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倾斜摄影测量技术更加能反应地物的真实性

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2019-05-15

倾斜摄影测量与计算机视觉作为获取多视影像的技术(Oblique Photography Technique)在国外发展多年,近年来国内亦呈现蓬勃发展之态。即在同一飞行平台上搭载多台影像传感器,从多个角度采集地面影像,四个倾斜与一个垂直摄影相机集成了 GPS 接收机、高精度 IMU,定位定姿设备在数据处理中为每张影像提供姿态信息。

 

倾斜摄影测量技术避免了传统航空摄影技术垂直获取影像的单一性,整合 DSM、POS等信息来弥补正射影像的不足且更加能反应地物的真实性。广泛应用于智慧城市、智慧交通、电力巡检、国土规划、石油石化、水利设施等领域。

 

技术方案探讨

各种比例的地形图已基本覆盖了全国各大中小城市,但因国土规划或城市拆迁等原因需要每年更新局部地形图,每年的更新测量工作量非常大。传统的全野外地形图更新与修测技术需要投入大量的人力、物力,作业周期长,更新效率低,已经不适应城市快速变化对地理信息数据更新的需求。

 

航测首先确定变化范围,明确航飞范围申请航飞地域做好准备,然后进行航飞、空三加密、三维建模、数据采集、外业核实补测、数据编辑成图。

 

(一)工作准备

1. 前期准备。根据最新的遥感影像申请空域,规划测绘 面积,布置航带路线和重叠率,安排工期配备航摄人员等。

2. 设置限定的技术指标。

3. 像控点的布设。像控点的布设既要满足密度要求又要满足精度指标,按照经验来说像控点的布设方案的原则。

4. 航空摄影设备飞燕遥感目前自有设备两台国际上最先进的RIEGL VQ-1560i,拥有国内首台UCE M3框幅式航摄仪,5亿像素倾斜航摄仪。航摄任务飞燕遥感会根据项目要求配备相应的航摄仪。

 

(二)数据的处理

1. 空三加密。利用一定数量的地面控制点对垂直拍摄的下视影像做空三加密处理,求解下视影像的外方位元素,通过标定的子相机相对关系数据,求解倾斜影像的初始外方位元素,并进行进一步的空三精化处理,采用 POS 辅助的方式对所有垂直、倾斜相片进行匹配,并进行整体光束法平差,得到精确的外方位元素。

 

2. 三维建模。基于倾斜像片的精细三维三角网建模,对模型的精细及细节要求较高,需要有较高精度的相片外方位元素支撑。在 Smart3D中进行三维建模,按照寻找空三匹配点,通过空三解算建立影像间的三角关系构建三角网 。

 

3. 三维矢量测图。三维测图在数字三维模型上建筑物可通过采集两面墙直接交汇出房角,不需要缩房檐。基于 Smart3D 输出的三维模型进行数字化线划图 DLG 的采集,相对于传统的3D MAX 建模可真实的直观的表现建筑物细节,逼真的呈现建筑物纹理和色彩。清晰的辨别房屋层数,地面井、电力箱等的位置。

 

(二)外业补测与调绘

当存在房角、围墙被遮挡,建筑物拉花,地面变形等则需要根据项目安排进行外业的补测。

1. 测被植被遮挡的路灯,电力、污水井等地面地物。

2. 道路两旁数目茂盛引起路面变形,导致内业采集的高程点满足不了 DLG 成图的要求。

4. 补测被茂盛植被遮挡的围墙,栅栏等线状地物。

 

本文主要研究内容是对倾斜航空影像三维建模过程和三维矢量测图的关键技术步骤的探讨,通过对倾斜摄影测量测量技术的应用,为大众提供更理想,更精细,更精确的三维模型产品

在规划改造、BIM 设计、数字智慧城市等广阔领域的应用将会取得显著成效。同时也存在其他问题,比如:

1)航拍前的空域申请流程繁杂,效率低。

2)靠近地面的树木、房角建模效果不够理想,需要按实际情况补测,增加工作量。

3)倾斜摄影测量的固有局限性使得在树木遮挡严重地区如公园、山坡等地无用武之地。

4)免不了因为航线的规划不合理或建筑物的遮挡导致获取影像的质量低,在系统自动建模时自动会对纹理缺失的地方进行空洞填补,建模效果不理想。

 

在今后的实践工作中,针对该不足进行持续性的改进并不断深化推广到本专业的工程应用中,成为地形图更新的首选。

 

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