大比例尺(1:500)測圖應用案例

2020-03-23 18:33:27 longuav 34

多年以來,大比例尺地形測繪工作主要采用人工作業模式,測繪人腳步丈量、跋山涉水、常年野外奔波,辛勤勞作,這樣的外業勞動存在強度大、工序復雜、耗工費時、成本高等問題。而隨著科技的發展,測繪行業對于地理信息數據的精確性、時效性要求越來越高,測繪行業需要能夠快速、高效、準確的獲取地理信息和數據的解決方案。因此無人機航測的“小快靈”特點在測繪領域便愈發受到大家的關注,并已成為航測領域的重要力量。


項目背景

近日,廣東省某測繪單位為了解本市區域的發展現狀和城市規劃,展開了對轄區內某別墅區的測繪普查工作。由于項目存在時間緊迫、測區內不方便人工作業等因素,在綜合考慮后,項目方決定采用飛馬智能航測系統F1000進行高分辨率航拍影像數據獲取。

在此次項目中,飛馬機器人根據項目單位要求,對該別墅區進行了高分辨率影像的采集、外業控制點布設、空三處理和立體采集等,完成了測區1:500地形圖制作,滿足規劃使用要求。

飛行方案

本次項目的測區面積約3.1km2,地形主要以平原為主,平均海拔約38m,最高約56m,最低約23m。根據甲方作業需求,本次飛行方案采用Sony α5100微單數碼相機,設計地面分辨率5cm,相對航高256m,航向重疊80%,旁向重疊80%,共設計1架次飛行作業。本次飛行任務采用航向、旁向均為80%的大重疊度飛行方案,目的是后續進行三維建模測試,實際數據處理過程中采用了抽片處理的方式,抽片后的航向、旁向重疊度為60%。

測區平均飛行高度約為263m,根據測區內最高點和最低點高程,計算可得實際獲取影像的GSD為4.0cm~4.7cm,滿足1:500航攝規范的要求。

1.jpg

測區航線規劃圖


控制點布設方案

飛馬智能航測系統F1000無人機航測系統具備三模(GPS、北斗、GLONASS)導航功能,通過算法優化,無地面控制點直接成圖,精度可達到1-1.5米。

因此依據規范和飛馬智能航測系統F1000定位精度高的特點,結合實際生產經驗,通過測算設計,共觀測均勻分布于全圖范圍平高點24個。由于測區內地物細節豐富、特征易識別,采用RTK測量方法在測區內選擇明顯地物點觀測平面坐標和高程作為像控點。


飛行參數

采用飛馬智能航測系統F1000無人機進行航攝。具體參數如下:

表1   飛馬智能航測系統F1000航攝參數

航攝時間

2016.05.08

航攝相機

SONY-α5100(已檢校,見附錄)

像元大小

3.9μm

鏡頭焦距

20 mm

相對航高

256m

地面分辨率

0.05m

快門速度

1/1000秒

光圈大小

3.2

ISO

200

飛行里程

48.2km

飛行時間

40分鐘

拍攝像片

1230張

飛行過程監控各飛行參數均正常,巡航時速度基本穩定在60 km/h,飛行姿態平穩,滾轉、俯仰角度偏差< 5°。統計飛行姿態角,得到:

表2 飛行姿態統計

單位:度

姿態角

Roll

Pitch

均值

3.583

-0.704

中誤差

2.999

3.491

整個任務共完成1230張原始影像拍攝,并現場通飛馬無人機管家軟件智檢圖進行數據質檢,共用時21分鐘,確認全部影像合格可用,確保整個飛行作業圓滿完成。

2.jpg

質檢報告


導出工程

通過無人機管家整理原始數據后導出PHOTOMOD工程,生成畸變差糾正后的影像,以及精化后的POS。


空三加密

采用航空攝影測量軟件PHOTOMOD進行空三加密處理,導入糾正后影像、精化后POS、GCP文件,經過測區構建、自動匹配連接點、空三加密、影像勻光勻色、正射糾正、影像鑲嵌等處理,完成點云、DEM、DOM數據提取。

3.jpg

導入控制點


空三計算結果

本項目共布設像控點24個,實際刺點過程中,發現3個控制點點位不清晰故作為檢查點使用,有3個控制點超出立體范圍,故作為平面點使用,實際參與運算控制點數為18個,控制點殘差精度報告如下:

表3 地面控制點殘差 單位:m


ResX

ResY

ResZ

ResXY

精度限制

0.1

0.1

0.15

0.1

絕對平均值

0.032

0.023

0.068

0.044

均方根

0.041

0.031

0.078

0.051

最大值

0.107*

0.067

0.158*

0.109*

通過精度報告可知,空三結果中平面中誤差0.051m,高程中誤差0.078m。依據GB/T 23236-2009 《數字攝影測量空中三角測量規范》規定空三精度,對于飛馬智能航測系統F1000獲取航攝數據的空三結果,平面、高程中誤差均滿足1:500測圖精度要求。


立體測圖

立體采集采用MapMatrix軟件進行,將空三后得到的外方位元素、相機參數以及糾正后的影像導入MapMatrix進行立體量測。


空三質量檢測

空三質量檢查主要通過以下幾種方式進行:

  1. 在測區范圍內均勻挑選幾處具有明顯特征的地物,在立體環境下觀測地物是否正常,是否存在上下視差,光標是否能切準地物;

  2. 量測控制點附近地物高程,檢查高程值是否接近控制點數值;

  3. 跨模型檢查,即量測跨模型的典型地物(如房屋、道路),檢查模型是否一致,接邊是否正常。

4.jpg

檢查控制點附近高程

5.jpg

跨模型檢查


DLG采集生產

測區DLG采集任務分區主要沿道路、水域等特征地物進行,便于減少接邊的工作量。本次任務劃分為5塊進行,如下圖所示,作業員采集完成后進行接邊,然后進行分幅處理,最終輸出標準格式的DLG產品。

6.jpg

DLG采集任務分區


飛馬智能航測系統F1000可快速高效獲取高精度低空遙感影像地形數據,使得測繪成果更具有時效性,尤其適用于時間緊、任務重、特殊情況的應急測繪任務,為國家基礎地理測繪、大比例尺地形獲取等應用提供了實時可靠的數據支撐。

本次低空遙感航測任務快速高效的獲取了測區高精度DOM,并通過外業控制點布設校正方案,得到別墅區1:500大比例尺精細測圖產品,為了解區域發展現狀和城市規劃提供了精確的數據依據和支撐,整個航空測量任務得到了合作單位的一致好評和認可。

7.jpg

無人機管家快拼DOM

8.jpg



空三加密點

9.jpg


自動匹配點云及DTM數據


10.jpg


原始影像局部放大圖
11.jpg
DEM成果
12.jpg
DOM成果套合DLG數據
13.jpg
相機檢校報告
14.jpg



參考文獻

GB/T 23236-2009 《數字攝影測量 空中三角測量規范》

CH/Z 3004-2010 《低空數字航空攝影測量外業規范》

CH/Z 3005-2010 《低空數字航空攝影規范》

CH/T 9008.1-2010 《基礎地理信息數字成果 1:500 1:1000 1:2000 數字線劃圖》

CH/T 9008.2-2010 《基礎地理信息數字成果 1:500 1:1000 1:2000 數字高程模型》

GB/T 27920.1-2011 《數字航空攝影規范 第1部分:框幅式數字航空攝影》

CH/T 3006-2011 《數字航空攝影測量 控制測量規范》

DB33/T 522-2014 《1:500 1:1000 1:2000 數字地形圖測繪規范》



電話咨詢
微信咨詢
宏发彩票