傾斜攝影測(cè)量技術(shù)更加能反應(yīng)地物的真實(shí)性

發(fā)布日期：2019-05-15 23:06 瀏覽量：15183

傾斜攝影測(cè)量與計(jì)算機(jī)視覺作為獲取多視影像的技術(shù)（Oblique Photography Technique）在國(guó)外發(fā)展多年，近年來(lái)國(guó)內(nèi)亦呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之態(tài)。即在同一飛行平臺(tái)上搭載多臺(tái)影像傳感器，從多個(gè)角度采集地面影像，四個(gè)傾斜與一個(gè)垂直攝影相機(jī)集成了 GPS 接收機(jī)、高精度 IMU，定位定姿設(shè)備在數(shù)據(jù)處理中為每張影像提供姿態(tài)信息。

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)避免了傳統(tǒng)航空攝影技術(shù)垂直獲取影像的單一性，整合 DSM、POS等信息來(lái)彌補(bǔ)正射影像的不足且更加能反應(yīng)地物的真實(shí)性。廣泛應(yīng)用于智慧城市、智慧交通、電力巡檢、國(guó)土規(guī)劃、石油石化、水利設(shè)施等領(lǐng)域。

技術(shù)方案探討

各種比例的地形圖已基本覆蓋了全國(guó)各大中小城市，但因國(guó)土規(guī)劃或城市拆遷等原因需要每年更新局部地形圖，每年的更新測(cè)量工作量非常大。傳統(tǒng)的全野外地形圖更新與修測(cè)技術(shù)需要投入大量的人力、物力，作業(yè)周期長(zhǎng)，更新效率低，已經(jīng)不適應(yīng)城市快速變化對(duì)地理信息數(shù)據(jù)更新的需求。

航測(cè)首先確定變化范圍，明確航飛范圍申請(qǐng)航飛地域做好準(zhǔn)備，然后進(jìn)行航飛、空三加密、三維建模、數(shù)據(jù)采集、外業(yè)核實(shí)補(bǔ)測(cè)、數(shù)據(jù)編輯成圖。

（一）工作準(zhǔn)備

1. 前期準(zhǔn)備。根據(jù)最新的遙感影像申請(qǐng)空域，規(guī)劃測(cè)繪面積，布置航帶路線和重疊率，安排工期配備航攝人員等。

2. 設(shè)置限定的技術(shù)指標(biāo)。

3. 像控點(diǎn)的布設(shè)。像控點(diǎn)的布設(shè)既要滿足密度要求又要滿足精度指標(biāo)，按照經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)像控點(diǎn)的布設(shè)方案的原則。

4. 航空攝影設(shè)備。飛燕遙感目前自有設(shè)備兩臺(tái)國(guó)際上最先進(jìn)的RIEGL VQ-1560i,擁有國(guó)內(nèi)首臺(tái)UCE M3框幅式航攝儀，5億像素傾斜航攝儀。航攝任務(wù)飛燕遙感會(huì)根據(jù)項(xiàng)目要求配備相應(yīng)的航攝儀。

（二）數(shù)據(jù)的處理

1. 空三加密。利用一定數(shù)量的地面控制點(diǎn)對(duì)垂直拍攝的下視影像做空三加密處理，求解下視影像的外方位元素，通過(guò)標(biāo)定的子相機(jī)相對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)，求解傾斜影像的初始外方位元素，并進(jìn)行進(jìn)一步的空三精化處理，采用 POS 輔助的方式對(duì)所有垂直、傾斜相片進(jìn)行匹配，并進(jìn)行整體光束法平差，得到精確的外方位元素。

2. 三維建模。基于傾斜像片的精細(xì)三維三角網(wǎng)建模，對(duì)模型的精細(xì)及細(xì)節(jié)要求較高，需要有較高精度的相片外方位元素支撐。在 Smart3D中進(jìn)行三維建模，按照尋找空三匹配點(diǎn)，通過(guò)空三解算建立影像間的三角關(guān)系構(gòu)建三角網(wǎng) 。

3. 三維矢量測(cè)圖。三維測(cè)圖在數(shù)字三維模型上建筑物可通過(guò)采集兩面墻直接交匯出房角，不需要縮房檐。基于 Smart3D 輸出的三維模型進(jìn)行數(shù)字化線劃圖 DLG 的采集，相對(duì)于傳統(tǒng)的3D MAX 建模可真實(shí)的直觀的表現(xiàn)建筑物細(xì)節(jié)，逼真的呈現(xiàn)建筑物紋理和色彩。清晰的辨別房屋層數(shù)，地面井、電力箱等的位置。

（三）外業(yè)補(bǔ)測(cè)與調(diào)繪

當(dāng)存在房角、圍墻被遮擋，建筑物拉花，地面變形等則需要根據(jù)項(xiàng)目安排進(jìn)行外業(yè)的補(bǔ)測(cè)。

1. 測(cè)被植被遮擋的路燈，電力、污水井等地面地物。

2. 道路兩旁數(shù)目茂盛引起路面變形，導(dǎo)致內(nèi)業(yè)采集的高程點(diǎn)滿足不了 DLG 成圖的要求。

4. 補(bǔ)測(cè)被茂盛植被遮擋的圍墻，柵欄等線狀地物。

本文主要研究?jī)?nèi)容是對(duì)傾斜航空影像三維建模過(guò)程和三維矢量測(cè)圖的關(guān)鍵技術(shù)步驟的探討，通過(guò)對(duì)傾斜攝影測(cè)量測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，為大眾提供更理想，更精細(xì)，更精確的三維模型產(chǎn)品。

在規(guī)劃改造、BIM 設(shè)計(jì)、數(shù)字智慧城市等廣闊領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)取得顯著成效。同時(shí)也存在其他問(wèn)題，比如：

（1）航拍前的空域申請(qǐng)流程繁雜，效率低。

（2）靠近地面的樹木、房角建模效果不夠理想，需要按實(shí)際情況補(bǔ)測(cè)，增加工作量。

（3）傾斜攝影測(cè)量的固有局限性使得在樹木遮擋嚴(yán)重地區(qū)如公園、山坡等地?zé)o用武之地。

（4）免不了因?yàn)楹骄€的規(guī)劃不合理或建筑物的遮擋導(dǎo)致獲取影像的質(zhì)量低，在系統(tǒng)自動(dòng)建模時(shí)自動(dòng)會(huì)對(duì)紋理缺失的地方進(jìn)行空洞填補(bǔ)，建模效果不理想。

在今后的實(shí)踐工作中，針對(duì)該不足進(jìn)行持續(xù)性的改進(jìn)并不斷深化推廣到本專業(yè)的工程應(yīng)用中，成為地形圖更新的首選。

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