无人机倾斜摄影在农村房地一体项目中的应用

发表时间:2021/7/15   来源:《城镇建设》2021年3月第7期   作者:陈诗伟
[导读] 本文提到的方法,生产的地籍图可以满足项目需求,具有一定的实用性。
        陈诗伟
        (四川省冶金地质勘查局水文工程大队,四川省 成都市 610000)
        摘要:针对农村房地一体项目工作量大、工期紧的问题,本文提出基于倾斜摄影测量技术,采用Mirauge3D生产实景三维模型,然后利用EPS软件在三维模型上完成地籍图的采集,对地籍图成果,按照同精度检测的方式进行精度检测与统计,实验表明,本文提到的方法,生产的地籍图可以满足项目需求,具有一定的实用性。
关键词:无人机;倾斜摄影;农村房地一体;地籍图;EPS软件;Mirauge3D软件
0 引言
        随着农村房地一体项目的展开,全国各个测绘单位都在探索提高地籍图数据生产效率的作业方式。传统的利用全站仪、RTK、卷尺作业的方式,已经很难满足当前数据的现势性需求。文献[1]中利用机载LIDAR技术生产地籍图,但是这种方式对作业人员水平要求高,也激光雷达设备昂贵,不便于项目大面积开展。文献[2]利用手持激光点云设备在地面上获取房屋三维点云,然后利用相关软件生产地籍图,这种作业方式对于小面积作业可行,但是也不适合大面积作业,毕竟在地面上作业效率不高。本文针对当前效率低、工期紧的问题,提出基于倾斜摄影技术,从空中对地面进行多角度航摄,利用Mirauge3D专业建模软件完成倾斜影像数据到实景模型数据的生产,利用EPS软件在三维模型的基础上,采集地籍图。通过利用检测点,按照同精度检测的方式,对地籍图精度进行检测。结果表明,本文的作业方式,生产的地籍图精度满足地籍二级精度需求,可以为农村房地一体项目中地籍图生产提供一种新的作业方式,提供作业效率,确保房地一体项目能按时按点完成。
1 无人机倾斜摄影技术
        无人机倾斜摄影是指在无人机平台上,搭载单镜头或多镜头,对测区进行交叉航线飞行,通过多角度对地面物体进行数据采集,得到全方位、少盲区的影像数据。倾斜摄影建模是指将倾斜摄影数据通过数据预处理、空中三角测量、多视影像密集匹配、密集DSM生成、TIN构建等环节,转为符合人眼视觉、实际情况下的实景三维模型场景,具体流程见图1。

图1 无人机倾斜摄影建模流程
2 项目验证
2.1 测区概况
        测区为农村房屋所在地,房屋密集,测区面积约1.5km2,高差约为10米,在测区最低点设置地面采样分辨率为0.015米,采用旋翼机对测区进行飞行,航飞2架次,获得可用影像15545张,按照200米距离均匀采集像控点45个,检测点9个。
2.2 数据预处理
        首先利用Photoshop软件,对获取的影像数据进行匀光匀色处理,提高影像的可视质量。利用重命名软件对影像进行重命名,确保同一工程中无重名影像。根据影像命名规则对POS数据进行重命名,确保影像和POS能够完全对应。新建工程,导入影像数据和POS数据,完善相机参数,填写任务区平均高程,按照软件默认设置,提交空三任务,打开引擎并设置路径,空中三角测量解算开始。
2.3 空中三角测量
        在完成空中三角测量任务解算后,查看空三成果,无明显分层,成果整体质量好,可用。导入45个像控点,并完成像控点的转刺与平差。这里,第一次进行空中三角测量解算得到的空三成果,坐标是虚拟的,是基于POS数据进行平差的结果。第二次导入像控点,是利用像控点对虚拟坐标进行平差调整,将POS坐标系下的加密点转到像控点所对应的坐标系统下,实现了虚拟坐标到绝对坐标的转换的过程。通过平差报告查看空三质量,像控点平面中误差为0.008米,高程中误差为0.006米,成果精度良好,满足项目需求。
2.4 实景三维模型生产
        结合电脑配置,对场景进行瓦片划分处理。电脑内存32G,按照规则平面划分,瓦片大小设置为100*100米,输出模型格式选择OSGB,提交建模任务,引擎开始计算。
2.5 基于EPS采集地籍图
        EPS是北京清华三维的一款综合性地理信息系统软件,支持实景三维模型、点云数据、DOM+DEM形式的地籍图采集。首先通过三维测图下的OSGB数据转换,将Mirauge3D软件生产的三维模型转换为EPS可以识别、索引的格式,然后通过“加载本地倾斜模型”将转换后的dsm索引加载到软件中,然后利用软件常用的功能,如五点房、围墙、门墩等命令,在三维实景模型上,选择相对应图层进行矢量数据的采集。
2.6 精度分析与评价
        按照同精度检测的方式,利用9个检测点对地籍图精度进行检测,检测结果如图2所示。

图2 检测点精度柱状图
        通过图2计算可以得到,9个检测点的平面中误差为0.053米,高程中误差为0.050米,地籍测绘规范(CH 5002-94)[3]中对地籍分为三级,其中二级中误差为0.10米,本次实验精度可以满足地籍二级精度需求,可以满足农村房地一体项目对地籍图精度的要求。
3 结束语
        针对农村房地一体项目工期紧、工作量大的问题,本文采用倾斜摄影技术,结合专业建模软件和地籍图采集软件,在实景三维模型的基础上采集地籍图,通过外业采集检测点,对地籍图精度按照同精度中误差计算公式进行计算检测,得出该方法生产的地籍图可以满足地籍二级精度需求的结论,可为同行从业人员提供一种新的作业思路,确保可以按时按点完成农村房地一体项目数据的生产。
参考文献
[1]王旭科,闫世伟,李艳芳,等.基于机载LIDAR和倾斜影像的城市三维建模方法[j].北京测绘,2021,35(1):51-55.
[2]宁振伟,谢刚生,钟晓兰.手持激光雷达扫描系统在农村房地一体测量中的应用[J].测绘通报,2021,(02):103-107.
[3] CH 5002-94,地籍测绘规范[S].
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