无人机倾斜摄影测量在城市竣工测量中的应用研究_刘伟伟.pdf
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1、第 卷 第 期 年 月测绘与空间地理信息 ,收稿日期:作者简介:刘伟伟(),女,山东济宁人,工程师,学士,主要从事测绘工程等方面的应用研究工作。无人机倾斜摄影测量在城市竣工测量中的应用研究刘伟伟(福州市勘测院,福建 福州)摘要:以某小区竣工测量为研究对象,从无人机倾斜摄影测量原理出发,对无人机倾斜摄影测量中航线设计、像控点布设、多视影像匹配及自动空三等关键技术及技术流程进行了介绍。重点对无人机摄影测量数据与全站仪测量数据进行精度验证。结果表明,无人机倾斜摄影测量精度满足城市竣工测量精度要求。关键词:无人机;倾斜摄影测量;竣工测量中图分类号:;文献标识码:文章编号:()(,):,:;引 言规划竣
2、工核验测量是规划监督测量最后的一个重要环节,是城市自然资源主管部门进行建设工程规划竣工验收的主要依据,竣工测量成果具有很强的权威性。无人机倾斜摄影测量是采用无人机搭载影像传感器。无人机具有灵活、轻便、快速等优点,可以很好地作为倾斜摄影测量的飞行平台。在测量过程中飞行高度、飞行方向、航向重叠、旁向重叠等参数可以实时记录,用于后期的全自动化倾斜摄影三维模型的建立。本研究以无人机倾斜摄影测量技术为主,以传统的测量方法的竣工测量为辅,通过实际的现场实践经验,为城市竣工测量提供了一种新的测绘方式。无人机倾斜摄影测量原理无人机倾斜摄影测量是通过在无人机上搭载五镜头数码相机通过 形飞行方式,同时拍摄倾斜向前
3、、后、左、右 个方向以及垂直向下方向的影像数据。对于单个镜头来说是选用“井”字形的方式飞行。通过飞行前设定好的轨迹,镜头向下垂直拍摄一组正射影像,随后采用云台对镜头进行控制,使其有一定的偏向角度,然后沿着飞行前设定好的轨迹或者垂直于飞行前设定好的轨迹分别进行两边飞行,获取四组倾斜影像。拍摄影像的过程中结合机载 系统记录影像曝光瞬间的 数据及地面布设的像控点数据。通过内业软件的计算与处理,运用空三测量的方法求得地物点的三维坐标,最终得到影像数据中地形与地物间的几何关系与纹理特征,然后进行测量产品及其他技术产品的生产。无人机倾斜摄影测量关键技术 航线设计)航摄高度:无人机倾斜摄影测量的航摄高度是整
4、个航线设计的基础,航摄高度的确定应依据项目的具体要求及倾斜相机的相关性能参数,选择适当的地面分辨率,按照式()计算得到。()式中,为航摄高度;为倾斜相机焦距;为地面分辨率;为像元大小。)航摄重叠率:航摄重叠率是无人机倾斜摄影测量参数设计的一个关键因素,直接关系到空中三角测量的精度及模型的质量。低空数字航空摄影规范()中对像片重叠率有明确要求。但是,考虑在小区竣工测量中,通常建筑物较为密集,建筑物之间遮挡严重,为保证数据质量,航向重叠率应提高至,减少因航向重叠度不足导致建筑物模型几何结构粘连问题。像控点的布设像控点的布设及测量是保证空三测量精度及地物点在空间中绝对位置的关键。因此在采用无人机倾斜
5、摄影测量时,必须合理布设像控点,引入高精度的像控点参与空三解算。理论上像控点布设得越多,空三解算的精度越高。但考虑到作业效率及成本,像控点在布设过程中应均匀布设,像控点宜布设于航向及旁向 片重叠范围内,在选点困难时,可以布设于 片重叠范围内。多视影像匹配及自动空三采用多视几何技术对多视影像进行匹配然后与空三加密进行两者之间的紧密融合,最终的优化结果可以为摄影测量加密提供较好的初始数据。以传统的摄影测量加密时选用严密的光束法进行区域平差,其采用的函数模型的共线方程如式。()()()()()()()()()()()()()式中,(,)为像点坐标;(,)为像主点坐标;为倾斜相机焦距;(,)为像主点所
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