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倾斜射影及三维建模
      倾斜摄影测量技术是近年来发展起来的一项新的测量技术。它改变了以往航测遥感影像只能从垂直方向拍摄的局限性,倾斜摄影测量技术通过多台传感器从不同的角度进行数据的采集,快速、高效获取丰富的数据信息,真实地反映地面的客观情况,满足人们对三维信息的需求。目前,倾斜摄影测量技术已经应用于实际的生产实践。以某一项目为例,对园区进行航拍及建模。受项目承建单位委托,利用固定翼无人机进行作业。

一:作业的技术依据及技术要求
      1、《工程测量规范》GBJ50026-2007;
      2、《1:500 1:1000 1:2000 地形图航空摄影测量外业规范》GBT 7931-2008;
      3、《1:500 1:1000 1:2000 地形图航空摄影测量内业规范》GBT 7930-2008;
      4、《卫星定位城市测量技术规范》CJJ/T73-2010;
      5、《数字航空摄影测量 空中三角测量规范》GB/T 23236-2009;

二:控制测量
      本工程控制采用个GPS控制点直接拟合计算参数(七参数)的方式进行。即使用流动站(GPS-CORS系统)分别采集3个已知控制点的数据(wgs84坐标),和已知的3个已知控制点平面坐标(国 家2000坐标系)数据一一对应,求得转换参数(七参数),作为项目区的平面控制和高程控制依据。

三:航空摄影测量
3.1、航空摄影相机参数
      本项目采用A7R2相机进行对地拍摄,镜头焦距40毫米,相机经过严密标定。

3.2、航线布设

      为保证飞行质量和安全,拟将测区划分为厂区和居民区2个航测分区,实际地面采样率2.5cm,计算相对航高200米。

3.3、起降场地选择

      起降场地满足如下要求:
      1)距离军用、民用机场10km里以上;
      2)起降场地相对平坦,通视良好;
      3)附近无使用中的雷达站、微波中继站、无线通讯等干扰源。

3.4、飞行检查与操控

      每次飞行前,均仔细检查设备的状态是否正常。检查工作应按照检查内逐项进行,对直接影响飞行安全的无人机的动力系统、电气系统、执行机构以及航路点数据等进行了重点检查。每项内容均由两名操作员同检查、交叉检查。作业过程中保证了严格按要求进行检查。

四、像控点测量
4.1、技术路线
      使用仪器配套软件用采集到的GPS001、GPS002和GPS003的大地经纬度坐标、椭球高和当地国 家2000坐标系的坐标和高程计算出RTK手薄转换参数(七参数),采用GPS-CORS技术进行像控测量。


4.2、技术要求

      像控点精度要求:像控点相对于起算点的点位中误差,不得大于图上0.1mm;高程中误差,不得大于测图基本等高距的1/10。


4.3、像控点布点

4.3.1、区域网布点
      区域网布点沿测区边缘均匀布设,航线方向跨度为5~7条基线;区域网布点时在每个区域网内中部加布至少三个检核点,检核点选择在影像清晰、目标明确的地方;该点不参与内业加密,只用于检核,该点位的选取可以不受像控点位选取限制。不规则区域网布点时,在凹凸拐角处加布平高点。
4.3.2、特殊情况的布点
      航摄区域接合处的布点
      在航摄区域接合处,控制点布设在航线重叠接合处,邻区尽量公用,如不能满足公用要求,则分别布点。
4.3.3、布设的像控点需满足的条件
      1)像控点一般布设在航向及旁向六片或五片重叠范围内,使布设的像控点尽量公用;
      2)位于自由图边的像控点,尽可能布设在图廓线4mm以外,确保成图满幅。

4.4、像片控制点的判刺

4.4.1、像片控制点判刺要求
      像片控制点的目标选择影像清晰的明显地物,交角良好的线状地物的交点、明显地物的折角顶点,实地辨认误差不大于图上0.1mm。
4.4.2、像控点编号

      像控点的编号按测区排列顺序统一编号,不得重号。平高点以“P”开头,高程点以“G”开头。如Pi,Gi,i=1、2、3……n。
4.5、像控成果

      1)像控成果格式为:点名,Y坐标,X坐标,H高程。
      2)平面坐标系为国 家2000坐标系,高程系为1985国 家高程基准。

五、航测内业数据处理
5.1、技术路线
      航测内业的处理采用本特利公司的CC软件进行数据处理,在像片空三加密模型通过的基础上,采用DPMODLE软件进行模型的局部修复。

5.2ContextCapture三维建模

      利用多镜头摄影测量成果构建三维模型,过程为新建工程,添加影像把多个镜头获取的图片一次加进来,导入pos数据,注意pos的存放路径中不能有中文;之后编辑控制点,选择控制点空间参考系统,导入控制点文件.txt,设置采样率,此时设置的采样率应小一些,目的是快速出图;初步查看测量结果有无漏洞,提交空中三角测量,空三计算结束后可选择3D视图查看结果。选择控制点编辑器,选点选图刺点,一个控制点刺3张像片后保存,在概要中勾掉降低分辨率,再次提交空中三角测量。选择使用控制点进行平差,空三计算结束后,进行新建重建项目。选择空间框架、切块模式和瓦片大小,瓦片大小要适合电脑配置,再选择要建模的区域,进行处理设置,根据要求选择参数,之后提交新的生产,通过上述步骤建立三维模型(如下图所示)。

5.3DP-Modeler模型精 细化

      实景三维建模软件在实际生产过程中,由于地表有遮挡物等无法抗拒的因素以及软件本身的算法问题,造成自动生成的三维模型存在有空洞、有悬空物,以及测区边缘变形严重等问题,使得这种全自动生成的倾斜三维场景无法在行业内外进行广泛应用。因此,需要通过对三维数据进行漏洞修补、悬空物裁切、范围裁切等编辑,使三维模型具备较好的可观性。DP-Modeler对ContextCapture自动建模成果进行精修。对建筑变形部分进行修补,对地面及地面以上15m内的目标进行精 细重建,地物要素完整,使其达到后期三维GIS应用的要求。DP-Modeler模型精 细化过程,打开工程新建解决方案,导入航空影像参数,这里选导入Smart3D成果,进行格式转化,由osgb转到osg,将模型导入网格编辑视图中,打开矢量测图图层管理器,画出模型中需要修饰地物的范围线,所修饰的地物模型要在范围线内,再选中范围线,选择批量重建,激活rebuild层,沿着重建地物模型的水平轮廓画出rebuild范围线,在测图建模解决方案中,选重建所有地物模型,之后对该地物模型进行立体建模,也就是画出其轮廓的立体矢量图,待完成后,选择自动贴图,软件就会在包含该地物的所有照片中,找到一个空间位置准确、清晰度高的图片进行替换(如下图所示)。

5.4保证模型满足如下要求:
      (1)园区内重要建筑结构完整,无明显缺失,建筑物表面纹理无明显拉花现象,建筑可见部位棱角清晰,无明显凹凸情况;
      (2)园区内罐体结构完整,无明显破模、凹凸的情况;
      (3)园区内重要的管线管廊、电线杆、灯柱、吊塔、电线塔、码头等物体应尽量保证轮廓完整;
      (4)园区内道路平整标识清晰,街道广告牌清楚显示,对于其他明显影响效果的物体,可做修缮;
      (5)园区内部水面,无明显破模、凹凸的情况;

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