摘 要: 利用低空无人机倾斜摄影技术快速获取多角度影像数据,通过自动实景三维建模和三维模型立体量测技术,从而实现免外业调绘的高精度大比例尺地形图测绘。本文通过具体生产实验,详细介绍基于无人机倾斜摄影测量技术的大比例尺地形图作业流程,并通过精度分析,验证了此方法的可行性。 关键词: 倾斜摄影;实景三维模型;大比例尺地形图; 1 引 言
关键词: 倾斜摄影;实景三维模型;大比例尺地形图;
1 引 言
本文通过无人机飞行平台搭载倾斜相机,采用倾斜摄影的方式获取高重叠度影像数据,利用自动实景三维建模和三维模型立体量测技术,实现免外业调绘的高精度大比例尺地形图测绘,并通过具体实验验证此技术路线的可行性。
2 无人机倾斜摄影
3 实景三维模型建立及大比例地形图测绘
本文通过无人机飞行平台搭载倾斜相机,采用倾斜摄影的方式获取测区的影像数据,利用自动建模的技术构建实景三维模型;在构建的实景三维模型基础上,通过三维立体量测技术,采集地物地貌特征点、线、面,最后通过内业编辑的方式制作地形图,从而省去烦琐的外业调绘工作,为快速制作大比例尺地形图测绘提供一种新的解决方案。基于无人机倾斜摄影的大比例尺地形图测绘技术路线如图2所示。
图2 基于无人机倾斜摄影的大比例尺地形图测绘技术路线
3.1 实景三维模型
本项目采用5个像控点解算,8个像控点进行精度检查,实景三维建模采用CC(Smart3D)软件进行制作,主要步骤如下:
基于空中三角测量成果,进行模型分块,在分块模型的基础上,提取测区密集点云,构建不规则三角网,建立三维模型;同时利用5镜头获取的多角度纹理信息,自动拼贴,得到测区实景三维模型,如图5所示。
大比例地形图测绘主要基于EPS无人机三维模块,利用三维实景模型的空间量测功能,直接进行地形、地物的采集工作。具体步骤如下所示。
在EPS无人机测量模块中利用模型转换功能将Smart3D生成的OSGB格式的模型转换成DSM高程模型,然后加载DSM模型从而实现实景三维模型的加载,如图6所示。
如图7所示,基于三维实景模型的地形图制作,借助模型的空间尺寸信息,直接进行空间量算及采集,同时通过模型旋转及多角度观察等功能实现自动房檐改正,免去大量的外业实测及调绘工作,大大提高地形图测绘的工作效率。
4 精度分析
4.2 平面及高程精度
(1)平面精度
平面精度检查采用RTK外业实测特征点和地形图上的同名点进行统计分析,具体精度统计表如表2所示。
(2)高程精度
高程精度检查采用RTK外业实测特征点和地形图上的同名点(可通过实景三维模型直接获取)进行统计分析,具体精度统计如表3所示。
如图9所示,总共35个平面精度统计的点,高程误差均小于0.1m,最大高程误差为0.086m,高程中误差0.034m,满足1∶500地形图高程精度要求。
5 结 论
本文给出了基于倾斜摄影技术测绘大比例尺地形图的技术路线,并通过具体实验精度分析,验证了此技术路线的可行性。同时借助实景三维的立体量测、任意视角等优点,实现房檐改正、地形、地物全内业绘制,避免了传统地形图外业调绘、补测等工作,为大比例地形图测绘提供了一个新的解决方案
作者:周小杰,胡振彪,乔新
原标题:无人机倾斜摄影技术在大比例尺地形图测绘中的应用