无人机倾斜摄影1:500地形图测绘流程(CC+EPS)

2021-04-16 14:22:20 admin 23


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

测区位于青岛市高新区沟角村,属于丘陵地形。外业航空摄影通过四旋翼无人机,搭载2个SONY7R微单相机,与垂直方向成45°夹角,南北和东西航线各飞一次,获取地物侧面纹理;再搭载1个SONY7R微单相机进行一次垂直摄影,获取地物顶面纹理。设计航线相对航高120m,航向和旁向重叠度分别为80%、75%,整个测区21条航线,630张影像。为辅助后续数据处理,测区采用区域网布点模式,布设13个外业像控点及检查点。

3、实景三维模型建立及大比例地形图测绘

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,通过三维立体量测技术,采集地物地貌特征点、线、面制作地形图,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。

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CCSmart3D)软件进行制作,主要步骤如下:

(1)构建工程加载影像数据,设置相机参数,编辑pos数据,引入控制点及检查点数据,建立好Smart3D工程,本项目采用2个相机,需设置2个相机文件,分别有364张和266张影像;原始POS数据坐标系为WGS1984,通过七参数模型及似大地水准面补偿模型转换到西安1980平面、黄海1985高程系统下。采取区域网布点,解算控制点5个,检查控制点8个。

(2)倾斜摄影空中三角测量。本项目采用区域网5点法布点,即四周4个控制点,测区中心1个控制点,用于解算倾斜摄影空中三角测量;同时布设8个检查点以检验空中三角测量的精度。通过空三加密处理,自由网的精度为1.82pix,像控点精度平面中误差0.033m,高程中误差0.063m;检查点精度。

(3)三维实景模型生成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。

3.2大比例尺地形图测绘

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。

(1)EPS软件加载三维实景模型在EPS无人机测量模块中利用模型转换功能将CCSmart3D)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。

(2)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。

4、精度分析

4.1空中三角测量精度

控制点水平中误差为0.007m,高程中误差为0m,点位中误差0.007m,检查点水平中误差0.038m,高程中误差0.079m,点位中误差0.088m,空中三角测量精度较高,满足大比例尺地形图测绘需求。

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,平面位置精度均小于0.25m,中误差0.144m,满足1500大比例尺地形图平面精度要求。

(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,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1500地形图高程精度要求。

来源:《城市勘测》20192


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