數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用

王東亮，刁　凱

(黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080)

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數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用

王東亮，刁凱

(黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080)

數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)(Virtuozo NT)是一種功能齊全、全軟件化設(shè)計(jì)、高智能化的攝影解決方案 ，能夠提供空中三角測(cè)量至測(cè)繪地形圖的完整流程。應(yīng)用Virtuozo NT 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)對(duì)水利工程進(jìn)行測(cè)繪，在提升了生產(chǎn)效率的同時(shí)也保證了數(shù)字線劃圖的精度，同時(shí)還能夠快捷、簡(jiǎn)便的進(jìn)行正射影像制作，能夠按照要求制作高精度的數(shù)字高程模型，進(jìn)而確保水利工程線路的現(xiàn)勢(shì)性與高精度的需求，能夠滿足水利工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)需求。

數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)；水利工程；應(yīng)用情況；關(guān)鍵技術(shù)

工程質(zhì)量檢測(cè)工作時(shí)水利工程中的重要組成，隨著人們質(zhì)量意識(shí)的逐漸提升，水利工程質(zhì)量受到了社會(huì)、國(guó)家的高度重視。現(xiàn)階段水利工程質(zhì)量檢測(cè)部門(mén)正處于轉(zhuǎn)型階段，水利工程測(cè)量工作應(yīng)該從水利工程設(shè)計(jì)需求出發(fā)[1]，研究出高效率、高質(zhì)量、產(chǎn)品豐富的測(cè)量系統(tǒng)，以求適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需求。Virtuozo NT全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)在水利工程測(cè)量應(yīng)用以其高效率、人性化界面、高精度、高運(yùn)算效率和豐富產(chǎn)品的特點(diǎn)，在行業(yè)中得到了廣泛的認(rèn)可。

1　數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)析

全數(shù)字的攝影測(cè)量系統(tǒng)能夠直接從數(shù)字影像中獲得測(cè)繪信息，該攝影解決方案具有高智能化、功能齊全與全軟件設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，能夠提供完整的空中三角測(cè)量到測(cè)繪地形的作業(yè)流程。Virtuozo NT應(yīng)用的是最先進(jìn)的超快速匹配法對(duì)同名點(diǎn)進(jìn)行確定，能夠?qū)坝跋瘛POT影像以及航空影像進(jìn)行處理，包含24bit的彩色影像與8bit的黑白影像[2-3]。其各種實(shí)用、高效的測(cè)量模式以及接口，能夠?qū)崿F(xiàn)采編一體化。另一方面該數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的開(kāi)放式的數(shù)據(jù)交換形式和圖形測(cè)量軟件、圖像處理軟件以及GIS軟件有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享[4]。且該數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)中的可視化的三維立體景觀，能夠真實(shí)的將三維場(chǎng)景再現(xiàn)，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)為再現(xiàn)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)提供。該數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)不僅能夠制作出不同比例的4D測(cè)繪產(chǎn)品，同時(shí)也是城市建模、三維景觀以及3S集成的操作平臺(tái)。因此可以說(shuō)Virtuozo NT不僅突破了我國(guó)固有的測(cè)繪方式，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，也為測(cè)繪部門(mén)提供了新的強(qiáng)而有力的測(cè)量工具。

2　工程概述

關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)項(xiàng)目建議書(shū)工程測(cè)量任務(wù)，測(cè)區(qū)面積大約103.2 km2，測(cè)區(qū)位于鶴崗市蘿北縣境內(nèi)。測(cè)區(qū)位于黑龍江省東北部，小興安嶺余脈東南，梧桐河中游，植被多為林地。交通有鶴北鐵路，主要公路為鶴北鎮(zhèn)至嘉蔭縣公路，其它為集材路和機(jī)耕路。所測(cè)區(qū)域內(nèi)包含山地、丘陵、平地，地形較為復(fù)雜，有茂盛的植被，在一定程度上增加了測(cè)繪工作的難度。為了確保能夠符合該水利工程設(shè)計(jì)需求，單位對(duì)該水利工程實(shí)施了1∶5 000庫(kù)區(qū)地形圖測(cè)繪，為關(guān)門(mén)嘴子水庫(kù)項(xiàng)目建議書(shū)設(shè)計(jì)階段提供詳細(xì)測(cè)繪資料 。本次測(cè)量任務(wù)由于地形復(fù)雜多變，單位決定不采用以往的野外測(cè)量方式，與省測(cè)繪局合作，野外數(shù)據(jù)的采集由小型無(wú)人機(jī)進(jìn)行航拍。野外采集結(jié)束進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理。其中包含的主要內(nèi)容有：制作數(shù)字高程模型、測(cè)繪數(shù)字線劃圖、制作正射影像圖。如果采取老的測(cè)量方式，本次測(cè)量任務(wù)在20人野外作業(yè)的情況下大約需要40 d左右的時(shí)間，而采用無(wú)人機(jī)航拍需要15 d左右的時(shí)間，無(wú)論從時(shí)間、經(jīng)濟(jì)方面都得到了有效的提高。

3　制作正射影像圖

正射影像圖具備的特點(diǎn)有較強(qiáng)的現(xiàn)勢(shì)性和豐富的信息量，能夠最大程度將地表信息進(jìn)行清晰點(diǎn)的反應(yīng)。制作正射影像圖的目的是利用正射影像圖初步確定該工程的輸水線路的平面位置，并劃定數(shù)字高程模型的大致測(cè)繪范圍和比例尺地形圖。但是由于缺乏外業(yè)像片控制測(cè)量，因此選擇部分較為明顯的地物點(diǎn)作為比例尺地形圖的三維坐標(biāo)，將其作為相片控制點(diǎn)。應(yīng)用Virtuozo NT中的(AATM+PATB)實(shí)施三空加密，進(jìn)行模型創(chuàng)建，然后利用Virtuozo NT制作正射影像圖。這樣充分的利用了Virtuozo NT的高運(yùn)算速度和高自動(dòng)化程度的特點(diǎn)，在大幅度縮短時(shí)間的同時(shí)確保為用戶提供高品質(zhì)的正射影像圖。應(yīng)用Virtuozo NT進(jìn)行正射影像圖的制作，與常規(guī)的制作方法進(jìn)行對(duì)比，在制作效率上得到了顯著的提升，除此之外其還很好的彌補(bǔ)了糾正儀不能進(jìn)行山區(qū)正射影像圖制作以及不能解決無(wú)縫鑲嵌的不足。由此表明，應(yīng)用Virtuozo NT進(jìn)行正射影像圖制作具有異常突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

4　測(cè)繪線劃地形圖

在應(yīng)用Virtuozo NT確定了1：2000的比例尺地形圖的大致測(cè)繪范圍以后，對(duì)所測(cè)區(qū)域全部進(jìn)行像片調(diào)繪以及像片控制，然后應(yīng)用Virtuozo NT對(duì)所測(cè)區(qū)域進(jìn)行數(shù)字線劃地形圖測(cè)繪。該水利工程項(xiàng)目共得到1:2000比例尺的數(shù)字地形圖共計(jì)520幅。應(yīng)用Virtuozo NT進(jìn)行線劃地形圖的測(cè)繪具有界面美觀、操作便捷、精度高以及運(yùn)算快捷的特點(diǎn)，因此能夠有效的保證該項(xiàng)工作在規(guī)定時(shí)間內(nèi)高效率、高質(zhì)量完成。

5　制作高精度的數(shù)字高程模型

進(jìn)行高精度的數(shù)字高程模型的制作方法有多種，例如：利用攝影方法進(jìn)行測(cè)量、在地圖上進(jìn)行量取以及進(jìn)行野外實(shí)地測(cè)量等等。但是野外實(shí)地測(cè)量投入的成本較高，工期較長(zhǎng)，在地圖上進(jìn)行測(cè)量精度不能滿足要求，不能達(dá)到用戶的需求。因此借助攝影進(jìn)行測(cè)量是目前進(jìn)行測(cè)量的最佳選擇。在實(shí)際的測(cè)量工作中，借助Virtuozo NT中的數(shù)字圖像測(cè)量模塊進(jìn)行點(diǎn)、線提取，需要注意到的是所有的點(diǎn)、線提取必須全部使用折線而不是流線。在完成 點(diǎn)、線提取工作以后，借助Virtuozo NT中的導(dǎo)出文本文件的這一功能將其轉(zhuǎn)化為文本文件，然后再應(yīng)用我單位的所編制的轉(zhuǎn)換程序?qū)⑺傻奈谋疚募D(zhuǎn)換成滿足軟件需求到的線文件與點(diǎn)文件。應(yīng)用該方法對(duì)水利工程進(jìn)行數(shù)字高模型制作具有位置精確，點(diǎn)、線密度合理以及高精度的特點(diǎn)，從而為整個(gè)工程的設(shè)計(jì)提供了有力的保障。

6　結(jié)　語(yǔ)

Virtuozo NT 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)是攝影測(cè)量行業(yè)的一次較大的突破，在生產(chǎn)中投入使用，能夠有效的提升生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量。以往航測(cè)內(nèi)業(yè)是一項(xiàng)較為復(fù)雜、系統(tǒng)的工程，不僅產(chǎn)品較為單一，且生產(chǎn)效率較低，生產(chǎn)質(zhì)量不高。應(yīng)用Virtuozo NT全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)以后，在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)中就能夠?qū)⒑綔y(cè)內(nèi)業(yè)中的各項(xiàng)工作有序的完成，且操作難度得到了大幅度的降低，產(chǎn)品精度較高，工效也得到了明顯的提升，產(chǎn)品種類也更加豐富。Virtuozo NT全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的功能與傳統(tǒng)的測(cè)量方案進(jìn)行對(duì)比功能更加強(qiáng)大，界面也更加的人性化，有利于工作人員進(jìn)行操作，目前Virtuozo NT已經(jīng)成為全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)中的領(lǐng)導(dǎo)者，在不斷推廣應(yīng)用的同時(shí)也得到了越來(lái)越多用戶的肯定與認(rèn)可。

應(yīng)用Virtuozo NT 全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)對(duì)水利工程進(jìn)行測(cè)繪，在提升了生產(chǎn)效率的同時(shí)也保證了數(shù)字線劃圖的精度，同時(shí)還能夠快捷、簡(jiǎn)便的進(jìn)行正射影像制作，能夠按照要求制作高精度的數(shù)字高程模型，進(jìn)而確保水利工程線路的現(xiàn)勢(shì)性與高精度的需求，能夠滿足水利工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)需求。

[1]劉豪杰,張永光,孫登可，等.非量測(cè)數(shù)碼相機(jī)用于水利工程測(cè)繪的試驗(yàn)研究[J].人民黃河,2012,34(05):109-111.

[2]陳向平.淺議水利工程施工的幾種施工測(cè)量技術(shù)[J].輕工設(shè)計(jì),2011(03):178.

[3]方玉球.航空攝影測(cè)量技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].治淮,2010(06):44-45.

[4]覃進(jìn)云.現(xiàn)代信息測(cè)繪新技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用改造分析[J].科學(xué)與財(cái)富,2012(08):176.

1007-7596(2016)06-0126-02

2016-03-16

刁凱(1989-)，男，黑龍江安達(dá)人，助理工程師；王東亮(1987-)，男，黑龍江富裕人，助理工程師。

P231.5

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