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道路工程无人机倾斜摄影应用

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 无人机倾斜摄影技术可以获取道路及周边环境实景三维模型,在绘图平台中可以实现室内绘制道路现状地形图,并为模型提供更精细化的要素表达方式,今天,中维空间以工程实例来为大家讲解倾斜摄影成果精度满足相关规范要求,为倾斜摄影生产及技术的推广提供可靠依据。

  经济的快速发展促进城市化建设进程,人们生产生活依附于城市网络化格局的路网交通,测绘空间地理信息为道路建设、运营、管理提供强有力支撑。在道路的现状测绘中具有以下特点和局限:
1)运营饱和、车流大,测绘生产作业存在一定的安全风险;
2)城市道路两旁建筑密集,路标、路牌、摄像头、交通信号灯等附属设施分布广泛,测绘要素多;
3)普通大众对道路实时性的需求,期盼新建道路早日通车,改建道路尽快通行,需要缩短道路建设与运营的时间间歇,对测量时限提出了更高要求;
4)社会管理对数据形式和精细化程度的要求不断提升,已不再局限于对道路及附属设施的矢量表达,对实景模型、街景影像、高清图像都有了新的需求,对车道线、路向标志、路面材质、平整度等等都需要精细化表达。基于这些综合需求,传统测绘中的平板测图、全站仪测量,效率低、时间长、成本高,对大比例尺道路现状地形图的快速获取和更新已受到局限。
  无人机倾斜摄影技术的诞生,颠覆传统测绘的作业方式,推动地形测绘向高科技、立体图形、内业测绘方向革命性的变化,解决由于天气等外因造成的工作延误,把原本大量的外业工作转变成内业工作,极大地减少测绘人的劳动时间和劳动强度。倾斜摄影技术在数字城市建设、应急救灾及文物保护等方面得到应用,但无人机倾斜摄影技术在城市道路现状大比例地形图测绘的应用研究具有价值。


IP属地:广东1楼2021-09-02 16:27回复
    设备选择及技术路线
    2.1设备选择
      倾斜摄影技术具有“效率高、成本低、数据精确、操作灵活”等优势,受到很多单位的青睐,但根据设备的价格差异和工程需求不同可选用不同的设备,本文采用大疆八旋翼无人机搭载五拼倾斜相机进行航摄,五拼倾斜相机“睿眼”云台系统能同时获取1个垂直和4个倾斜角度的高清影像,每个相机的像幅大小为5456像素×3632像素,像幅大、像素高。数据处理软件的选择主要包括两种,一种是图像的处理、一种是图形的处理,图像处理采用Smart3D软件进行空三加密、全自动三维建模生成DSM模型,图形绘制采用EPS地理信息工作站进行矢量地形要素提取及图形编辑。
    2.2技术路线
    根据无人机倾斜摄影测量的技术特点及相关要求制定作业流程,如图1所示。

    工程应用
    3.1项目概况
      本文以两个生产项目为例研究倾斜摄影测量技术在道路现状测绘中的应用及精度分析,图2为重庆市陈家桥公租房周边道路工程包括纵、横7条道路,总长12km,图3为重庆大学城赖家桥立交项目,包括西双大道、渝遂高速2条主线和8条匝道及斜跨地铁一号线,航飞面积约2.5km2,全要素采集地表实景地形图基本要素和交通标志信息,对采集的无人机倾斜影像、POS数据及空三成果,采用Smart3D自动三维建模,输出的模型如图2和图3所示。

    陈家桥公租房道路工程实景模型

    赖家桥立交实景模型
      倾斜摄影实景模型影像质量良好、分辨率高、纹理清晰、无大面噪声、条纹,依据模型可多角度、多尺度浏览和量测。
    3.2技术步骤
      以EPS地理信息工作站为矢量绘图平台,通过底层开发在绘图平台中内置测图模块,利用倾斜摄影模型进行高精度大比例尺地形数据的矢量采集工作,无需佩戴立体眼镜,根据影像及自动空三生成的三维模型直接定位地物要素的三维信息。软件内置地类地物属性模块实现要素编码分类,经整理形成1∶500现状地形图。
    3.2.1模型一键承载(技术理论跳过)
      航飞过程中,由于飞行因素影响、数据采集质量、现场条件限制、建模选择等原因,倾斜模型常常出现空洞、悬挂、扭曲等,因此需要对模型进行切割处理,避免对后续数据提取存在影响。
    3.2.3道路边线等线型地物特征提取
    通过矢量绘图环境对倾斜模型三维浏览,结合模型丰富的纹理信息,能够有效识别路沿边线、隔离带等主要线性地物的类型及走向,实现快速提取道路、花圃、斜坡、陡坎等线性地物的平面位置、高程及属性特征,见图4。

    基于矢量绘图平台的道路边线提取
    3.2.4建筑轮廓特征提取
      建筑轮廓特征提取时,充分利用倾斜模型中建筑物侧面数据量大、精度高的特点,通过给定建筑物侧面基点自动生成轮廓点功能,解决建筑物外轮廓点部位分辨率不高、特征提取定位不准、精度不足等问题。该功能不受同一高程平面限制,任意选取建筑物侧面数据精度最佳位置作为给定基点,使建筑轮廓特征提取精度得到显著提高,见图5。

    建筑外轮廓提取
    3.2.5高程提取
      实景模型以大范围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景,通过高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的模型成果能直观反映地物外观、位置、高程等属性信息,所以通过实景影像可以快速提取斜坡地貌边界及地面点高程,见图6。

    高程提取
    3.2.6现状地形图编辑
      基于倾斜摄影实景模型进行现状地形图室内生产,同样遵循“先整体后局部”的作业原则,以测图模块自动提取的建筑轮廓、线化地物为基础,辅助人工识别进行要素清绘,在EPS地理信息工作站绘图环境中,能实现二维矢量平面图与三维模型场景分屏显示,模型、矢量、影像同步联动,点、线、面随心编辑,达到了二、三维显示一体化、符号一体化、编辑一体化,实现1∶500数字地形图室内交互式测绘。
      地形图编辑检查环节,需对点地物遗漏、线地物缺失、面地物不全等进行地毯式搜索、逐步清理完善,依据相关规范在精度允许范围内进行适宜的综合取舍,正确处理各要素表述及逻辑关系,各种注记位置正确,字体规格符合图式和设计要求,使
      其地物形象逼真、地貌自然真实,能正确反映测区的人文、地理景观生成地形图,见图7和图8。

    基于模型生成陈家桥公租房道路现状地形

    基于模型生成赖家桥立交地形


    IP属地:广东2楼2021-09-02 16:31
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      2025-07-30 04:59:30
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      倾斜摄影建模这还得看我的


      IP属地:广东来自Android客户端3楼2021-09-29 14:01
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