傾斜攝影測量技術在大比例尺地形圖測繪中的應用

李敏

黃河勘測規劃設計研究院有限公司 河南鄭州 450000

我國地域遼闊擁有廣袤的土地資源，但存在著數據不精確等問題，因此高效地開展土地測量工作就顯得尤為重要，這樣可以更加科學合理地對土地使用進行規劃。使用無人機攝影技術可以有效提高地籍測繪工作的效率和準確度，為我國進行土地資源管理提供可靠的數據支持。因此全面分析無人機攝影測量技術在地籍測繪中的應用具有重要現實意義[1]。

1 傾斜攝影測量在大比例尺地形圖中的應用優勢

1.1 攝影得到的影像分辨率更高

在測繪過程中使用無人機攝影測量技術，可以充分整合處理取得的影像數據而不會干擾到攝影機的攝取工作。目前，無人機上配備的專業攝像機的圖像分辨率有了較大范圍的提升，在使用無人機進行低空攝影過程中，一些地面上的高層建筑業不會對無人機拍攝獲取影像資料產生負面干擾，可以有效提高數據的準確性。另外，使用無人機進行低空攝影可以在不同角度拍攝建筑物紋路，大大擴展了測繪工作的應用范圍。

1.2 運用空中三角測量手段作為輔助

空中三角測量手段基于測繪軟件輔助而實現。空中三角測量技術的引用，能夠清晰全面地呈現地物遮擋狀況，這為測繪人員幾何變形關系圖表的繪制工作提供了極大的便利，達到了多視影像聯合平差的地形測繪目標。在具體實踐測繪中，空中三角測量運用POS技術，能夠實現各類外方位影像元素點線間的結合，經過上述的匹配操作后，繪制出控制點坐標與連接線。

1.3 優化減少數據誤差

首先，傾斜攝影技術能有效保障拍攝的相片的原始分辨率，只要將航飛的參數即航高、鏡頭焦距等設置妥當，就能有效提高攝影的分辨率，保障數據的精確度。其次，傾斜攝影技術能保障空三加密的精度，以往的技術在進行空三加密時會出現匹配錯誤的現象，而傾斜攝影技術可以采取人工干預，不斷優化空三成果精度，盡可能保障地形圖繪制精度。最后，地形圖的繪制工作需要進行人工采集，一些矢量會因為人的視覺誤差而發生變化，傾斜攝影相對只需要調整角度就能進行數據采集，一定程度上保障了數據的精確性和地形圖繪制的質量。

2 傾斜攝影測量技術在大比例尺地形圖測繪中的應用

2.1 傾斜攝影及數據獲取

傾斜攝影通常是采用無人機搭載五視鏡頭獲取傾斜影像，五視鏡頭分別為正視、左視、右視、前視和后視鏡頭，獲取影像數據時配合慣導系統記錄影像的位置和姿態信息。根據測區范圍與實地情況，規劃無人機航線、航高與影像重合度，選取合適的特征地物，合理、均勻布設像控點，利用搭載傾斜鏡頭的無人機獲取傾斜影像及其對應POS信息等數據。航攝結束后及時檢查影像，剔除起飛與降落時不合格的影像數據。

2.2 空中三角測量計算

為了還原像片之間相對位置關系并將像片恢復到統一的空間參考坐標系下，需要對影像進行空三加密操作。選擇測量，按照控制點輸入向導批量加載像控點并選擇對應的空間參考。像控點正確導入后，軟件會根據POS數據預測像控點可能存在的像片位置，選擇某一像控點，并在對應的影像上進行刺點，每個像控點要保證每個鏡頭上至少刺一個點。完成像控點編輯工作后，提交空中三角測量（簡稱“空三”）。此時系統經過特征點提取、連接點匹配、相對定向、絕對定向、區域網平差等步驟運算處理后，完成空三計算。

2.3 三維模型的構建

在進行數據處理時，使用圖形運算系統，做好三維場景的運算，可以通過激光點云掃描系統或者是定位定向系統，不需要通過人工操作就能夠形成簡單的連續影像，進而生成逼真的三維模型。在具體工作中，需要構建新的工程做好數據導入，實現控制點影像數據的關聯，做好空三加密處理，平差優化，進而提交重建任務，提交成品結果并完成場景的構建。在校驗傾斜相片導入軟件系統之后，應該使用真彩色航空相片，生成高密度的點云以及OSG格式的實景模型。

2.4 內業采集和成圖

得到實景三維后，可在模型上裸眼采集所需的數據。數據的采集與傳統地形圖測量的數據采集原則相同，均采集地物的特征點。采集時應注意：第一，部分區域有原始底圖，可將底圖導入數據采集軟件中作為參考數據使用。但導入軟件后，由于大部分點的高程為0，需將這些數據賦一個當地的平均高程，以便進行數據采集。第二，數據采集時，應遵循實景三維數據采集的規則，盡量采集準確。第三，部分區域由于遮擋等原因無法采集，應在圖中圈出，以便進行外業調繪。數據采集完成后，可利用軟件自帶的編碼對照表直接導出DWG成果。

2.5 數據處理

無人機在地圖測繪中的應用優勢在于可以全方位多角度進行攝影，并且在無人機數據處理層面，使用Context Capture Center Master空三數據處理軟件，不僅能夠在線自動校準，保障數據處理的精確性，還能自動處理低空影像進行空中三角控制平差。其改變了傳統的建模方式，將自動、人工、半自動合理切換運用。也提高了數據獲取的精確度，從而可以精準獲取點云數據、三維模型圖、空三加密成果的數據。并且Context Capture Center Master空三數據處理軟件還能配合其他軟件，靈活搭配，拓寬了數據處理及影響應用的范圍。Context Capture Center Master空三數據處理軟件也能提高生成DEM、DOM的效率，加快運算速度，總體來說，優勢還是較為顯著的。另外，Context Capture Center Master空三數據處理軟件還能借助南方影像處理平臺，對平臺內的信息和資源進行良好運用，也能及時檢測云處理平臺的硬件系統等運行情況。云處理平臺切實為無人機數據處理提供了強大的后臺支撐，極大地提高了無人機數據處理的工作效率，加快了大比例尺地形圖的繪制進程。將外業采集的數據導入Context Capture Center Master，開始第一次空三計算，計算成功后輸入像控點進行第二次空三計算，最終完成三維模型的提取。通過對三維圖形的可視化處理就能夠真實還原地表的影像數據，便于直觀明了地觀察到地表全貌和地形分布特征，最終繪制項目所需1:500地形圖。

2.6 補測和調繪工作

第一，測繪人員需要對大比例尺地形圖測繪工作進行有效分析，對于需要補測的地方進行總結，然后將其提交給作業人員，安排其進行補測工作，以此來加強內業和外業工作之間的銜接，進而提升傾斜攝影測量技術的測繪質量；第二，測繪人員在進行數據采集的過程中，需要加強對外業工作的合理定性，以此來保證所建立的三維模型的有效性；第三，測繪人員在進行補測和調繪工作的過程中，還要注意可能會遇到看不清或者完全看不到的情況，測繪人員不能進行補測和調繪工作，導致測繪工作出現差錯，影響傾斜攝影測量技術在大比例尺地形圖測繪工作中的應用效果[2]。

3 測繪質量保證措施空中測量方面

為進一步保證三維模型測量的精準性，無人機測繪過程中應該需要結合傾斜攝影技術的精度標準、空間測量范圍進行反復測量。例如，在測量過程中，無論是借助無人機獲得的哪方面數據，都在事先經過了預操作，通過與操作反饋的結果對無人機的圖像采集頻率、飛行速度進行了適當調整。另外，無人機測繪過程中，受氣候、風速等外界因素的影響，精度不準的情況難免存在。對于這種情況，可以將獲得的數據作為初始數據，經過后續的測量與比對來獲得更加精準的測量數據，以此保證區域地形測繪質量。模型實驗方面。3D模型構建過程中，應該著重強調對數據之間聯系的關注，保證所獲得的區域圖像信息能夠得到精準呈現。因此，對于此類問題，應該將借助傾斜攝像機獲得的影像信息、地面物體頂面紋理進行有機結合，對圖像進行連續處理，保證獲得的三維模型具有連續性，以此滿足后續的處理需求[3]。

4 結語

傾斜攝影測量技術是國際測繪領域的一種高科技技術，在近幾年得到快速的發展，它能夠幫助測繪人員準確獲取地面數據信息，對信息化測繪進行多元探索。傾斜攝影測量技術通過一個垂直、四個傾斜、五個不同的視角獲得影像，能夠如實地反映目標建筑物的真實情況，準確地獲取地理信息，通過先進的定位、融合、建模等一系列技術形成三維城市模型，改變傳統正攝影智能從垂直角度拍攝的局限，具有較高的分辨率，能有效擴大市場角，得到更加詳細的地物信息數據。