顧 磊 （安徽省地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)院，安徽 合肥 230000）

1 引言

測(cè)繪技術(shù)近些年發(fā)展得十分迅猛，測(cè)量技術(shù)也隨之得到了改進(jìn)，傾斜攝影測(cè)量技術(shù)逐漸取代了傳統(tǒng)方法。在當(dāng)前所使用的傾斜攝影測(cè)量方法中，運(yùn)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行傾斜攝影過(guò)程中最為重要的環(huán)節(jié)就是外業(yè)布設(shè)像控點(diǎn)。在外業(yè)進(jìn)行測(cè)量、標(biāo)志布設(shè)等在一定程度上都會(huì)大量增加工作強(qiáng)度，而且如果不能夠進(jìn)行科學(xué)規(guī)范的布設(shè)像控點(diǎn)，不僅要對(duì)像控點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)測(cè)，也會(huì)在一定程度上影響到模型的精度。另外，外業(yè)與內(nèi)業(yè)的布設(shè)人員也需要具有較高的專(zhuān)業(yè)技術(shù)。對(duì)于布設(shè)的像控點(diǎn)如果出現(xiàn)故障，可以采用免像控測(cè)量技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)關(guān)鍵在于將實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分技術(shù)內(nèi)置于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，而且還附帶了具有高精度的導(dǎo)航系統(tǒng)，采用該技術(shù)能夠讓無(wú)人機(jī)飛行器發(fā)揮出空中流動(dòng)站的作用，從而能夠更加準(zhǔn)確地獲取高密度的像控點(diǎn)，該技術(shù)還能夠呈現(xiàn)像片的定位信息，能夠?qū)崿F(xiàn)同地面控制點(diǎn)一樣的功能效果。免像控技術(shù)不是一種單一的技術(shù)，而是高度集成了很多種技術(shù)。然而對(duì)于這種技術(shù)所需要搭建的硬件軟件設(shè)備平臺(tái)，也是其他普通無(wú)人機(jī)所不能達(dá)到的。普通的無(wú)人機(jī)一般體積比較小、載重輕、造價(jià)通常比較低，GPS導(dǎo)航配備的精度也比較低，曝光同步裝置也沒(méi)有進(jìn)行相應(yīng)的搭載，這都會(huì)使影像數(shù)據(jù)出現(xiàn)一定程度上的偏移。為此，這篇文章針對(duì)這類(lèi)問(wèn)題提出了無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)。

2 無(wú)像控?zé)o人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)流程

2.1 影像數(shù)據(jù)獲取及處理

獲取影像的前提就是要對(duì)航線(xiàn)進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，根據(jù)測(cè)量區(qū)域的實(shí)際情況科學(xué)的設(shè)計(jì)航線(xiàn)規(guī)劃，將無(wú)人機(jī)飛行的高度和重疊度等影像參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)置，然后根據(jù)規(guī)劃的航線(xiàn)無(wú)人機(jī)通過(guò)完成飛行將影像數(shù)據(jù)獲取。然后在Smart3D軟件中將獲取的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的導(dǎo)入，并將相關(guān)的坐標(biāo)系統(tǒng)等參數(shù)設(shè)置完成。完成數(shù)據(jù)導(dǎo)入后，首先要檢查獲取的照片，將有問(wèn)題的照片挑選出來(lái)。然后是空三處理，之后根據(jù)圖像數(shù)據(jù)重新建立三維模型、DOM等。

2.2 EPS三維測(cè)圖

作為三維測(cè)圖軟件的EPS能夠直接生成相應(yīng)的3D模型，能夠輕松地實(shí)現(xiàn)測(cè)量圍墻和房屋的邊角，包括獲取地面高程點(diǎn)。首先需要在EPS中將三維模型和DOM進(jìn)行相應(yīng)的加載，將三維模型進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，可以在三維模型中直接進(jìn)行矢量化的處理。利用五點(diǎn)房法對(duì)房屋進(jìn)行相應(yīng)的繪制，同時(shí)可以將房屋相關(guān)的屬性信息進(jìn)行直接錄入，其中包括了房屋的層數(shù)、高度等相關(guān)數(shù)據(jù)。

2.3 地籍圖的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及糾正

無(wú)像控屬性的三維模型具有較高的精度，但是無(wú)人機(jī)自身的GPS不具備較高的精度定位，這就使得通過(guò)EPS進(jìn)行繪制的坐標(biāo)與實(shí)際情況存在一定的偏差，并且其自身所提供的POS數(shù)據(jù)就是WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)，而地籍坐標(biāo)所采用的系統(tǒng)是2000型的，因此，就需要在兩種系統(tǒng)模式之間進(jìn)行坐標(biāo)和空間的轉(zhuǎn)換。這就要求在進(jìn)行采集界址點(diǎn)的時(shí)候盡量保證精度高、分布均勻，通過(guò)將這些具有較高精度的界址點(diǎn)與地籍圖進(jìn)行相應(yīng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，才能夠使測(cè)繪地籍圖的工作完成。由于測(cè)區(qū)周?chē)南嗥哂休^低的重疊度，所使用的相機(jī)設(shè)備也沒(méi)有較高的精度，使得生成的三維模型會(huì)在一定程度上發(fā)生變形。為了解決此類(lèi)問(wèn)題，通常可以采用橡皮頁(yè)變換的方法進(jìn)行相應(yīng)的幾何校正，并且通過(guò)這種方法還能夠?qū)崿F(xiàn)局部的準(zhǔn)確校正。這篇文章所選取的目標(biāo)圖層就是具有較高精度的界址點(diǎn)，通過(guò)科學(xué)的糾正，實(shí)現(xiàn)校正整體矢量數(shù)據(jù)的目的。

3 實(shí)例分析

3.1 試驗(yàn)區(qū)概況

這篇文章所選取的試驗(yàn)區(qū)地理位置在東至縣，東西與南北跨度分別達(dá)到了0.2km、0.3km，總體的面積大約為0.06km2。

3.2 航空攝影情況

無(wú)人機(jī)所采用的型號(hào)是大疆精靈4，具體包括了單鏡頭，一共飛行了5個(gè)架次，采用井字形的飛行方式。在進(jìn)行設(shè)計(jì)航線(xiàn)時(shí)將航向與旁向重疊度分別設(shè)定為80%、70%。共拍攝了1260張相片，像素大小均為5472×3648。詳細(xì)的規(guī)劃參數(shù)，如表1所示。

3.3 三維建模及EPS立體測(cè)圖

利用Smart3D軟件進(jìn)行影像處理建模，通過(guò)將相關(guān)的照片數(shù)據(jù)的導(dǎo)入最終實(shí)現(xiàn)三維模型和影像圖的生成。當(dāng)建立完三維模型后，在EPS軟件中將三維模型進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。然后，再以此為基礎(chǔ)采集地籍圖數(shù)據(jù)，通過(guò)采取五點(diǎn)房法對(duì)房屋的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的采集，通過(guò)在三維模型下對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)的采集，能夠有效地防止房檐發(fā)生改變，從而在一定程度上將工作效率進(jìn)行提升，并且也提高了測(cè)圖的精準(zhǔn)度。外業(yè)人員可以依據(jù)實(shí)際測(cè)量成果進(jìn)行調(diào)繪及檢查，從而使EPS立體測(cè)圖更好地完成。

航線(xiàn)規(guī)劃方案參數(shù) 表1

無(wú)像控檢查點(diǎn)點(diǎn)位誤差及點(diǎn)位中誤差 表2

3.4 地籍圖精度

本次試驗(yàn)采用的測(cè)量技術(shù)利用了EPS將地籍圖按照WGS84坐標(biāo)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了生成，并且對(duì)外業(yè)中的5個(gè)高精度界址點(diǎn)和房角點(diǎn)進(jìn)行了完整的采集，通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的形式進(jìn)行了空間的校正，進(jìn)一步地獲取了2000坐標(biāo)系統(tǒng)下生成的地籍成果，具體的操作如圖2所示。為了這項(xiàng)測(cè)量技術(shù)的精度進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)證，在試驗(yàn)區(qū)一共設(shè)置了7個(gè)房角點(diǎn)坐標(biāo)，并利用該項(xiàng)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行了測(cè)量，以此來(lái)對(duì)精度進(jìn)行檢查校正，由于f1處于糾正空間之外，所以不將f1點(diǎn)作為此次評(píng)定的樣本。在上述地籍圖中對(duì)位置相同的界址點(diǎn)進(jìn)行了采集，然后對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的驗(yàn)證。由此得到了f2—f7點(diǎn)位所存在的誤差，見(jiàn)表2所示。實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)系統(tǒng)的校正后整體平面精度已經(jīng)達(dá)到了0.089m，由相關(guān)的測(cè)量規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)可知，實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)達(dá)到了二級(jí)精度的標(biāo)準(zhǔn)要求。

總體上來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)所得到的精度還是處于比較低的水平，原因在于實(shí)驗(yàn)所使用的無(wú)人機(jī)、相機(jī)等硬件設(shè)備沒(méi)有達(dá)到相關(guān)的質(zhì)量要求，也就是沒(méi)有達(dá)到pos精度的要求。

4 結(jié)語(yǔ)

文章所介紹的測(cè)量技術(shù)不僅能夠最大限度地節(jié)省硬件設(shè)備，而且還能夠?yàn)闇y(cè)量工作帶來(lái)實(shí)質(zhì)性的便利，在精度方面得到保證的前提下,進(jìn)一步降低了內(nèi)外業(yè)的工作量，值得在測(cè)量農(nóng)村房地過(guò)程中進(jìn)行廣泛推廣。缺點(diǎn)在于該技術(shù)僅在地勢(shì)平坦的農(nóng)村地籍進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)量，在其他較大區(qū)域中的測(cè)繪還需要進(jìn)一步的試驗(yàn)探索。