摘 要: 以浙江省某高速公路竣工复测项目为例,对无人机倾斜摄影测量技术在线型工程测量中的实景三维模型、真正射影像制作以及带状地形图测制等过程进行了应用探讨,同时对测量精度进行了验证。实践表明:该技术仅需少量的外业工作,就可快速获取到符合相关规范要求的数字化测绘成果,大幅提升了线型工程测量的工作效率,值得推广应用。
摘 要: 以浙江省某高速公路竣工复测项目为例,对无人机倾斜摄影测量技术在线型工程测量中的实景三维模型、真正射影像制作以及带状地形图测制等过程进行了应用探讨,同时对测量精度进行了验证。实践表明:该技术仅需少量的外业工作,就可快速获取到符合相关规范要求的数字化测绘成果,大幅提升了线型工程测量的工作效率,值得推广应用。
关键词: 无人机;倾斜摄影测量;线型工程;实景三维模型
近年来,为提升经济活力,国家不断增加了基础设施的投资力度,其中,以线型工程居多。线型工程主要包括公路、铁路、石油与燃气管线、供水渠道、高压输电线路工程等,与块状工程相比,线型工程具有投资大、战线长、专业性强、质量标准高、自然环境与社会环境复杂等客观因素 [1] ,测量作为线型工程最基础的工作,其为线型工程的勘测设计、施工安装以及运营管理提供了重要的数据图件和技术支撑。
当前,随着测绘行业逐渐向着信息化、智能化的方向发展,以无人机倾斜摄影测量为代表的先进技术已在测绘领域得到广泛应用,其突破了传统测绘方法的技术瓶颈,仅需少量的外业工作,就可快速、高精度地获取到能真实反映地形地貌的三维实景模型数据,通过专业软件进一步处理还可以生成满足各行业生产需求的多种数字化测绘产品,极大地扩展了航空摄影测量技术的应用范围 [2] 。
2.1 倾斜摄影测量技术原理
倾斜摄影测量技术是国际遥感领域近年来新兴发展的一项对地观测技术,我国自 2010 年开始引进国内,现已得到迅猛发展。该技术有效融合了近景摄影测量与传统航测技术的优势,但又与传统航测只能单架次获取地面物体下视影像不同,其在飞行平台上增加了与下视方向成 15° 以上的前、后、左、右 4 个倾斜镜头,加上一个下视镜头共五个镜头同时曝光不仅能采集到地面物体的多视角高清立体倾斜影像,同时还能获取到地物的侧面纹理信息 [3] (如图 1 所示),所拍摄的影像再借助于全自动高性能后处理系统, 可快速构建出具有地物准确位置和清晰纹理的高分辨率真三维场景,借助于专业数据处理软件不但可以实现地物的三维数字化精准量测,还可进一步生成多种数字化测绘产品,满足各行业的生产用图需求。
2.2 无人机倾斜摄影测量技术生产流程
图 2 无人机倾斜摄影测量技术生产流程
浙江省“三湾工程”(乐清湾、台州湾、三门湾大桥及接线工程)已于 2019 年 1 月通车运营,该工程是国家高速公路网甬莞高速(编号 G1523)的重要组成部分,三湾工程设计速度 100km/h,全长 147.31km,连接线 18.71km,路基宽度 33.5m。为满足项目土地专项验收、新增建设用地组件报批、不动产登记发证等工作需求,本项目拟采用无人机倾斜摄影测量技术来完成全线竣工复测工作。
本项目采用深圳前海雅棋公司生产的哈瓦五镜头倾斜摄影无人机进行外业航飞(如图 3 所示),该型号无人机具有带状区域航线模式,同时具备长航时、图传距离能够达到 10km,适用于长距离线型工程航测。根据区域围线,建立本次飞行计划,在飞行软件中按现场情况设置合理的飞行参数,航向重叠为 75%,旁向重叠为 70%,本项目按照作业范围线路方向敷设航线,一架次航程小于飞行器能到达的最远航程,采用用地红线外扩 ≥130m 以确保本次航测作业全部覆盖摄区。选择有利的气象条件进行外业航飞,最终飞行 30 多个架次,共获取到测区 16978 张倾斜影像,覆盖面积为 32 km2 。经检查本次航摄摄区未有漏洞,目标区域边界全部覆盖,影像色彩鲜明、反差适中,无明显模糊、重影和错位现象,可用于后期产品的制作。
(2)像控测量
3.3 倾斜三维建模数据处理
(1)数据预处理
(2)空三处理
(3)实景三维模型制作
(4)真正射影像制作
(5)带状地形图测制
(6)外业调绘补测