宋桂花

（山東建材勘察測(cè)繪研究院有限公司，山東濟(jì)南 250000）

應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)能夠獲取更完整豐富的地面物體信息，但需要融合多源數(shù)據(jù)獲取紋理信息，光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量技術(shù)能夠在其中發(fā)揮重要作用，受到廣泛關(guān)注。為了更好地利用光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量技術(shù)，有必要探討光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量技術(shù)在項(xiàng)目中的具體應(yīng)用。

1 光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量技術(shù)應(yīng)用路徑

1.1 技術(shù)原理

隨著無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的廣泛應(yīng)用，光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量技術(shù)在我國(guó)測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用也日趨廣泛。光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量技術(shù)在應(yīng)用中以像點(diǎn)坐標(biāo)為原始觀測(cè)值，以每張相片為單元，全區(qū)域的統(tǒng)一法方程式和誤差方程式采用共線方程線性化建立，對(duì)每張相片所有待求點(diǎn)地面坐標(biāo)和六個(gè)外方位元素整體解求，具有精度高、理論嚴(yán)密的特點(diǎn)，在非攝影測(cè)量附加觀測(cè)值引入和估計(jì)系統(tǒng)誤差方面具有出色表現(xiàn)，適合非量測(cè)相機(jī)和非常規(guī)攝影影像數(shù)據(jù)，在無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用中的空三處理中表現(xiàn)極為突出。

具體應(yīng)用流程中，確定影像的地面點(diǎn)坐標(biāo)和外方位元素；做好法方程和誤差方程的逐步建設(shè)；開(kāi)展改化法方程求解；對(duì)相片外方位元素開(kāi)展逐一求解；對(duì)待定點(diǎn)地面坐標(biāo)值進(jìn)行解算，基于空間前方交會(huì)完成解算，最終得到鄰影像間公共點(diǎn)均值[1]。

1.2 空三測(cè)量流程

（1）建立區(qū)域網(wǎng)。

在開(kāi)展測(cè)量前，需要做好攝影比例尺、航攝數(shù)據(jù)、像控點(diǎn)成果、相機(jī)參數(shù)文件、像控點(diǎn)布網(wǎng)略圖、影像數(shù)據(jù)等資料的準(zhǔn)備，開(kāi)展空三區(qū)域網(wǎng)建設(shè)，輸入航帶、影像、控制點(diǎn)坐標(biāo)等信息，更好地保障數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。

（2）加密分區(qū)要求。

結(jié)合實(shí)際情況分析測(cè)試區(qū)域，結(jié)合航攝分區(qū)、航攝方向，科學(xué)劃分加密測(cè)區(qū)，需要有意識(shí)避開(kāi)面積較大水域，不得出現(xiàn)像主點(diǎn)落水問(wèn)題，科學(xué)控制加密分區(qū)大小。

（3）內(nèi)定向。

內(nèi)定向工作需要在傳統(tǒng)框幅式相機(jī)應(yīng)用時(shí)開(kāi)展，通過(guò)測(cè)量框標(biāo)，基于已知固定坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)碼影像糾正，可以同時(shí)消除形變帶來(lái)的坐標(biāo)誤差，屬于數(shù)字影像的航攝影像無(wú)須內(nèi)定向。

（4）自動(dòng)匹配。

結(jié)合測(cè)區(qū)劃分及實(shí)際情況，參照具體匹配需求，按照多個(gè)子區(qū)劃分測(cè)區(qū)并處理，需要保證一條航帶重疊存在于各Block間，基于一條航帶劃分得到不同的Block時(shí)，需保證兩張影像重疊存在于區(qū)域間。完成劃分后，結(jié)合測(cè)區(qū)實(shí)際情況，以子區(qū)為獨(dú)立項(xiàng)目開(kāi)展參數(shù)自動(dòng)匹配，分析匹配質(zhì)量，需要做好模型、網(wǎng)內(nèi)、網(wǎng)間連接，避免部分區(qū)域出現(xiàn)進(jìn)度不均勻、不規(guī)則變形等問(wèn)題。

1.3 技術(shù)應(yīng)用策略

（1）構(gòu)建區(qū)域網(wǎng)。

按照數(shù)字影像轉(zhuǎn)換所有光學(xué)影像，融入航攝儀器檢定數(shù)據(jù)，完成測(cè)區(qū)信息文件建立。輸入地面控制點(diǎn)信息后，可以同時(shí)建立觀測(cè)值文件。需在重疊的相鄰航帶間區(qū)域測(cè)定同名連接點(diǎn)，在數(shù)字掃描前開(kāi)展分辨率檢查，重點(diǎn)關(guān)注影像翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

（2）自動(dòng)相對(duì)定向。

特征點(diǎn)選擇需要在相鄰兩幅影像間重疊部分選擇并提取，應(yīng)選擇均勻分布特征明顯的特征點(diǎn)。局部影像匹配圍繞各特征點(diǎn)進(jìn)行，以此獲取同名點(diǎn)，基于大量特征點(diǎn)，順利完成高準(zhǔn)確性的影像匹配。在定向解算過(guò)程中，清除粗差后再次計(jì)算，保證所有粗差排除。

（3）控制點(diǎn)影像庫(kù)建設(shè)。

基于全數(shù)字化的攝影測(cè)量，必須重視控制點(diǎn)庫(kù)的建設(shè)，以此提供信息數(shù)據(jù)支持，需重點(diǎn)關(guān)注控制點(diǎn)命名、影像信息、拉制點(diǎn)幾何圖形、地面坐標(biāo)信息管理、控制點(diǎn)分帶坐標(biāo)等內(nèi)容。

（4）誤匹配點(diǎn)和粗差點(diǎn)清除。

相同判讀信息的點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生誤匹配點(diǎn)，需及時(shí)將其清除。測(cè)量誤差可以按照系統(tǒng)誤差和偶然誤差細(xì)分，可基于改進(jìn)和調(diào)整數(shù)學(xué)模型處理具備一定規(guī)律的系統(tǒng)誤差。

（5）控制點(diǎn)自動(dòng)布設(shè)與測(cè)量。

控制點(diǎn)數(shù)據(jù)支持直接關(guān)系光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量技術(shù)應(yīng)用，高精度區(qū)域網(wǎng)平差直接受到控制點(diǎn)分布和數(shù)量的影響，需要結(jié)合光束法平差模型優(yōu)選控制點(diǎn)布設(shè)方案。在控制點(diǎn)位置選擇過(guò)程中，需要針對(duì)性分析區(qū)域分布情況，全面考慮影像中位置，保證其處于影像二度重合范圍?；诤骄€方向，保證航帶內(nèi)的控制點(diǎn)處于其三度重合內(nèi)，區(qū)域條件較好時(shí)，可以圍繞九度重合區(qū)開(kāi)展控制點(diǎn)布設(shè)。對(duì)較為復(fù)雜的控制點(diǎn)進(jìn)行布設(shè)和規(guī)劃時(shí)，需保證相關(guān)人員經(jīng)驗(yàn)豐富[2]。

2 光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 項(xiàng)目概況

以濟(jì)南市礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用年度監(jiān)測(cè)與評(píng)估作為研究對(duì)象，該項(xiàng)目的作業(yè)范圍包括長(zhǎng)清區(qū)、章丘區(qū)、平陰縣，主要應(yīng)用地形測(cè)量、礦區(qū)調(diào)查等技術(shù)手段，實(shí)地勘測(cè)礦山企業(yè)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀，采礦權(quán)核查結(jié)合獲取的礦區(qū)實(shí)際開(kāi)采邊界與標(biāo)高數(shù)據(jù)完成，通過(guò)提供技術(shù)支持，滿足礦政管理工作需要。項(xiàng)目工作的主要內(nèi)容為通過(guò)野外調(diào)查、收集資料、地形測(cè)量等手段，明確實(shí)際開(kāi)采范圍，結(jié)合勘測(cè)數(shù)據(jù)與國(guó)土部門(mén)登記信息核查采礦權(quán)；結(jié)合采礦權(quán)開(kāi)發(fā)利用方案與測(cè)量結(jié)果，對(duì)開(kāi)發(fā)利用方案進(jìn)行評(píng)價(jià)；實(shí)時(shí)勘測(cè)各礦山開(kāi)采現(xiàn)狀，對(duì)開(kāi)采范圍進(jìn)行測(cè)量，為相關(guān)管理工作提供依據(jù)。

2.2 總體技術(shù)路線

項(xiàng)目采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系、1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，選擇高斯-克呂格投影、3°分帶、中央經(jīng)線117°，選擇1∶2 000的成圖比例尺，DLG基本等高距為2 m。項(xiàng)目主要采用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，可以基于無(wú)人機(jī)對(duì)地物位置、外觀、高度等屬性進(jìn)行真實(shí)反映，具備影像數(shù)據(jù)快速采集、三維建模全自動(dòng)化、同時(shí)輸出多種成果格式等特點(diǎn)。

項(xiàng)目開(kāi)展前，負(fù)責(zé)測(cè)量的企業(yè)多次開(kāi)展同類(lèi)項(xiàng)目測(cè)量，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的成果精度得到驗(yàn)證，能夠滿足項(xiàng)目測(cè)量需要，技術(shù)的具體應(yīng)用流程可以概括為已有資料收集→生產(chǎn)計(jì)劃制定→技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)編制/資源配置→確定技術(shù)負(fù)責(zé)人、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人→航線設(shè)計(jì)→無(wú)人機(jī)攝影→空中三角測(cè)量→實(shí)景重建模型→數(shù)據(jù)采集→外業(yè)調(diào)繪→精度檢驗(yàn)→過(guò)程檢查→最終檢查→成果提交驗(yàn)收。

2.3 技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

在光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量技術(shù)的具體應(yīng)用中，技術(shù)應(yīng)用流程可概括為準(zhǔn)備數(shù)據(jù)→新建工程→參數(shù)設(shè)置→多視角影像聯(lián)合平差→多視角影響密集匹配→像控點(diǎn)添加→二次平差→平差報(bào)告輸出→檢查精度→空三成果。

在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段，相片pos 信息基于軟件ReadJpg GpsTool獲取，經(jīng)緯度pos信息由GpsTool軟件轉(zhuǎn)換，平面坐標(biāo)系下的pos信息由GpsTool獲取。在空三解算環(huán)節(jié)，將照片導(dǎo)入，通過(guò)實(shí)景建模軟件相關(guān)參數(shù)設(shè)置，開(kāi)展多視角影像聯(lián)合平差和多視角影像密集匹配，得出空三成果。光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用需要得到Photo Scan軟件的支持，傾斜攝影三維建模軟件的自動(dòng)化程度較高，能夠滿足區(qū)域整體實(shí)景建模需要，結(jié)合空三分布式計(jì)算機(jī)制，軟件的計(jì)算效率較高，能夠較好處理海量數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)導(dǎo)入后，軟件可以基于圖像關(guān)系自動(dòng)完成空間三角解算，涉及密集點(diǎn)云匹配、無(wú)縫自動(dòng)紋理映、點(diǎn)云融合與構(gòu)網(wǎng)等環(huán)節(jié)，順利完成自動(dòng)化的三維模型構(gòu)建。結(jié)合連續(xù)二維圖像，順利實(shí)現(xiàn)實(shí)景三維模型的還原，可以在無(wú)須人工干預(yù)的條件下實(shí)現(xiàn)批量化的海量模型處理。

（1）影像預(yù)處理。

細(xì)致檢查影像質(zhì)量，保證影像不存在扭曲、變形等現(xiàn)象，修復(fù)不符合要求的影響，統(tǒng)一編號(hào)需結(jié)合規(guī)則圍繞POS數(shù)據(jù)與影像開(kāi)展。

（2）自動(dòng)空三加密。

基于光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量技術(shù)，對(duì)區(qū)域網(wǎng)應(yīng)用光束法開(kāi)展整體平差解算，可以順利獲取加密點(diǎn)成果。

（3）影像密集匹配。

采用高精度算法進(jìn)行匹配，可以自動(dòng)匹配影像中的同名點(diǎn)，從影像中抽取更多的特征點(diǎn)，通過(guò)得到的大量點(diǎn)云數(shù)據(jù)精確表達(dá)地物細(xì)節(jié)。

（4）紋理自動(dòng)映射。

TIN基于點(diǎn)云構(gòu)建，完成白模構(gòu)建，結(jié)合影像，軟件可以完成對(duì)應(yīng)紋理的計(jì)算，在對(duì)應(yīng)的白模上自動(dòng)完成紋理映射，形成真實(shí)三維場(chǎng)景。

（5）表達(dá)與輸出模型。

依托分層顯示技術(shù)，分塊計(jì)算輸出測(cè)區(qū)模型，模型分塊輸出大小可以基于需要進(jìn)行針對(duì)性設(shè)定。

（6）像控點(diǎn)布設(shè)。

案例采用GNSS-RTK方法，需要在航帶間重疊位置均勻布設(shè)像控點(diǎn)，在復(fù)雜地形變化區(qū)域適當(dāng)加密控制點(diǎn)個(gè)數(shù)，選擇易于辨別的空曠無(wú)遮擋位置，保證地面平坦、無(wú)起伏，選擇易保存的像控點(diǎn)目標(biāo)，以“L”型標(biāo)記像控點(diǎn)目標(biāo)刺點(diǎn)，對(duì)像控點(diǎn)照片進(jìn)行留取和文字描述，便于辨識(shí)使用。選擇RTK測(cè)量法結(jié)合SDCORS網(wǎng)絡(luò)測(cè)定相片控制點(diǎn)，取兩次測(cè)定平均值，必要時(shí)應(yīng)用引點(diǎn)法和支導(dǎo)線的方式對(duì)像控點(diǎn)平面位置進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量完成后開(kāi)展精度統(tǒng)計(jì)。

3 結(jié)論

光束法區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量技術(shù)具備較高推廣價(jià)值，文章分析影像預(yù)處理、影像密集匹配、紋理自動(dòng)映射等內(nèi)容，直觀地展示技術(shù)的具體應(yīng)用路徑。為了更好地滿足無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量需要，需要重視大范圍傾斜數(shù)據(jù)處理、多視影像密集匹配效率提升、傾斜數(shù)字成果拓展應(yīng)用與多種技術(shù)集合應(yīng)用。