现对被测实体数据的快速采集,其获得的测绘数据结果精度更高,直观呈现了被测物体的真实状态,突破了传统测量手段的限制,提高了测绘数据的完整性、精确性,使得不动产的评估更为科学。
1倾斜摄影测量概述
        1.1倾斜摄影测量技术
        通过在同一飞行平台上搭载5台传感器,同时从一个垂直、四个倾斜五个不同的角度采集影像,拍摄相片时,同时记录航高,航速,航向和旁向重叠,坐标等参数,然后对倾斜影像进行分析和整理。在一个时段,飞机连续拍摄几组影像重叠的照片,同一地物最多能够在多张相片上被找到,这样内业人员可以比较轻松地进行建筑物结构分析,并且能选择最为清晰的一张照片进行纹理制作。
        1.2倾斜摄影测量技术构成
        倾斜摄影技术发展至今,核心三部分是:飞行平台、倾斜相机、POS系统。飞行载具可携带倾斜航摄仪进行航拍作业,沿航线、重叠率设计飞行路线;倾斜相机可分为三拼、五拼、十拼等,采用同步曝光方式采集地面影像信息;POS系统在航摄仪内与每组曝光影像相对应,采用X、Y、Z、O、P、K外方位元素信息对拍摄时的飞行姿态进行实时描述。无论是实景三维建模还是大比例尺测图应用,倾斜影像的后期处理质量取决于POS系统的精度[2]。
2倾斜摄影技术特点
        2.1反映地物真实情况并且能对地物进行量测
        倾斜摄影测量所获得三维数据可真实地反映地物的外观、位置、高度等,增强了三维数据所带来的真实感,弥补了传统人工模型仿真度低的缺点。
        2.2高性价比
        倾斜摄影测量数据是带有空间位置信息的可量测的影像数据,能同时输出DSM、DOM、DLG等数据成果。可在满足传统航空摄影测量的同时获得更多的数据。同时使用倾斜影像批量提取及贴纹理的方式,能够有效地降低城市三维建模成本。
        2.3高效率
        倾斜摄影测量技术借助无人机等飞行载体可以快速采集影像数据,实现全自动化的三维建模。实验数据证明:1~2年的中小城市人工建模工作,借助倾斜摄影测量技术只需3~5个月就可完成。
3倾斜摄影测量的原理
        在倾斜摄影测量技术的应用过程中,传感器起着重要的作用,倾斜摄影测量技术的数据信息采集主要是通过传感器的科学布局来实现的,传感器装载情况布局直接关系着数据采集的整体质量。在倾斜摄影测量技术下,传感器布局中,通常需要将四个传感器置于不同的倾斜角度,而一个处于垂直角度,这种布局方式有效保障了拍摄的完整性,并且在测量过程中还能够实时掌握飞行器飞行的速度、高度、航向等参数。倾斜摄影测量技术中飞行器、POS系统与倾斜相机等是其中的重要组成,飞行器承担着重要的航拍任务,在航拍过程中,需要搭载相关的设备,严格根据预设的航线加以飞行。

POS系统在数据采集过程中需要实时获取相关的方位元素、空间坐标信息、飞行姿态等,而倾斜相机摄影测量过程中主要是要获得相应的地面影像资料。此外,倾斜摄影测量技术作为一种现代化的技术手段,其传感器装载布局具有一定特殊性,四个倾斜角度与一个垂直角度相互配合,能够满足不同角度的拍摄需求。倾斜摄影测量技术主要由飞行器、POS系统和倾斜相机所组成,通过飞行器的应用,能够对相关设备进行搭载,依照预设航线以及参数进行拍摄。POS系统的应用,能够捕捉方位元素信息,对摄影中心空间坐标进行准确记录,明确具体飞行姿态。通过倾斜相机的合理化运用,能够精准采集地面摄像信息,保证信息真实性和拍摄效果的有效性,从而为不动产测绘工作的开展提供可靠技术支持。
4不动产测绘中倾斜摄影测量技术应用
        (一)数据处理
        三维建模。基于倾斜摄影获取的影像数据,可通过专业的自动化建模软件生产三维模型。自动化建模工艺流程经过多视角影像的几何校正、联合平差等处理流程,运算生成基于影像的超高密度点云,点云经过抽稀后构建三角网,再自动贴合拍摄的倾斜影像,由此生成高精度和高分辨率的三维模型。倾斜摄影建模是通过飞行器采集倾斜影像,通过软件计算自动生成模型,极大减少了人工的投入,成本大致为人工建模的1/2到1/3。倾斜摄影在获取了倾斜影像之后,通过计算机实现自动化建模。本次三维建模采用的软件是法国Context Capture Center自动建模系统,该系统是基于图形运算单元GPU的快速三维场景运算软件,整个过程仅需少量人工干预,即可从简单连续影像中生成逼真的实景真三维场景模型。具有快速、简单、全自动等特点,广泛的数据源兼容性和多种数据输出格式使其优势明显。
        (二)数字化测图
        从垂直、倾斜等不同角度采集影像,形成倾斜模型后,利用TSD3Dmapper倾斜摄影测图系统基于OSGB倾斜模型数据进行矢量数据采集。由于地籍测图内业主要采集房角点及部分房屋附属设施点,为充分验证内业测图的精度,将前期外业采集的部分房角点展入测图系统,从三维场景中观察,绝大部分的外业打点坐标都在实景模型的房角上,圈中黑色点为外业采集点,目测精度可以满足要求。针对倾斜摄影应用在大比例尺地形图、地籍测量中存在的粗差多、误差分布不均匀等问题,经过对比外业采集点与内业测图采集房角点过程,论证利用正视视图中边线的方式显示模型,并将三维的测图工作转换为二维测图,在二维模式下能够轻易采集到房角点。采用边线显示模型,黑色的点为半径0.05m的外业打点坐标,从细节图中可以测出房角点,精度完全可以得到保证。在实际的测量作业中,作业员要有较高的作业经验和熟练度,保证矢量采集的精度。
        (三)精度分析
        为了验证基于三维模型测量的DLG线划图的精度是否满足不动产测绘对地物特征点的数学精度要求,采用传统的全野外解析法高精度数字化测图技术采集特征点三维坐标,采用的起算控制点为6个像控点,采集方式为全站仪全野外测量,各特征点均匀分布整个测区,测量的坐标为实测坐标。通过对全野外测量获取的实测坐标和三维模型测量的DLG线划图获取的解析坐标差值进行对比,从对比的数据可以得知,采用解析法数字化测图技术获取的实测坐标和采用倾斜摄影测量技术获取的解析坐标点位中误差为3.2cm,满足不动产测绘的精度要求。
        结语:
        近年来,随着工程领域对测绘工作的重视,倾斜摄影测量技术逐步得到了日益普遍的应用,尤其是在不动产测绘中,倾斜摄影测量技术具有其他测量技术无法比拟的优势,有效实现地面物体的直观展示,推进了不动产测绘工作的顺利进行,后期倾斜摄影测量技术在不动产管理中也必定会发挥出更大的优势。
        参考文献:
        [1]高勇良.倾斜摄影测量技术在不动产测绘中的应用[J].地产,2019(09):47-48.
        [2]喜文飞,李国柱,赵子龙,白世晗,张东升.倾斜摄影测量技术在不动产测绘中的应用研究[J].城市勘测,2019(01):70-74.
        [3]喻智华.分析倾斜摄影测量技术在不动产测绘中的应用[J].价值工程,2019,38(31):252-253.
       
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