城市地形图测绘中航空摄影测量的应用 王瑞宝

发表时间:2021/7/26   来源:《基层建设》2021年第14期   作者:王瑞宝
[导读] 目前,低空无人机航空摄影测量系统已在城市规划、公安、应急、测绘、旅游、环保、农业、林业、水利、电力巡检等行业得以验证和广泛应用

        正元地理信息集团股份有限公司山东分公司  山东省济南市  250101
        摘要:目前,低空无人机航空摄影测量系统已在城市规划、公安、应急、测绘、旅游、环保、农业、林业、水利、电力巡检等行业得以验证和广泛应用,改变了传统的测绘作业方式,在很大程度上提高城镇规划建设水平。基于此,本文主要分析了城市地形图测绘中航空摄影测量的应用。
        关键词:城市地形图测绘;低空无人机;航空摄影测量;技术应用


        引言
        通过航空摄影测量技术的应用,充分满足城市化建设发展过程中对土地测绘信息的实时性和高分辨率的要求,是城市社会保障工作中非常重要的技术环节。在我国未来的数字城市、智慧城市以及城乡一体化建设和发展工作中,航空摄影测量将会有更加广阔的应用前景。
        1航空摄影测量技术的优势
        1.1精确性
        借助无人机的特殊摄影技术与视野优势,航空摄影测量可对城市建筑物、地形地貌、道路交通等情况进行准确的测量,轻松获取与城市建筑物相关的基础数据,如建筑物的高度、位置、尺寸、外观等,进而真实反映城市物体的实际参数。与传统的摄影技术相比,航空摄影测量技术具有较大不同,主要体现在航空摄影测量技术可快速、高效完成城市三维模型的建模任务。
        1.2低成本性
        以往城市三维模型的构建,需要工作人员对地面物体参数进行逐一测量,工作人员需要将实际测量的数据转化为城市三维模型建模过程中需用到的数据。地面物体参数的测量工作需要耗费大量的人力、物力,且会产生大量的数据校准工作。在此过程中,若出现信息采集有误的情况,需要重新对地面物体参数进行测量,加大了工作的重复性,增加了经济成本。航空摄影测量技术的应用,可有效弥补传统摄影技术的不足,可在城市三维模型建模的过程中,同时完成地面物体参数测量与城市三维模型建立等工作,节约了大量的人力与物力。在测量地面物体空间的基础上,航空摄影测量技术可获取其他类型的数据,可为城市三维模型建模工作的横向发展与纵向延伸奠定良好的基础。
        1.3高效率性
        航空摄影测量技术的高效性,可提高城市三维建模的效率,并可简化建模流程。航空摄影测量测量可精简传统的城市三维建模过程,简化建模步骤,可为建模后的工作开展提供强大的技术支持[1]。
        2城市地形图测绘中航空摄影测量的应用
        在测绘领域之中,运用无人机实施地形图测绘所具备的优点较,和卫星测绘方式之间有着很大的区别,相较于以往的人工测绘方式来说,航空摄影测量技术的劳动强度虽较低,但数据实效性却较强。且具备着很高的实用性,所以在现如今已被普遍运用至地形图测绘领域之中。
        2.1绘制地图
        在图绘测量工作中,绘制地图是最后一个环节。将数据计算出来以后得到DOM数据,然后再利用ArcGIS软件输入这些数据,在ArcGIS软件中将树林、桥梁等事物进行分层模型建设。与此同时,把该软件数据所得出的地貌特征、摄影测量矢量化后的特征进行比较,得出最准确的图形。在获取测区地貌高程数据时,要将DSM软件得到的高程数据和实际测量的数据两个一起输入ArcGIS软件中,经过测算,才能生成CAD图像,图像最终输出的格式是DWG格式,最终完成测绘的工作[2]。
        2.2 空中三角测量
        在运用航空数字测量技术的过程之中,还需借助于IMU以及GPS等来迅速获得航摄瞬间姿态信息,而在此过程之中,则能够将空中三角测量作为航空摄影测量的关键内容,针对航摄CCD相机所获得的数据,借助于POS辅助空三测量,做到匹配同名像点,以及实施点云的精度化生产。



        2.3 采集地形图测量数据
        为提高区域地质地形图测量精度,运用无人机测绘技术,通过对检测点的精准定位,在无人机上搭设多个传感设备与通信设备,通过对同一点数据的多维度测量,采集地形图测量数据,主要包括图片、WORD及纸质格式的水文、工程钻孔数据;地下水位、水质监测井,供水井动态数据;水化学类型、矿化度图等矢量图件数据;纸质水文、工程地质剖面图和剖面平面部署图数据;PDF或WORD格式成井报告数据。以此,完成基于无人机测绘技术采集区域地质地形图测量数据[3]。
        2.4 航线与像控点设置
        在应用航空数字测量技术实施地形图测绘时,应先明晰无人机的主要运用流程,针对拍摄地的实际地貌地形,来明确航摄的分辨率。在测绘过程之中,还应选择最为适宜的气候,针对航向科学调整飞行的实际方向,航飞的实际区域需大于所要求的面积。像控点能够作为地形图测绘工作开展的重要根据,在确定像控点的过程之中,一般会选用人工布设像控点或是代表特征点实施布设,对于布设的位置和密度来说,就应满足于低空数字测量技术的运用要求。
        2.5 布测控制点
        无人机布测控制点是测绘过程中的一个重要环节。尽管在测绘过程中,无人机测量技术具有其他传统航测方法无可超越的优势,但无人机测量质量受天气、高度和设定航线合理性的影响。因此,相关测量者需要关注这一问题,在测量开始前,必须对无人机进行布测。在这项工作中,要与实际测绘对象的难易程度和路况相结合,从而准确地确定控制点的具体位置和数量。此外,为了保证控制点之间的精密度<2m,并保证GPS网络的正常运行,这样数据的准确性就能得到很好的保障。
        2.6构建三维模型
        当完成外业数据采集工作之后,需要对数据进行统一归类整理,并利用这些数据资料建立三维模型。首先,进入Context-Capturecenter工程软件,编辑本次工程项目名称(工程名称必须使用英文),指定工程文件目录,导入影像及控制点,提交空中三角测量,进行区块导入操作,在计算机中找到与之相适应的区块文件,将其导入模型构建软件中,使得区块模型呈现出三维效果。其次,注意准确选择控制点,编辑控制点信息,对参数进行设置。在对定位模式进行选择的时候,要注意设定自动垂直模式,对影像输入方向进行调整,去掉多余的数据,并根据本次项目的实际需求情况选择适宜的格式[4]。
        3航空摄影测量技术发展与展望
        随着航空摄影测量技术的不断发展,加上城市经济建设、新农村规划、土地合理利用的迫切需要,于是航空摄影测量这技术的应用渐渐深入到多个行业和领域。例如在不动产权籍调查中应用具有更多优势,利用航空摄影测量获取影像数据制作1∶500数字线画图等。航空影像数据可利用无人机搭载多镜头或单镜头航摄仪多角度拍摄,获取不同角度的影像数据,自动生成三维地理信息模型,在模型中可以快速得获取到相应的信息。在无人机未来的发展过程中,这项技术还需进一步完善,自动化与人工处理相结合建模,从而获取高精度高时效的三维模型,供国家和人民使用。在随着科技进步的同时,但实际还是有种种问题,在现有的技术基础之上我们还需要对各个问题逐一击破。例在恶劣的天气情况下是否还能继续执行任务,即便能获取到,但还能否给我们带来研究价值。还有,即使获取的数据很快很多很有时效性,但相对应的后期作业需处理计算生成的工作量也很大。如果有一整套技术,那无论是对于民用检查、保护,还是国用监测、规划都是非常可喜可贺的,让我们的技术焕然一新[5]。
        结束语
        综上所述,无人机测绘技术不但有较短的测绘周期,而且在操作方面更具便携性,比传统航空摄影测绘更具优势,整体绘制成本较低,并有广泛的应用前景。目前,其在许多实际测绘中已经得到应用。长时间的应用积累,证实了它在城市地图绘制中能够获得更好的效果。
        参考文献:
        [1]王军.小型无人机在大比例尺地形图测绘中的应用[J].住宅与房地产,2019(21):180.
        [2]谢海燕.小型无人机在大比例尺地形图测绘中的应用[J].城市道桥与防洪,2017(6):274-276+31.
        [3]黄权进.航空摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用[J].工程技术研究,2020,5(17):108-109.
        [4]叶志刚.无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用前景[J].四川水泥,2020(06):333-334.
        [5]江晨.测绘保障中无人机低空摄影测量的应用分析[J].中国金属通报,2019(09):287+289.

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