浅谈航空倾斜摄影测量技术及应用论文_温康平

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摘要:倾斜摄影测量技术作为一个新兴的技术方法在三维建模和工程测量中有广泛的前景,通过本文可以快速地了解倾斜摄影测量的技术,并为三维建模提供了一个快速、高效的新方法,展现了倾斜摄影测量技术在测绘领域的巨大潜力。

关键词:航空;倾斜摄影测量;技术;优势

引言:

随着城市建设的飞速发展,建设环境日益恶化,地质灾害频繁发生,输电线路走廊规划设计难度日益加大。采用传统的测量方式对输电线路走廊资源进行调查,工作量大、效率低、成本高,难以满足电网建设需求。

一、倾斜摄影测量概述

1.倾斜摄影测量技术

倾斜摄影技术是国际摄影测量领域近十几年发展起来的一项新技术,该技术通过从一个垂直、四个倾斜、五个不同的视角同步采集影像,获取到丰富的建筑物顶面及侧视的高分辨率纹理。它不仅能够真实地反映地物情况,高精度地获取物方纹理信息,还可通过先进的定位、融合、建模等技术,生成真实的三维城市模型。影像数据不仅能够真实地反映地物情况,而且可通过先进的定位技术,嵌入地理信息、影像信息,获得更高的用户体验,极大地拓展遥感影像的应用范围。该技术在欧美等发达国家已经广泛应用于应急指挥、国土安全、城市管理、房产税收等行业。

2.倾斜摄影技术特点

1.对地物进行量测

倾斜摄影测量所获得三维数据可真实地反映地物的外观、位置、高度等属性,增强了三维数据所带来的真实感,弥补了传统人工模型仿真度低的缺点。增强了倾斜摄影技术的应用。

2.高性价比

倾斜摄影测量数据是带有空间位置信息的可量测的影像数据,能同时输出DSM、DOM、DLG等数据成果。可在满足传统航空摄影测量的同时获得更多的数据。同时使用倾斜影像批量提取及贴纹理的方式,能够有效地降低城市三维建模成本。

3.高效率

倾斜摄影测量技术借助无人机等飞行载体可以快速采集影像数据,实现全自动化的三维建模。实验数据证明:1~2年的中小城市人工建模工作,借助倾斜摄影测量技术只需3~5个月就可完成。

二、倾斜摄影工作原理及技术优势

1.倾斜摄影测量原理

倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域新兴发展起来的一项高新技术,融合了传统的航空摄影和近景测量技术,颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从垂直、前视、左视、右视与后视共5个不同的角度采集影像。其中,垂直摄影影像,可经过传统航空摄影测量技术处理,制作4D(DEM、DOM、DLG、DRG)产品;前视、左视、右视与后视四个倾斜摄影影像,倾斜角度在15°~45°之间,可用于获取地物侧面丰富的纹理信息。

通过高效自动化的三维建模技术,快速构建具有准确地物地理位置信息的真三维空间场景,直观地掌握目标区域内地形地貌与所有建筑物的细节特征,可为电力和水利工程建设、地质灾害应急指挥等提供现势、详尽、精确、逼真的空间基础地理信息数据支持和公共服务。

2.实景三维建模技术流程

采用倾斜摄影技术进行三维建模的后处理软件以法国ASTRIUM公司的StreetFactory和Acute3D公司的Smart3DCapture软件为典型代表。利用地物的垂直与倾斜影像以及少量的地面控制点,构建基于真实影像纹理的高分辨率真三维模型。主要技术流程为:将生产的三维模型数据导入GIS平台进行应用分析,如对输电线路拥挤地段建筑物进行坐标、距离量测和面积统计,绘制拥挤地段平面图;准确量测交叉跨越铁塔高度、优化交叉跨越设计等。

3.倾斜摄影技术优势

(1)高分辨率;倾斜摄影平台搭载于低空飞行器,获取厘米级高分辨率的垂直和倾斜影像。

(2)获取丰富的地物纹理信息;倾斜摄影从多个不同的角度采集影像,能够获取地物侧面更加真实丰富的纹理信息,弥补了正射影像只能获取地物顶面纹理的不足。

(3)高效自动化的三维模型生产;通过垂直与倾斜影像的全自动联合空三加密,无需人工干预,即可全自动化纹理映射,并构建三维模型。

(4)逼真的三维空间场景;通过影像构建的真实三维场景,不仅拥有准确地物地理位置坐标信息,并且可精细地表达地物的细节特征,包括突出的屋顶和外墙以及地形地貌等精细特征。

三、倾斜摄影技术在输电线路走廊资源快速调查中的应用

1.准确量测走廊通道内建筑物拆迁面积

倾斜摄影测量所生产的实景三维模型,具有时效好、精度高、信息丰富的特点,可准确量测地物的坐标、宽度、高度和面积等。在真三维模型上进行精细化判读与室内量测,对输电线路拥挤地段建筑物楼层数与实际面积进行快速统计,从而有效估算线路工程建设所必需的房屋拆迁量,使工程赔偿造价准确合理,降低施工民事难度。

2.准确确定林区植被属性与覆盖范围

对于输电线路走廊通道内林木密集覆盖区,在真三维模型上可直观地判断出林木种类与分布范围,并准确量测出地表林木高度;通过线路路径优化设计,有效避让林木密集区,减少线路在林木区,尤其是生长较快的桉树林区中的长度,降低设计铁塔高度和林木砍伐量,有效控制青苗赔偿费用,保护生态环境。

3.快速调查险恶地形与恶劣地质区

通过逼真的三维环境,设计人员可快速直观地掌握输电线路走廊通道内的地形地貌细节特征,在经济合理的前提下,路径选择尽量避让崩塌、滑坡、高山大岭、重冰区、水网,以及矿产采空区等险恶地形与恶劣地质区,确保每基塔位不会出现因地形、地质因素导致不能立塔的问题,有利于线路后续协调与施工,使新建线路更加安全可靠。

4.快速量测交叉跨越高度

对于铁路、高速公路、已建输电线路等沿线重要交叉跨越,在真三维模型上可准确量测被跨越物的坐标、距离与高度信息,合理优化线路路径跨越位置,有利于跨越塔架立和放线施工,有效控制工程投资造价。同时,综合协调需建线路与沿线交叉跨越设施的矛盾,减少交叉跨越已建输电线路,特别是高电压等级的输电线路,降低施工过程中的停电损失,实现电力建设与经济建设的和谐发展。

结束语

综上所述,将倾斜摄影技术应用于输电线路走廊资源快速调查中,具有创新性和先进性。通过时效好、精度高的实景三维模型对输电线路进行优化设计,尤其在建筑物拥挤地区、林木密集覆盖区、恶劣地质区和交叉跨越设施复杂地区,可有效提升输电线路的设计质量与深度,降低线路曲折度,使线路路径设计参数达到最佳,优化工程建设投资造价。

参考文献:

[1]张祖勋.数字摄影测量学[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社,1997.

[2]金伟,葛宏立,杜华强,等.无人机遥感发展与应用概况.遥感信息,2009(1):88-92.

[3]王丙涛,王继.基于倾斜摄影技术的三维建模生产与质量分析[J].城市勘测,2015(5):80-82.

论文作者:温康平

论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期

论文发表时间:2019/7/22

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