王福东
身份证;37068519881128****
摘要:倾斜摄影测量技术是近年来在国际制图遥感领域发展起来的一项新技术。通过在同一飞行平台上携带多个传感器,同时从不同角度(例如垂直和倾斜角度)收集图像,并建立三维地面模型以执行定位、测量等制图功能,可以获得有关地面对象的更完整和更准确的信息。与传统的三维建模和低空数字摄影测量技术相比,倾斜摄影测量技术具有高精度、高动态性、效率和高精度等优点。
关键词:农村地籍测绘;倾斜摄影测量;影响因素;
引言
无人机倾斜摄影测量是近年来在国际制图遥感领域开发的一项先进技术。它使用无人驾驶飞机作为飞行平台,并配备一个或多个倾斜摄影系统(数码相机),以获得多角度、多层次重叠的多光谱地面图像,并通过后处理建立地面和相关数字产品的三维模型。使用倾斜摄影测量技术建立倾斜的3d模型,可大幅提升目前模型的塑型效率和精确度,具备生产周期短、效率高、精度高、成本低等优点。然而,现有的倾斜摄影由于飞行较高、相机角度固定等原因,容易出现拍摄盲区,从而在进行重建的过程中产生模型纹理拉花、边角及屋檐等失真、精度差等现象,无法精准还原,较难满足地质监测、古建筑数字化保存等专业应用的高精度需求。
1倾斜摄影测量
1.1技术简介
垂直摄影是最常见的传统航空摄影办法,其主光轴和目标物的顶部互相垂直,从而获取影像信息。不过这种摄影方式无法取得目标物体的侧面状况。此时使用倾斜摄影,可以更好的反映侧面状况。光轴和铅垂线形成夹角,能够更好、更直观的反映目标物体的实际视觉效果,提高建模效率。倾斜摄影测量是国际领域上的一种新兴高品质机制,可以建立三维立体模型,也能够实时反馈目标物体的状态。各项影像处理技术让人能更好、更客观的了解目标物体的实际呈现效果和应用效果。
1.2倾斜摄影测量技术的原理特点
传统航空摄影测量(垂直摄影)的基本原理是,根据摄影过程的几何图形反转思维,使用光学、机械和数字方法模拟摄影过程,在摄影恢复过程中模拟两个相邻摄影的空间位置、姿态和关系,并形成一个模型由于光学和模拟立体仪器机械结构的局限性,摄影的空间关系必须严格恢复,才能达到良好的测量精度。因此,飞机和相机的姿态应尽可能垂直摄影,倾斜摄影的原理是基于计算机图像和图像之间的对应关系,以及对捕获的图像或视频的处理,以便在相应的舞台上获得3d信息。由于计算机技术的发展和摄影的倾斜,测量精度与图像匹配和模型精度更密切相关,飞行过程中对飞机和相机的姿态没有特殊要求。只要确保飞机三张以上的图片。
2摄影测量在地籍测绘中的应用
2.1大幅面框幅式航摄开展地籍测量
地籍要素测量是宅基地调查确权中最大的一项外业工作,传统全站仪测量界址点和碎部点,需投入大量的人员和设备,效率偏低。在农村居民地相对集中的北方区域,可采用航空摄影测量方法开展地籍测量。经多个项目实践,在地籍地形要素采集方面可明显提高工作效率,减少人员设备和成本投入,效果良好。1)航摄影像获取。通过大飞机搭载数码航摄仪获取高分辨率航空数码影像,航摄地面分辨率0.05m,像元大小6u,航向重叠65%,旁向重叠36%,像片倾角一般不大于2度,最大高度和最小高度之间的差不得超过50米。影像品质特别强调清晰度、适度反转、色彩饱和度、鲜明色彩和色调一致性。有更丰富的小图像层可以根据地面分辨率进行调整。2)影像处理。影像预处理采用航摄仪配套的影像数据处理软件。其处理流程一般包括4个步骤:数据获取、数据下载、数据检查、数据处理。POS数据处理通过计算、滤波、检校、平差等数学手段提取出航空摄影中影像外方位元素信息。3)例如三重加密空度量。
使用局域网总线指定位置控制点,例如b . gizmo的目标图像,该图像清晰且易于确定,例如b .在相交良好的小直线拓扑交点处,地物的可见角不大于原始图像中的3x3x 3像素,以及通常相对固定且易于查找和测量的小高度偏移。像控点均应两次测定,两次测量成果平面较差不大于图上0.10mm,海拔不应超过基线等深线的1/10。空三维加密采用光束法调整区域网络,其主要工作内容包括文件和数据的编制、计算调整、复盖等。
2.2机载激光雷达扫描应用到农村宅基地和房产测量
激光扫描主要由激光器、测角、扫描等三部分组成。激光测距,基于激光的单色性、方向性、相干性和高亮度等特性,脉冲式激光测距:S=(1/2)·c·△t。它是一种主动对地观测系统,激光雷达扫描获取数据呈离散分布状态,在扫描带中数据分布不均匀,一般称作“点云”,包括地面点、与非地面点。一般采用无人机搭载激光扫描仪开展扫描,由于是主动观测,不受天气及光线的影响,主动性强、能全天候工作,获取数据量大,能详细描绘物体的细节、全数字特征,信息传输、加工、表达容易,不用像倾斜摄影数据那样采集前需先进行建模,内业数据处理相对方便。而且获取的精度更高更可靠。
3不同影响因素的精度分析
3.1非量测数码相机生成的模型质量分析
具有倾斜摄影景观的三维模型的质量影响主要表现在两个方面:模型纹理和场景效果。模型质量分析是结合ch/t 9024-2014三维地理信息模型数据产品质量控制和验收的相关规定进行的。本试验使用配置为5100的五目标相机对测量区进行空中拍摄,利用工业数据处理生成三维模型,并利用人机交互分析模型质量。检查结果如下: 模型质量更真实,因为存在以下问题:薄、不一致的模型、河流中的孔、顶部楼层中扭曲的建筑模型、屋顶下的拉伸问题。在场景效果中,模型以树、花、草等问题接近现实,并且模型有突出。所有这些问题都是三维倾斜摄影模型的常见问题,使用未测量相机生成的模型质量更符合实际场景,您可以渲染真实场景的基本条件,并以良好的质量表示模型以用作真实的制作。实际上,您可以使用标准的、未测量的数位相机建立高品质的3d模型。。
3.2不同像控点布设方案对地物精度的影响
根据倾斜摄影三维模型的特征,为了确保三维模型方向的绝对准确性,与沿道路定义控制点的传统垂直摄影模型不同,倾斜摄影控制点的设置方案与道路数或基线数无关。理论上,绝对方向只需要每个矩形区域四个控制点。考虑未测量相机的实际测量误差和失真对精度的影响,分别针对“天安”形状的设置、双飞距离的栅格间距设置和栅格间距的设置测试了三种设置方案对地物精度的影响为了验证三种图像控制设置方案对地物点精度的影响,在测量区内使用传统测量技术(GPS-RTK测量)统一采集控制点。地面分辨率大于2厘米的空中摄影结果有助于在三维建模后分析各种检查点方案中的误差。由于平面误差低于5厘米(根据地籍要求),倾斜摄影测量技术在应用于地籍测量时,更适合控制单高度和双高度之间的受控姿态模式,通常低于飞行高度的两倍。
结束语
当前,农村地籍和房产调查确权项目任务量很大,如何采用先进的生产技术提升项目的作业效率和效益,是当前迫切需要关注的问题。随着计算机、航空摄影、无人机等技术的快速发展,测量技术方法也向更加简便、高效、智能、更高测量精度的方向发展。
参考文献
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