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本文目錄一覽：
1、矢量手繪pos機
矢量手繪pos機
1、引言
一直以來(lái)，地理信息數據的獲集多采用人工作業(yè)，勞動(dòng)強度大，工序繁多、耗時(shí)耗力，近年來(lái)興起的無(wú)人機傾斜攝影技術(shù)徹底顛覆了傳統作業(yè)模式，該技術(shù)通過(guò)無(wú)人機低空多鏡頭攝影獲取豐富的立體影像數據，無(wú)須人工干預，自動(dòng)生成三維地理信息模型，具有效率高、成本低、一次飛行信息豐富、數據精準等特點(diǎn)，已在國土監察、城市執法、應急救災、城市測繪等領(lǐng)域獲得了廣泛應用。
2、無(wú)人機傾斜攝影測量的基本原理及優(yōu)勢分析
2. 1 基本原理
傾斜航空攝影是利用傾斜航空相機獲取地物信息的一種新型航空攝影方式。傾斜航空攝影區別于傳統的豎直航空攝影方式，傾斜相機通常采用五個(gè)方位進(jìn)行數據采集，分為正攝、前視、后視、左視、右視，配合慣導系統獲取高精度的位置和姿態(tài)信息，通過(guò)特定的數據處理軟件進(jìn)行數據處理，將所有影像納入到統一的坐標系統中，傾斜航空攝影如圖1 所示。
2. 2 技術(shù)優(yōu)勢
( 1) 真實(shí)性
傾斜影像能讓用戶(hù)從多個(gè)角度觀(guān)察，更加真實(shí)再現地物的實(shí)際情況，無(wú)限逼近真實(shí)世界，彌補了傳統正射影像的不足。
( 2) 可量測性
傾斜影像通過(guò)配套軟件的應用，可以直接基于成果影像進(jìn)行高度、長(cháng)度、面積、角度的量測，實(shí)時(shí)獲取數據。
( 3) 豐富紋理
與傳統垂直影像相比，傾斜影像有它自己獨特的優(yōu)勢: 它能提供豐富的建筑物立面信息。有了建筑物的立面信息，即獲取了建筑物表面紋理，對于三維建模等方面有著(zhù)深遠的影響。
3、應用案例
3. 1 工程概況
某測區位于蚌埠市西片區，測區由15 棟高層商品房及配套商業(yè)構成，三面臨城市道路，一面臨小區二期商業(yè)內街，需要測繪的竣工面積約16 萬(wàn)m2 。采用北方天途電動(dòng)八旋翼無(wú)人機和五鏡頭傾斜相機實(shí)施航攝，武漢天際航有限公司的DP-Smart 軟件進(jìn)行空中三角測量及全自動(dòng)三維建模，竣工地形圖采集采用DP-Modeler 軟件。
3. 2 航線(xiàn)布設及數據獲取
根據實(shí)施竣工測量的區域確定飛行范圍，合理規劃飛行航線(xiàn)，確保航向重疊度保持在80%以上，旁向重疊度在60%以上。航線(xiàn)按照測區走向直線(xiàn)方法布設，平行于測區邊界線(xiàn)的首末航線(xiàn)的側視鏡頭能夠獲得測區的有效影像?？紤]到傾斜攝影相機拍攝角度，為保證邊緣物體立體成像，航線(xiàn)覆蓋超出測區邊界線(xiàn)至少200 m。最終布設航線(xiàn)14 條，航向重疊度、旁向重疊度均為80%，飛行高度150 m，航向間距25 m，旁向間距38 m。航線(xiàn)設計圖如圖2 所示。
本次航攝共獲取五鏡頭傾斜影像數據5 組，每組464 張照片，共計2320 張照片以及每張照片對應POS數據。
3. 3 空三加密自動(dòng)建模
在DP-Smart 中新建工程，添加5 個(gè)鏡頭的影像數據以及對應的POS 數據，經(jīng)過(guò)提取特征點(diǎn)、相對定向、匹配連接點(diǎn)、區域網(wǎng)平差，生成攝區的空中三角測量成果。根據空三成果，提取特征點(diǎn)，生成密集點(diǎn)云數據以及三角網(wǎng)構建、紋理映射等，最終得到三維傾斜模型，如圖3 所示。
3. 4 矢量測圖
采用DP Modeler 新建解決方案，它可以基于傾斜數據直接對建筑物矢量、點(diǎn)狀地物進(jìn)行測量。采集過(guò)程中對于不同的地物給予不同的編碼，成果可以直接導出CASS 成圖，流程如圖4 所示。
圖5 DP Modeler 竣工圖采集
3. 5 成果精度分析
依據《城市測量規范》建筑竣工測量地形圖的測量精度要求: 竣工測量的主要地物點(diǎn)相對于臨近圖根點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差不大于50 mm，次要地物點(diǎn)相對于臨近圖根點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差不大于70 mm，地物點(diǎn)間距中誤差不大于50 mm。高程點(diǎn)相對于臨近圖根點(diǎn)的高程中誤差不大于40 mm。
( 1) 實(shí)測小區內分布均勻的建筑物拐角坐標點(diǎn)6點(diǎn)，統計點(diǎn)位中誤差如表1 所示。
點(diǎn)位中誤差統計表
( 2) 選取小區內建筑物邊長(cháng)5 條，統計中誤差如表2 所示。
( 3) 選取小區內高程點(diǎn)5 點(diǎn)，統計高程中誤差如表3 所示。
通過(guò)上表分析，點(diǎn)位中誤差、間距中誤差、高程中誤差均在誤差允許范圍內，可以得出DP Modeler 矢量采集的地形圖以及建筑物高度完全滿(mǎn)足城市測量規范要求，可應用于竣工測量。
4、結語(yǔ)
無(wú)人機傾斜攝影測量應用于竣工測繪產(chǎn)生了很好的效益，在蚌埠市得到了積極推廣。目前，規劃部門(mén)已經(jīng)確定實(shí)景真三維模型作為竣工測量必須提交資料，對于竣工測繪中發(fā)現的違章建筑，通過(guò)實(shí)景真三維模型標識移交城市管理執法部門(mén)，可以更方便快捷執法。另外，傾斜攝影測量成果集合三維平臺可以得到更多的應用，比如結合規劃成果，可以對城市規劃進(jìn)行輔助決策，結合管線(xiàn)探測成果，實(shí)現地下管線(xiàn)管理等很多方面。
通過(guò)實(shí)際應用，我們也發(fā)現目前存在的一些問(wèn)題:
( 1) 天氣因數制約的問(wèn)題: 由于攝影測量對于光線(xiàn)要求以及考慮到無(wú)人機飛行穩定性及安全性，適合飛行時(shí)間很受限制。
( 2) 影像遮擋問(wèn)題: 對于城市新建的高層建筑以及高密度綠化小區，影像時(shí)有遮擋，雖然采取的是五鏡頭多視角觀(guān)測和大重疊飛行觀(guān)測方式，可解決一些地物被遮擋的問(wèn)題，但是很多重要地物點(diǎn)無(wú)法采集，必須結合全站儀數據，共同編輯成圖。
( 3) 對作業(yè)員要求較高: 對于內業(yè)作業(yè)人員，需要有一定的經(jīng)驗，如不同熟練程度的作業(yè)人員對于同一地物繪制可能有1 個(gè)～2 個(gè)像素的誤差，矢量采集的準確性難以保證。
可以預見(jiàn)，隨著(zhù)傾斜攝影測量技術(shù)的發(fā)展，軟件的進(jìn)步，成本和維修費用降低，傾斜攝影測量技術(shù)在測繪地理信息領(lǐng)域應用必將更加深入廣泛。
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