時(shí)間：2022-08-17 17:46:06
序論：在您撰寫攝影測(cè)量技術(shù)論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
其一，遙感技術(shù)。大量的實(shí)踐證明，數(shù)碼相機(jī)拍攝到的影像要比模擬相機(jī)拍攝到的影像更加清晰，而且前者的種類較多，價(jià)格相對(duì)比較便宜，并且不需要進(jìn)行掃描便可以獲得數(shù)字影像，大幅度縮短了成果的獲取周期，這使其被廣泛應(yīng)用于航空攝影測(cè)量當(dāng)中。其二，姿態(tài)控制技術(shù)。想要獲取到更加清晰的影像就必須克服氣流、飛行器等因素對(duì)數(shù)碼相機(jī)的影響，換言之，需要有一個(gè)相對(duì)比較穩(wěn)定的平臺(tái)，特別是對(duì)艇和無人機(jī)等抗風(fēng)能力弱、飛行穩(wěn)定性差的飛行器，必須加裝三軸穩(wěn)定平臺(tái)，以此來確保數(shù)碼相機(jī)的姿態(tài)穩(wěn)定。其三，影像處理技術(shù)。為確保影像的后處理工作能夠順利完整，需要影像實(shí)時(shí)傳輸與快速拼接軟件。同時(shí)，飛行器獲取到的航片存在傾角大、重疊度不均勻等問題，所以必須采用針對(duì)性較強(qiáng)的影像后處理技術(shù)。
2低空遙感平臺(tái)攝影測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
無人飛艇低空遙感平臺(tái)攝影測(cè)量系統(tǒng)主要是由兩個(gè)部分組成，一部分是系統(tǒng)硬件，另一部分是系統(tǒng)軟件。
2．1系統(tǒng)硬件
該系統(tǒng)的硬件由空中飛艇和地面監(jiān)控兩個(gè)部分組成，空中飛艇部分的主要設(shè)備包括氣囊、吊艙、發(fā)動(dòng)機(jī)、GPS陀螺儀、自動(dòng)駕駛設(shè)備、增穩(wěn)平臺(tái)、數(shù)碼相機(jī)和攝影機(jī);地面監(jiān)控部分具體是由以下設(shè)備組成:便攜式計(jì)算機(jī)、手控設(shè)備、視頻終端以及電源。GPS是飛艇的導(dǎo)航裝置，在自動(dòng)駕駛的狀態(tài)下，飛艇會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)置好的航行線路進(jìn)行低空飛行，并以一定的距離和間隔時(shí)間進(jìn)行拍照，借此來獲取地面的數(shù)碼影像;飛艇的起落主要是由地面監(jiān)控部分負(fù)責(zé)，同時(shí)還對(duì)飛艇的自動(dòng)駕駛進(jìn)行監(jiān)控。
2．2系統(tǒng)軟件
該系統(tǒng)的軟件主要由以下幾個(gè)部分組成:飛艇航行線路規(guī)劃軟件、飛艇飛行監(jiān)控軟件、平差解算軟件、正射影像制作與編輯軟件。除上述軟件之外，系統(tǒng)還包含以下功能模塊:工程管理、全自動(dòng)匹配、影像預(yù)處理、控制點(diǎn)量測(cè)、DEM生成等等。
3低空遙感平臺(tái)攝影測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例
所選測(cè)量區(qū)域的地面高程約為50m左右，該測(cè)區(qū)內(nèi)分布有大量的低山，山體的整體高度全部在170m以下，整個(gè)測(cè)區(qū)的范圍長(zhǎng)度為8000m，成圖面積約為60km2。下面運(yùn)用上文中設(shè)計(jì)的低空遙感平臺(tái)攝影測(cè)量系統(tǒng)對(duì)該測(cè)區(qū)進(jìn)行測(cè)量。
3．1飛艇航行路線規(guī)劃
目前，數(shù)碼相機(jī)在測(cè)量領(lǐng)域內(nèi)獲得了廣泛應(yīng)用，這使得大重疊度的航攝測(cè)量成為主流趨勢(shì)，為攝影測(cè)量自動(dòng)化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了可能。在本次測(cè)量中，決定對(duì)所測(cè)區(qū)域采用大重疊度航行路線設(shè)計(jì)，航行方向的重疊度設(shè)計(jì)為80%，旁向的重疊度設(shè)計(jì)為60%，地面的分辨率為0.2m。為了獲得更加清晰的航攝影像，在數(shù)碼相機(jī)上配備了14mm焦距鏡頭，相對(duì)飛行高度控制在350m左右，每張影像的攝影范圍為600×900m。該測(cè)區(qū)的常規(guī)航行線路為22條，構(gòu)架航行線路為4條，飛艇實(shí)際飛行的線路為26條，總計(jì)獲取影像1804張。
3．2選點(diǎn)及量測(cè)
為有效提高測(cè)量效率，在對(duì)飛艇航行線路進(jìn)行規(guī)劃的過程中，需要合理選取控制點(diǎn)并進(jìn)行量測(cè)。低空遙感攝影測(cè)量技術(shù)最為顯著的特點(diǎn)之一是分辨率高，為此，可以直接選取影像上較為明顯的地物點(diǎn)作為地面控制點(diǎn)，如路叉點(diǎn)、房屋拐角等等。依據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的航攝測(cè)量作業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，并結(jié)合實(shí)際成圖需要，決定在該測(cè)區(qū)的設(shè)計(jì)航帶內(nèi)每8條基線選取一個(gè)控制點(diǎn)，共計(jì)選取140個(gè)地面控制點(diǎn)，實(shí)地采用GPS－RTK測(cè)量155控制點(diǎn)。
3．3工程管理與航攝影像預(yù)處理
飛艇根據(jù)預(yù)先規(guī)劃設(shè)計(jì)好的航行線路自動(dòng)飛行，并對(duì)相關(guān)影像進(jìn)行拍攝后，需要先對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，主要包括數(shù)碼相機(jī)參數(shù)、影像數(shù)據(jù)信息以及工程參數(shù)等等。其中數(shù)碼相機(jī)的參數(shù)可以通過三維檢驗(yàn)校正獲得，在數(shù)據(jù)預(yù)處理的過程中，主要是對(duì)航空拍攝到的影像進(jìn)行主點(diǎn)糾偏和畸變糾正。由于實(shí)際拍攝中，受角度不同等因素的影響，使得在同一個(gè)區(qū)域內(nèi)的相鄰影像當(dāng)中存在色差，為確保測(cè)物內(nèi)正射影像的色調(diào)一致，必須進(jìn)行勻色處理，具體過程如下:從該測(cè)區(qū)拍攝到的影像當(dāng)中選擇出一張具有代表性的影像，然后借助圖像處理軟件，對(duì)其色調(diào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并以此作為基準(zhǔn)影像，隨后，利用勻色模塊將基準(zhǔn)影像和測(cè)區(qū)內(nèi)的其它影像全部載入到軟件當(dāng)中，并進(jìn)行勻色處理。
3．4加密處理
由艇在低空飛行的過程中，受到風(fēng)力作用，會(huì)對(duì)攝影的效果造成一定程度的影響，雖然飛艇的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)能夠?qū)ζ滹w行姿態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，數(shù)碼相機(jī)的穩(wěn)定云臺(tái)也可以確保相機(jī)處于相對(duì)固定的狀態(tài)，但飛艇在航線上行進(jìn)時(shí)，其本身的姿態(tài)會(huì)發(fā)生不斷地變化，若是遇到強(qiáng)氣流，則會(huì)導(dǎo)致飛艇出現(xiàn)劇烈的變化，這樣很難確保數(shù)碼相機(jī)拍照時(shí)保持穩(wěn)定的姿態(tài)，這樣一來，造成了獲得的影像姿態(tài)角超出測(cè)量規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的角度要求，從而導(dǎo)致匹配難度較大。為了解決該問題，決定在特征點(diǎn)匹配的過程中引入SIFT算子，并將其匹配結(jié)果作為初始值，然后利用最小二乘進(jìn)行精確匹配，以此來確保匹配結(jié)果的穩(wěn)定性和有效性。
3．5平差結(jié)算與影像校正
首先，采用光束法將拍攝到的每張影像的外方位元素計(jì)算出來，然后再對(duì)大量影像點(diǎn)進(jìn)行密集匹配，并將這些影像點(diǎn)的大地坐標(biāo)計(jì)算出來，經(jīng)過濾波處理之后，通過地面離散點(diǎn)規(guī)則網(wǎng)格化生成DEM;在對(duì)拍攝到的影像進(jìn)行方位元素解算時(shí)，由于各種因素的影響，難免會(huì)出現(xiàn)偏差，這樣一來便會(huì)導(dǎo)致所生成的測(cè)區(qū)DEM出現(xiàn)偏差。因此可以采用系統(tǒng)中的正射糾偏模塊進(jìn)行分塊校正，由此便可以獲得整個(gè)測(cè)量區(qū)域范圍的正射影像。
4結(jié)論
【關(guān)鍵詞】GPS定位技術(shù)工程測(cè)量加護(hù)分析數(shù)字化 攝影測(cè)量
中圖分類號(hào)： P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一．引言。
工程測(cè)量通常是指在工程建設(shè)的勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工和管理階段中運(yùn)用的各種測(cè)量理論、方法和技術(shù)的總稱。傳統(tǒng)工程測(cè)量技術(shù)的服務(wù)領(lǐng)域包括建筑、水利、交通、礦山等部門，其基本內(nèi)容有測(cè)圖和放樣兩部分。現(xiàn)代工程測(cè)量己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破了僅僅為工程建設(shè)服務(wù)的概念，它不僅涉及工程的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)幾何與物理量測(cè)定，而且包括對(duì)測(cè)量結(jié)果的分析，甚至對(duì)物體發(fā)展變化的趨勢(shì)預(yù)報(bào)。
二．工程測(cè)量實(shí)施的階段性分析。
1.規(guī)劃設(shè)計(jì)階段。
主要是提供大比例尺地形圖。采用的方法主要有地面人工測(cè)圖和攝影測(cè)量成圖兩類。
（1）. 地面人工測(cè)圖。是根據(jù)由總體到局部的原則，先在測(cè)區(qū)內(nèi)建立平面和高程控制網(wǎng)點(diǎn)(見工程控制測(cè)量)，然后根據(jù)控制點(diǎn)測(cè)繪地物、地貌。近年來，隨著電子速測(cè)儀和機(jī)助制圖系統(tǒng)的發(fā)展，可以應(yīng)用多功能整體式或組合式的電子速測(cè)系統(tǒng)取得地物和地貌特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，輸入制圖系統(tǒng)自動(dòng)成圖。
（2）. 攝影測(cè)量成圖。是對(duì)地面進(jìn)行攝影，對(duì)像片加以判讀、量測(cè)和處理，以獲得所需資料。最先應(yīng)用的是地面攝影測(cè)量，即在地面上用攝影經(jīng)緯儀攝取測(cè)區(qū)的像片，據(jù)以成圖。后來發(fā)展為航空攝影測(cè)量，它已成為目前測(cè)繪地形圖的最主要、最有效方法。
近年來,隨著攝影器材和測(cè)圖儀器的改進(jìn),除了模擬測(cè)圖方式以外，發(fā)展了解析測(cè)圖方式，即利用立體坐標(biāo)量測(cè)儀對(duì)像片量測(cè)進(jìn)行解析處理，獲得地形的數(shù)據(jù)資料。解析測(cè)圖儀除了與一般模擬立體測(cè)圖儀一樣測(cè)圖外,還可進(jìn)行區(qū)域網(wǎng)點(diǎn)加密和數(shù)字化測(cè)圖,獲得數(shù)字地圖。地面形態(tài)的數(shù)字表達(dá)稱為“數(shù)字地面模型”，它可用來解決工程設(shè)計(jì)中繪制斷面圖、計(jì)算土石方量等問題。
2.施工階段工程測(cè)量工作。
主要是按照設(shè)計(jì)和施工的要求，先建立施工控制網(wǎng)點(diǎn),然后根據(jù)控制網(wǎng)點(diǎn),在實(shí)地上以適當(dāng)?shù)木确艠映鼋ㄖ锱c生產(chǎn)設(shè)備各部分的位置，作為施工和安裝的依據(jù)。放樣工作包括平面位置放樣和高程放樣。平面位置放樣通常采用極坐標(biāo)法、直角坐標(biāo)法以及交會(huì)法等。高程放樣通常是根據(jù)高程控制網(wǎng)點(diǎn)用水準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行。近年來，已在施工測(cè)量中應(yīng)用了激光測(cè)量?jī)x器，例如：激光準(zhǔn)直儀、激光垂線儀、激光平面儀、激光經(jīng)緯儀、激光水準(zhǔn)儀等（見工程測(cè)量?jī)x器）。這不僅提高了測(cè)量的精度和速度，而且有助于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
3. 經(jīng)營(yíng)管理階段的工程測(cè)量工作。
主要是為了監(jiān)視工程建筑物的現(xiàn)狀，保證安全運(yùn)營(yíng)所進(jìn)行的建（構(gòu)）筑物變形觀測(cè)。包括垂直位移（沉降）、水平位移、傾斜、撓曲，以及風(fēng)振、日照等變形觀測(cè)項(xiàng)目，其特點(diǎn)是要求建立較高精度的變形觀測(cè)控制網(wǎng)和穩(wěn)固的基準(zhǔn)點(diǎn)。對(duì)于觀測(cè)的精度要求與所采用的方法，因各項(xiàng)工程的要求不同，差異較大。野外觀測(cè)工作完成以后，經(jīng)過平差計(jì)算和初步整理，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的方法來分析變形觀測(cè)成果的可靠性，應(yīng)用回歸分析的方法探討變形的規(guī)律性。垂直位移（沉降）觀測(cè)，通常采用精密水準(zhǔn)測(cè)量方法。使用液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量法，可將液面的高程變化轉(zhuǎn)換成電感輸出，有利于實(shí)現(xiàn)觀測(cè)自動(dòng)化。建筑物的水平位移觀測(cè)，由于它本身受力條件的不同，位移的方向不同，觀測(cè)方法也就不同。對(duì)于任意方向的位移觀測(cè)，常采用角度前方交會(huì)法，對(duì)于發(fā)生在某一特定方向的位移觀測(cè)常采用基準(zhǔn)線法?；鶞?zhǔn)面的建立，可應(yīng)用經(jīng)緯儀的視線、拉緊的鋼絲或者激光束。觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)面的偏離值，可以用人工觀測(cè)，也可以利用光電傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。建筑物的位移、傾斜、撓曲和瞬時(shí)變形觀測(cè)，除了采用大地測(cè)量方法外，也可以應(yīng)用近景攝影測(cè)量技術(shù)。
三．工程測(cè)量技術(shù)的現(xiàn)狀。
1. 地面測(cè)量?jī)x器。
20 世紀(jì) 80 年代以來出現(xiàn)許多先進(jìn)的地面測(cè)量?jī)x器，為工程測(cè)量提供了先進(jìn)的技術(shù)工具和手段，如：光電測(cè)距儀、精密測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀、全站儀、電子水準(zhǔn)儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀、激光準(zhǔn)直儀、激光掃平儀等，為工程測(cè)量向現(xiàn)代化、自動(dòng)化、數(shù)字化方向發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件，改變了傳統(tǒng)的工程控制網(wǎng)布網(wǎng)、地形測(cè)量、道路測(cè)量和施工測(cè)量等的作業(yè)方法。三角網(wǎng)已被三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、測(cè)距導(dǎo)線網(wǎng)所替代；光電測(cè)距三角高程測(cè)量代替三、四等水準(zhǔn)測(cè)量；具有自動(dòng)跟蹤和連續(xù)顯示功能的測(cè)距儀用于施工放樣測(cè)量；無需棱鏡的測(cè)距儀解決了難以攀登和無法到達(dá)的測(cè)量點(diǎn)的測(cè)距工作；電子速測(cè)儀為細(xì)部測(cè)量提供了理想的儀器；精密測(cè)距儀的應(yīng)用代替了傳統(tǒng)的基線丈量。
2.GPS定位技術(shù)。
GPS是美國(guó)從20世紀(jì)70年代開始研制,歷時(shí)20年,耗資200億美元,于1994年全面建成,具有海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)施三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。隨著GPS定位技術(shù)的不斷改進(jìn),軟、硬件的不斷完善,長(zhǎng)期使用的測(cè)角、測(cè)距、測(cè)水準(zhǔn)為主體的常規(guī)地面定位技術(shù),正在逐步被以一次性確定三維坐標(biāo)的高速度、高精度、費(fèi)用省、操作簡(jiǎn)單的GPS技術(shù)代替。
在我國(guó) G P S 定位技術(shù)的應(yīng)用已深入各個(gè)領(lǐng)域，國(guó)家大地網(wǎng)、城市控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)的建立與改造已普遍地應(yīng)用 G P S 技術(shù)，在石油勘探、高速公路、通信線路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監(jiān)測(cè)、山體滑坡、地震的形變監(jiān)測(cè)、海島或海域測(cè)量等也已廣泛的使用 G P S 技術(shù)。隨著D G P S 差分定位技術(shù)和 R T K 實(shí)時(shí)差分定位系統(tǒng)的發(fā)展和美國(guó) A S 技術(shù)的解除，單點(diǎn)定位精度不斷提高，G P S 技術(shù)在導(dǎo)航、運(yùn)載工具實(shí)時(shí)監(jiān)控、石油物探點(diǎn)定位、地質(zhì)勘查剖面測(cè)量、碎部點(diǎn)的測(cè)繪與放樣等領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛的應(yīng)用前景。
3. 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)。
數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪工程領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用，使大比例尺測(cè)圖技術(shù)向數(shù)字化、信息化發(fā)展。大比例尺地形圖和工程圖的測(cè)繪,歷來就是城市與工程測(cè)量的重要內(nèi)容和任務(wù)。
常規(guī)的成圖方法是一項(xiàng)腦力勞動(dòng)和體力勞動(dòng)結(jié)合的艱苦的野外工作,同時(shí)還有大量的室內(nèi)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作,成圖周期長(zhǎng),產(chǎn)品單一,難以適應(yīng)飛速發(fā)展的城市建設(shè)和現(xiàn)代化工程建設(shè)的需要。隨著電子經(jīng)緯儀、全站儀的應(yīng)用和 GEOMAP 系統(tǒng)的出現(xiàn),把野外數(shù)據(jù)采集的先進(jìn)設(shè)備與微機(jī)及數(shù)控繪圖儀三者結(jié)合起來,形成一個(gè)從野外或室內(nèi)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯和繪圖的自動(dòng)測(cè)圖系統(tǒng)。
4. 攝影測(cè)量技術(shù)。
攝影測(cè)量技術(shù)已越來越廣泛的在城市和工程測(cè)繪領(lǐng)域中得以應(yīng)用，由于高質(zhì)量、高精度的攝影測(cè)量?jī)x器的研制生產(chǎn)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)中的應(yīng)用，使得攝影測(cè)量能夠提供完全的、實(shí)時(shí)的三維空間信息。不僅不需要接觸物體，而且減少了外業(yè)工作量，具有測(cè)量高效、高精度，成果品種繁多等特點(diǎn)。在城市和工程大比例尺地形測(cè)繪、地籍測(cè)繪、公路、鐵路以及長(zhǎng)距離通訊和電力選線、描述被測(cè)物體狀態(tài)、建筑物變形監(jiān)測(cè)、文物保護(hù)和醫(yī)學(xué)上異物定位中都起到了一般測(cè)量難以起到的作用，具有廣泛的應(yīng)用前景。由于全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站的出現(xiàn)，為攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用提供了新的技術(shù)手段和方法，該技術(shù)已在一些大中城市和大型工程勘察單位得以引進(jìn)和應(yīng)用。
六．結(jié)束語
在人類活動(dòng)中，工程測(cè)量是無處不在、無時(shí)不用，只要有建設(shè)就必然存在工程測(cè)量，因而其發(fā)展和應(yīng)用的前景是廣闊的。
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【Abstract】In the process of the construction of digital city， 3D spatial data has been widely used in overall planning of the city ，municipal construction and city traffic. Based on this， this paper firstly introduces construct methods commonly used of three-dimensional modeling， then taking a digital city construction project as an example ， studies the 3D modeling based on the digital photogrammetry.
【關(guān)鍵詞】數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)；三維建模；數(shù)字城市
【Keywords】digital photogrammetry； 3D modeling； digital city
【中圖分類號(hào)】P232 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）04-0185-02
1 引言
城市化進(jìn)程的加快促進(jìn)了數(shù)字城市的建設(shè)與發(fā)展，人們逐漸加強(qiáng)對(duì)三維建模精確性與實(shí)效性的重視。三維建模為數(shù)字城市建設(shè)提供科學(xué)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，具有很強(qiáng)的直觀性。
2 三維建模的構(gòu)建方式
作為建設(shè)數(shù)字城市三維地理信息系統(tǒng)的關(guān)鍵，保證三維模型具有良好的精度，并且提高建模效率對(duì)于三維地理信息系統(tǒng)作用的發(fā)揮、保證建設(shè)周期具有重要意義。通常使用的建模方式包括如下幾種。
2.1 航空攝影測(cè)量
使用該技術(shù)，能夠創(chuàng)建立體環(huán)境，實(shí)現(xiàn)三維模型數(shù)據(jù)的位置、高度、形狀信息的快速與準(zhǔn)確獲取。然后結(jié)合外業(yè)紋理采集與正射影響屋頂信息能夠進(jìn)行精細(xì)三維模型的構(gòu)建。完善的DEM與DOM數(shù)據(jù)生產(chǎn)技術(shù)路線能夠進(jìn)行三維場(chǎng)景中地形數(shù)據(jù)的快速與準(zhǔn)確重建，將城市風(fēng)貌展現(xiàn)出來。
2.2 機(jī)載激光雷達(dá)掃描
使用該方式能夠?qū)崿F(xiàn)城市建筑與地表模型的快速獲取，但是獲取到的數(shù)據(jù)量具有一定的規(guī)模性，提升了數(shù)據(jù)的處理難度，需要采取相對(duì)麻煩的人工措施才能將其中有益的信息提取出來。另外，該種方式的三維建模中不能將建筑物色彩與紋理呈現(xiàn)出來。[1]
2.3 使用二維資料
立足于建筑規(guī)劃的圖紙，提取其中的二維資料，使用合適的軟件如AutoCAD等進(jìn)行三維模型數(shù)據(jù)的建立。該種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)收集時(shí)需要進(jìn)行大量工作，并且不能保證數(shù)據(jù)具有時(shí)效性。另外，針對(duì)建筑物頂部存在的紋理盲區(qū)，也需要進(jìn)行大量工作才能獲取高程數(shù)據(jù)。與機(jī)載激光雷達(dá)掃描方式一樣，不能將建筑物色彩與紋理呈現(xiàn)出來。
3 基于數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)的三維建模
3.1 基于數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)的三維建模優(yōu)勢(shì)
獲取、處理與分發(fā)數(shù)據(jù)均為數(shù)字形式，并且能夠通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)攝影測(cè)量中全部流程；數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)能夠幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行目標(biāo)建筑物的幾何空間與高程數(shù)據(jù)的快速構(gòu)建，并且精度高、快速成像；地面建筑能夠?qū)崿F(xiàn)達(dá)到cm級(jí)別的空間幾何精度，降低數(shù)據(jù)更新的難度，能夠在規(guī)模較大的工程項(xiàng)目中應(yīng)用，能夠?yàn)榻ㄔO(shè)數(shù)字城市與地球建立基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)框架；相較于使用計(jì)算機(jī)制作動(dòng)畫與景觀模擬，基于數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)的三維建模能夠在目標(biāo)建筑物具有的實(shí)際地理坐標(biāo)下進(jìn)行真實(shí)三維景觀模型的構(gòu)建[2]。在該種模型中，建筑物中各元素之間的空間相對(duì)位置與實(shí)際情況是一一對(duì)應(yīng)的，并且能夠?qū)ζ渲械娜我恻c(diǎn)測(cè)量三維坐標(biāo)，能夠達(dá)到測(cè)繪要求的精度級(jí)別。
3.2 基于數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)的三維建模方式
論文將某數(shù)字城市的三維建模方式作為實(shí)際進(jìn)行分析，該城市基于數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)的三維建模技術(shù)線路如圖1所示。
3.2.1 航空攝影測(cè)量
論文所舉的項(xiàng)目實(shí)例中使用DMC進(jìn)行航空攝影，能夠取得相關(guān)影像資料，與實(shí)地比例為1∶5000，地面的分辨率為0.06m。使用航天遠(yuǎn)景技術(shù)中的軟件對(duì)獲取的影像資料、外業(yè)像控資料進(jìn)行空三加密處理，從而獲取三維建模中需要的外方位元素c加密點(diǎn)的具體坐標(biāo)。
3.2.2 DEM的建立
DEM即為數(shù)字高程模型，是進(jìn)行數(shù)字城市建設(shè)中不可或缺的信息之一。在該項(xiàng)目中使用航天遠(yuǎn)景技術(shù)中的相關(guān)軟件在經(jīng)過空三加密的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行立體模型的自動(dòng)生成，并對(duì)相對(duì)與絕對(duì)定向精度進(jìn)行檢查，生成5m格網(wǎng)的數(shù)字高程模型文件。按照作業(yè)指導(dǎo)手冊(cè)上相關(guān)規(guī)定在匹配窗口中編輯等視差曲線或者等高線，保證其中全部曲線與地面相貼緊，最后能夠生成數(shù)字高程模型，并檢查、處理其接邊。
3.2.3 DOM的生成
DOM即為數(shù)字正射影像圖。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)能夠糾正、鑲嵌與裁切正射影像。將數(shù)字高程模型與數(shù)字正射影像圖進(jìn)行疊加，能夠得出數(shù)字三維景觀。在該項(xiàng)目中，先對(duì)數(shù)字高程模型進(jìn)行接邊處理，然后對(duì)其進(jìn)行糾正，再使用航天遠(yuǎn)景技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，再進(jìn)行裁切。
3.2.4 TDOM的生產(chǎn)
TDOM即為真正射影像圖，屬于DOM中的一種。相較于普通的數(shù)字正射影像產(chǎn)品，在三維建模中使用的全部背景圖糾正了所有建筑物的中心投影，避免出現(xiàn)投影差。使用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)立體環(huán)境下幾何特征的收集。在進(jìn)行三維建模背景圖的制作中將攝影測(cè)量系統(tǒng)采集的關(guān)于建筑物的矢量數(shù)據(jù)作為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，通過該數(shù)據(jù)再次對(duì)正射影像的數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正，能夠?qū)⒔ㄖ锿队安钕齕3]。
3.2.5城市真實(shí)三維景觀模型的構(gòu)建
制作基礎(chǔ)模型。將建筑物的分類標(biāo)準(zhǔn)作為標(biāo)準(zhǔn)，采集平面幾何與高程數(shù)據(jù)，精度要求為平面幾何位置小于50cm，高程精度小于80cm。然后使用合適的軟件進(jìn)行三維模型的生成；提取屋頂紋理。按照相關(guān)要求處理原始影像后，在功能合適的軟件幫助下匹配影像與基礎(chǔ)模型，保證精度的合格，然后軟件能夠?qū)ξ蓓數(shù)募y理進(jìn)行自動(dòng)提?。徊杉鈽I(yè)紋理。按照相關(guān)規(guī)范要求，對(duì)一定范圍中全部的外業(yè)紋理進(jìn)行采集。使用相機(jī)對(duì)所有建筑物的外部輪廓進(jìn)行記錄；制作三維模型。在該項(xiàng)目的信息系統(tǒng)中，將三維模型分為地形、建筑、道路、植被、市政基礎(chǔ)設(shè)施等模型類型，從精度上分為精細(xì)與標(biāo)準(zhǔn)兩種級(jí)別的模型。在該項(xiàng)目中三維建模規(guī)模很大，要求建模具有較高的效率與質(zhì)量較好的數(shù)據(jù)；整合城市的三維場(chǎng)景。使用相關(guān)工具軟件，優(yōu)化與DOM、DEM與精細(xì)場(chǎng)景，能夠進(jìn)行城市三維場(chǎng)景的整合[4]。
4 結(jié)語
論文通過使用項(xiàng)目實(shí)例對(duì)基于數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)的三維建模進(jìn)行研究，證明該種建模方式具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。在使用該種技術(shù)的過程中，仍然存在很多亟待解決的問題，需要行業(yè)中人員進(jìn)行持續(xù)探索。
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵詞：攝影測(cè)量，發(fā)展，應(yīng)用
通過上世紀(jì)八九十年代對(duì)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的研究、開發(fā)與推廣，進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量以世人難以想象的速度發(fā)展，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站在中國(guó)的攝影測(cè)量生產(chǎn)中獲得了普遍的應(yīng)用與推廣，攝影測(cè)量的教學(xué)也由過去只有少數(shù)院校才能進(jìn)行的“貴族”式的教學(xué)得到了極大的普及。由于攝影測(cè)量生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型，影像掃描儀已被大量應(yīng)用，全國(guó)掃描儀數(shù)量已超過100臺(tái)。同時(shí)航空攝影機(jī)也在加速引進(jìn)。應(yīng)用于航空攝影過程中的GPS／IMU系統(tǒng)也已引進(jìn)，Z／I公司的數(shù)字航空攝影機(jī)也已經(jīng)開始在中國(guó)應(yīng)用。與此同時(shí)，高分辨率的遙感影像、以及其定位參數(shù)文件的應(yīng)用，只要極少量的外業(yè)控制點(diǎn)，就能迅速生成正射影像圖，它已在城市、土地的變遷、規(guī)劃中得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。所有這一切表明，新一代傳感器、定位系統(tǒng)的迅速發(fā)展以及數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站的大規(guī)模推廣，都對(duì)攝影測(cè)量自身的發(fā)展提出一個(gè)非常嚴(yán)峻而現(xiàn)實(shí)的問題：攝影測(cè)量向何處去？下面我們就針對(duì)攝影測(cè)量的發(fā)展討論一下。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。
1.數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量發(fā)展的新契機(jī)
從20世紀(jì)初起，以純精密、光機(jī)的模擬攝影測(cè)量?jī)x器為特征的攝影測(cè)量一直持續(xù)了半個(gè)多世紀(jì)。在此期間，攝影測(cè)量的教學(xué)、極少量的科研，除所謂的變換光束理論研究以外，多數(shù)是圍繞歐洲的幾個(gè)著名廠商生產(chǎn)的模擬攝影測(cè)量?jī)x器進(jìn)行。到50年代末計(jì)算機(jī)開始進(jìn)入攝影測(cè)量，攝影測(cè)量的研究領(lǐng)域得到了很大的擴(kuò)展：如解析法空中三角測(cè)量、在線空中三角測(cè)量、區(qū)域網(wǎng)平差、粗差檢測(cè)理論、正射糾正、數(shù)字測(cè)圖等。90年代隨著數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量時(shí)代的到來，相對(duì)于傳統(tǒng)的模擬、解析攝影測(cè)量，其最大的特點(diǎn)是將計(jì)算機(jī)視覺、模式識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到攝影測(cè)量，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)定向、相對(duì)定向、空中三角測(cè)量、數(shù)字高程模型（DEM）生成等的（半）自動(dòng)化。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量不僅僅將傳統(tǒng)攝影測(cè)量?jī)x器各種功能全部計(jì)算機(jī)，以提高工效、降低對(duì)作業(yè)員的要求，而且正在不斷地?cái)U(kuò)充攝影測(cè)量的功能。
但是我們必須清醒地認(rèn)識(shí)到：一些數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站只是解析測(cè)圖儀的替代品；目前的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站主要只適合于航空、航天攝影測(cè)量，而近景、地面攝影測(cè)量與它有很大差異，將數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量應(yīng)用于近景攝影測(cè)量，攝影測(cè)量的理論必須進(jìn)一步發(fā)展；即使是當(dāng)前自動(dòng)化程度較高的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站，攝影測(cè)量的主要研究還僅僅在“同名點(diǎn)”的影像匹配技術(shù)。因此，我們必須跳出傳統(tǒng)攝影測(cè)量的束縛，必須從計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)考慮數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的理論發(fā)展，這正是數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量為其理論與實(shí)踐的發(fā)展提出了嶄新的契機(jī)。
2.數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量發(fā)展的重要方向
當(dāng)前數(shù)字影像、DEM、攝影機(jī)位置、姿態(tài)數(shù)據(jù)的直接獲取等技術(shù)正在迅速發(fā)展，它們對(duì)于加快攝影測(cè)量成圖周期、減少野外工作量將發(fā)揮愈來愈重要的作用。例如利用高分辨率的衛(wèi)星影像與對(duì)應(yīng)的有理多項(xiàng)式系數(shù)（RPC）定位數(shù)據(jù)文件，再加以極少量的GPS點(diǎn)作控制，即能快速生產(chǎn)1：1萬乃至1：5000的正射影像圖。但是，與此相對(duì)應(yīng)的攝影測(cè)量自身的發(fā)展與任務(wù)是什么？這是一個(gè)攝影測(cè)量工作者必須回答的問題。不管數(shù)據(jù)獲取手段如何發(fā)展，航空（航天）攝影測(cè)量發(fā)展的中心任務(wù)之一是數(shù)據(jù)更新，實(shí)現(xiàn)建立國(guó)家基本地形圖的由定期更新到動(dòng)態(tài)更新機(jī)制。特別是對(duì)于處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的我國(guó)，GIS數(shù)據(jù)更新顯得尤為重要。但是，數(shù)據(jù)更新不是重測(cè)地形圖，具體而言： 數(shù)據(jù)更新的復(fù)雜性 利用航空攝影的影像進(jìn)行測(cè)繪，縱然在模擬測(cè)圖期間，其生產(chǎn)流程、各種規(guī)范已經(jīng)成熟，到解析、特別是數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量時(shí)代，攝影測(cè)量的流程雖然有很大的改變，但是基本任務(wù)與規(guī)范沒有根本的變化。而數(shù)據(jù)更新則不同，其情況比“新測(cè)或重測(cè)”要復(fù)雜得多。它的復(fù)雜性來自如何利用已有數(shù)據(jù)，減少外業(yè)、內(nèi)業(yè)的工作量，加速成圖周期。由此就產(chǎn)生很多問題，必須予以考慮，例如：已有的數(shù)據(jù)是什么？是正射影像圖＋DEM，還是線劃圖＋DEM？數(shù)據(jù)更新的地區(qū)是什么？是城區(qū)、郊區(qū)、還是山區(qū)？更新的地形圖比例尺，是大比例尺，還是小比例尺？等等。例如在郊區(qū)、山區(qū)、小比例尺地圖數(shù)據(jù)更新時(shí)，可以利用“新影像”與已有的“正射影像圖＋DEM”直接進(jìn)行配準(zhǔn)，進(jìn)行無（或減少）控制點(diǎn)的空中三角測(cè)量。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。但是對(duì)于城區(qū)、大比例尺地形圖更新，就很難利用已有的正射影像圖，在更新城區(qū)、大比例尺地圖時(shí)，利用已有的線劃圖將比影像圖更為有利。 數(shù)據(jù)更新涉及攝影測(cè)量理論的創(chuàng)新與技術(shù)的更新 數(shù)據(jù)更新問題是如何利用已有的“數(shù)據(jù)”，更確切而言是如何利用已有的“信息”。眾所周知：欲利用新影像更新已有地圖，將兩者“疊合”是最重要的一步。為此，確定影像的方位元素，將影像糾正為與地圖一致的正射影像圖，然后才能將“圖”與像”套合。因此在數(shù)據(jù)更新中，除常用于傳統(tǒng)的人工選取點(diǎn)作為控制點(diǎn)以外，能否利用地圖上大量存在的“線狀地物要素”作為控制，對(duì)于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)更新自動(dòng)化、提高工效至關(guān)重要。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。 數(shù)據(jù)更新涉及觀念的更新、規(guī)范的修改傳統(tǒng)的攝影測(cè)量是由外業(yè)“控制點(diǎn)”、內(nèi)業(yè)“加密點(diǎn)”與“碎部點(diǎn)”的等級(jí)之分，由外業(yè)“控制點(diǎn)”、進(jìn)行空中三角測(cè)量獲得“加密點(diǎn)”，最后是測(cè)繪“碎部點(diǎn)”，精度的要求當(dāng)然是“上一級(jí)高于下一級(jí)”、“上一級(jí)控制下一級(jí)”進(jìn)行測(cè)繪。內(nèi)業(yè)測(cè)圖是在加密點(diǎn)的控制下進(jìn)行測(cè)繪地形圖的碎部點(diǎn)、或進(jìn)行正射糾正，因此加密點(diǎn)的精度應(yīng)該高于地形圖上的碎部點(diǎn)與影像圖上的明顯點(diǎn)。但是，在上述數(shù)據(jù)更新方法中，更多的是考慮應(yīng)用地形圖或影像圖上的碎部點(diǎn)或明顯點(diǎn)作為新一輪成圖的控制（注意：被用作控制的碎部點(diǎn)的數(shù)量要比傳統(tǒng)的控制點(diǎn)數(shù)量多出幾十倍、甚至幾百倍），由此生產(chǎn)的新一輪地圖，但是它能否到達(dá)成圖要求，當(dāng)然還需作大量的驗(yàn)證。同時(shí)，更新方案也應(yīng)該而且必須考慮加入少量的外業(yè)控制點(diǎn)、使用上一輪成圖時(shí)影像的外方位元素、加密點(diǎn)與對(duì)應(yīng)的影像，在可能的條件下應(yīng)考慮應(yīng)用定位定向系統(tǒng)（POS）數(shù)據(jù)等。但是，不管采用何種方案，多涉及傳統(tǒng)觀念的更新與相應(yīng)規(guī)范的修改。
3.攝影測(cè)量發(fā)展的嶄新領(lǐng)域
到目前為止數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的發(fā)展，無論在理論上還是在實(shí)際上，主要是圍繞著利用航空（航天）攝影測(cè)量測(cè)繪地形圖，而對(duì)于數(shù)字近景（地面）攝影測(cè)量的研究甚少。同時(shí)隨著數(shù)碼相機(jī)的廣泛應(yīng)用、價(jià)格愈來愈低廉，數(shù)碼相機(jī)在測(cè)量的應(yīng)用將是攝影測(cè)量發(fā)展的必然趨勢(shì)。 在此領(lǐng)域它與計(jì)算機(jī)視覺有著天然的密切聯(lián)系，因?yàn)?ldquo;計(jì)算機(jī)視覺的研究目標(biāo)是使計(jì)算機(jī)具有通過二維圖像認(rèn)知三維環(huán)境信息的能力，這種能力將不僅使機(jī)器感知三維環(huán)境中物體的幾何信息，包括它的形狀、位置、姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)等，而且能對(duì)它們進(jìn)行描述、存儲(chǔ)，識(shí)別與理解”，兩者非常相似，但是又有明顯的差異。同樣，數(shù)字近景攝影測(cè)量與基于傳統(tǒng)的基于單基線立體、測(cè)標(biāo)的近景攝影測(cè)量也有很大的差別。 在過去的一個(gè)半多世紀(jì),航空攝影測(cè)量取得了許多重大的成就,經(jīng)歷了模擬攝影測(cè)量階段、解析攝影測(cè)量階段和數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量階段,革新了空間數(shù)據(jù)獲取的技術(shù)方法,顯示出了航空攝影巨大的生命力和影響力。應(yīng)辨證的看待攝影測(cè)量的發(fā)展，在迎接新的發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)，還應(yīng)意識(shí)到嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，過于悲觀或過于樂觀的“極端”態(tài)度，都不利于學(xué)科的發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】三維建模；三維空間模型；人機(jī)交互；攝影測(cè)量；三維點(diǎn)云
1、引言
隨著數(shù)字采集技術(shù)的不斷發(fā)展以及“數(shù)字地球”、“數(shù)字城市”概念的不斷深化，人們已不再滿足于傳統(tǒng)二維手段描述的三維信息，目前三維模型已成為繼圖像、聲音和視頻之后的第四種多媒體數(shù)據(jù)類型[1]，物體的表現(xiàn)形式也逐漸從二維表示向三維自動(dòng)化建模的方向過渡。
目前實(shí)現(xiàn)三維建模的方法大致有以下幾種：一是直接利用三維建模軟件，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件（AutoCAD）、三維動(dòng)畫渲染和制作軟件（3D Studio Max）等工具人機(jī)交互式三維建模；二是直接利用GIS的二維數(shù)據(jù)和高度信息建立三維模型，但這種方法只局限于規(guī)則對(duì)象的建模；三是基于數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量原理對(duì)物體快速建模。隨著數(shù)據(jù)采集技術(shù)的不斷發(fā)展和自動(dòng)化，根據(jù)三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)自動(dòng)構(gòu)建三維模型正成為研究的熱點(diǎn)。本文對(duì)現(xiàn)今常用的地物建模方法進(jìn)行比較分析，總結(jié)出了各種建模方法的特點(diǎn)。
2、三維建模方法
本文以校園中建筑物為建模對(duì)象，分別通過以下3種常用的建模方法進(jìn)行三維模型重建：基于AutoCAD的人機(jī)交互式建模、基于掃描點(diǎn)云的建模、基于近景攝影測(cè)量的建模。
2.1 基于AutoCAD的人機(jī)交互式建模
對(duì)于幾何形體相對(duì)規(guī)則的建筑，常規(guī)使用免棱鏡電子全站儀對(duì)建筑物構(gòu)件的三維特征點(diǎn)進(jìn)行散點(diǎn)式數(shù)據(jù)采集。本文采集數(shù)據(jù)同時(shí)采用“四位編碼法”對(duì)特征點(diǎn)編碼[2]，并按建筑構(gòu)件分類分層存儲(chǔ)。繪圖時(shí)根據(jù)特征點(diǎn)編碼結(jié)合測(cè)繪順序在CAD中編寫LISP程序?qū)ㄖ飳?shí)現(xiàn)自動(dòng)展點(diǎn)和自動(dòng)連線生成線框圖。以同濟(jì)大學(xué)某學(xué)生宿舍為例，在CAD中連線后的線框圖見圖1（a），圖中3個(gè)藍(lán)點(diǎn)為門上3個(gè)特征點(diǎn)，這些點(diǎn)不同時(shí)位于門所確定的豎直面內(nèi)。可見三維繪圖不是實(shí)測(cè)點(diǎn)位的簡(jiǎn)單連線或修補(bǔ)，需以實(shí)測(cè)點(diǎn)位為基礎(chǔ)，綜合考慮建筑的施工、形變和測(cè)量誤差及建筑特性，采用擬合的方法對(duì)線框圖進(jìn)行局部處理，最后構(gòu)建三維實(shí)體，如圖1（b）所示。
（a）門窗的4個(gè)圖元不共面
（b）構(gòu)建后的實(shí)體效果
圖1 繪制步驟及效果
此外，游天[3]等人利用對(duì)象三視圖為底圖在三維制作軟件中直接建模，并將三面圖對(duì)模型進(jìn)行紋理映射提高模型的真實(shí)度。本文也以學(xué)校校門為例對(duì)此方法進(jìn)行了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)證明該方法構(gòu)建的三維實(shí)體模型精度也能滿足一般要求。
2.2基于掃描點(diǎn)云的建模
對(duì)于不規(guī)則物體，全站儀則顯得無能為力了。三維激光掃描技術(shù)克服了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方式的不足，應(yīng)運(yùn)而生的模型自動(dòng)化重建技術(shù)愈來愈受到重視。目前基于掃描點(diǎn)云的建模一般流程可概括為點(diǎn)云的獲取、表面重建、點(diǎn)云的處理與建模三個(gè)階段。以校園某建筑為例具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：
（1）點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取。本實(shí)驗(yàn)采用Leica C10對(duì)某樓進(jìn)行掃描測(cè)量，根據(jù)該樓的輪廓特征和實(shí)際掃描范圍等影響因子，本次測(cè)量共設(shè)16站。
（2）點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理
為了給建模階段提供較理想的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，需對(duì)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云拼接、去噪、采樣等預(yù)處理。點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理既可通過算法[4] [5] [6] [7] [8] [9]實(shí)現(xiàn)，也可以通過掃描儀配套軟件如Cyclone、Faro Scene等完成。這一步操作十分重要，是決定后續(xù)數(shù)據(jù)質(zhì)量好壞和執(zhí)行效率的關(guān)鍵。
（3）點(diǎn)云數(shù)據(jù)建模
目前，對(duì)建筑物點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型重建的研究多數(shù)從兩個(gè)方面展開：一方面提取建筑物的邊界特征，以特征為約束構(gòu)建三維實(shí)體模型；另一方面是直接對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)網(wǎng)格化，建立拓?fù)潢P(guān)系，進(jìn)行表面重建和優(yōu)化。本實(shí)驗(yàn)采用點(diǎn)云數(shù)據(jù)分割、曲面擬合以及交互組合的方法來實(shí)現(xiàn)建筑物對(duì)象的三維建模。建模步驟大致可分類以下三大步：
a）海量散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)分割
點(diǎn)云分割是為下階段精細(xì)建模做準(zhǔn)備。本文根據(jù)空間點(diǎn)的鄰域關(guān)系估算點(diǎn)與點(diǎn)間的拓?fù)潢P(guān)系，將建筑模型分割為平整墻面、屋頂和附件幾大區(qū)域。
b）分割部分精細(xì)建模
自動(dòng)識(shí)別提取點(diǎn)云數(shù)據(jù)特征，并以此特征為約束迭代擬合模型，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建三角網(wǎng)格。
c）模型拼接
根據(jù)模型間的特征及法矢拼接相鄰模型，對(duì)拼接后的兩模型公共區(qū)域部分的三角網(wǎng)進(jìn)行裁剪、檢查以及模型修補(bǔ)和優(yōu)化。
綜合以上步驟，基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)建成的三維模型效果如圖2所示。
圖2 文遠(yuǎn)樓三維模型
2.3基于近景攝影測(cè)量的建模
本實(shí)驗(yàn)攝影采用的是非量測(cè)型相機(jī)，以同濟(jì)大學(xué)某建筑正門為例，根據(jù)近景攝影測(cè)量原理構(gòu)建三維模型的流程步驟如下：
（1）影像采集。以多攝站正直環(huán)繞攝影方式用普通相機(jī)對(duì)大禮堂進(jìn)行攝影，共布設(shè)8個(gè)攝站。圖3為正門前的觀測(cè)示意圖，其中S1、S2為兩個(gè)觀測(cè)站，J1～J4分別為正門前4根柱子上粘貼的4個(gè)人工標(biāo)志。
圖3 現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)圖
（2）坐標(biāo)解算?？紤]到非量測(cè)數(shù)碼相機(jī)的內(nèi)、外方位元素的初始近似值未知以及像點(diǎn)、攝影中心、相應(yīng)地物點(diǎn)間的不共線，需使用加入像點(diǎn)坐標(biāo)改正數(shù)（本實(shí)驗(yàn)僅考慮物鏡輻射方向的光學(xué)畸變改正數(shù)）的直接線性變換解法，建立像點(diǎn)坐標(biāo)與相應(yīng)物點(diǎn)空間坐標(biāo)之間的線性關(guān)系。
（1）
式中，）為像片上以任意點(diǎn)為原點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)，為點(diǎn)的物方空間坐標(biāo)，L1～L11為11個(gè)變換參數(shù)。
（3）繪制實(shí)體
在相片上采集一定密度的特征點(diǎn)并解算該特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)，反向投影到三維空間后借助三維繪圖軟件展繪建筑上的特征點(diǎn)，增補(bǔ)遺漏點(diǎn)，并利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)構(gòu)建一個(gè)線框和幾何實(shí)體模型。圖4為繪制的建筑前門線框模型。
圖4 前門構(gòu)建線框圖
3、三維建模方法對(duì)比分析
基于人機(jī)交互的建模、基于掃描點(diǎn)云和基于攝影測(cè)量的建模這三種建模方法都是基于測(cè)量的建模方式，都需要以外業(yè)采集的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行建模。
基于人機(jī)交互的建模方法應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng)，技術(shù)路線較成熟，國(guó)內(nèi)外研發(fā)的許多控制集成建模軟件都可以利用基本的幾何元素構(gòu)建復(fù)雜的幾何場(chǎng)景。這種建模方法靈活，能逼真再現(xiàn)對(duì)象的幾何結(jié)構(gòu)和表面紋理信息，適合用于對(duì)建模效果和細(xì)節(jié)要求較高的對(duì)象。但對(duì)于諸如小區(qū)、城市這樣的大規(guī)模場(chǎng)景，如果每個(gè)模型都進(jìn)行精細(xì)建模，不僅工作量大、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且龐大的數(shù)據(jù)量也要求計(jì)算機(jī)硬件具備配套的處理能力，這也成為日后模型調(diào)用、管理的一大瓶頸。
基于點(diǎn)云的三維建模方法適用于不規(guī)則對(duì)象的三維建模，三維激光掃描技術(shù)克服了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方式的不足，提高了數(shù)據(jù)采集的精度和效率，獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)信息量大，包含三維空間信息、顏色屬性和反射強(qiáng)度信息，通過一定的算法對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理即可快速構(gòu)建被測(cè)物體的三維模型。這種方法自動(dòng)化程度高，構(gòu)建的數(shù)字模型不僅精度較高還帶有豐富的細(xì)節(jié)信息。但三維激光掃描在掃描過程中容易產(chǎn)生漏洞，且龐大的點(diǎn)云和數(shù)據(jù)處理技術(shù)也制約了該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和廣泛應(yīng)用。
基于攝影測(cè)量的建模包括近景攝影和相片處理兩個(gè)過程，且兩階段可獨(dú)立進(jìn)行。攝影時(shí)可根據(jù)測(cè)量精度要求選用量測(cè)攝影機(jī)或非量測(cè)攝影機(jī)；目前相片處理技術(shù)已相對(duì)成熟，許多現(xiàn)成的成熟軟件和算法可以直接使用。這種方法建模速度快、自動(dòng)化程度高。但近景攝影測(cè)量也存在一定的局限性，例如獲取影像時(shí)需要布設(shè)控制網(wǎng)，這就加大了外業(yè)的工作強(qiáng)度；而且影像上灰度變化不明顯部位無法獲得同名點(diǎn)，這也就制約著三維建模的精度。
4、結(jié)論
通過以上的對(duì)比分析不難看出，三維模型重建過程中，建模方法和技術(shù)路線的選擇尤為重要。在實(shí)際建模過程中，不要局限于某一種建模方法和技術(shù)，應(yīng)從項(xiàng)目的實(shí)際情況出發(fā)，分析數(shù)據(jù)采集方式和數(shù)據(jù)類型，選擇合適的建模方法。一般采集特征點(diǎn)及近景攝影測(cè)量技術(shù)結(jié)合建模軟件構(gòu)建簡(jiǎn)單建筑等規(guī)則對(duì)象模型，利用三維激光掃描點(diǎn)云對(duì)不規(guī)則物體進(jìn)行精確建模。在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)遇到或規(guī)則或不規(guī)則的建筑物（群），需要采用不同的數(shù)據(jù)采集技術(shù)、三維建模方法和可視化工具，因此不同建模方法應(yīng)相互融合、交織使用。
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關(guān)鍵詞：攝影測(cè)量；數(shù)字；測(cè)量系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)
中圖分類號(hào)： J4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言
數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)是隨著攝影測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和遙感技術(shù)的發(fā)展而形成的新興技術(shù)，是指對(duì)非地形目標(biāo)進(jìn)行攝影并確定其外形、形態(tài)和幾何位置的技術(shù)。數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)融合了數(shù)字近景攝影測(cè)量的基本原理、計(jì)算機(jī)視覺的相關(guān)理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)、模式識(shí)別等學(xué)科的理論和方法，利用數(shù)字像機(jī)獲取被測(cè)目標(biāo)的數(shù)字影像來得到物體的形態(tài)、位置、姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)從而完成對(duì)物體的測(cè)量。由于該技術(shù)利用計(jì)算機(jī)處理信息，屬于非接觸性測(cè)量技術(shù)。具有危險(xiǎn)性低、信息容量高、信息易存儲(chǔ)、可重復(fù)使用、精度高、速度快等優(yōu)點(diǎn)。因此廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)、科技研究和國(guó)防建設(shè)等領(lǐng)域。隨著科技的不斷向前發(fā)展,研究的進(jìn)一步深入,數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量將向?qū)崟r(shí)近景攝影測(cè)量發(fā)展,它將成為對(duì)非地形目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量的主要手段,并且實(shí)時(shí)性、全自動(dòng)源數(shù)據(jù)獲取及仿真虛擬手段的研究將成為應(yīng)用研究的趨勢(shì)。
一、數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)的發(fā)展歷程
（一）國(guó)外發(fā)展歷程
早在上世紀(jì)60年代，國(guó)外就開始了數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量的研究。將攝影測(cè)量的相關(guān)理論、算法及軟硬件逐步應(yīng)用到工業(yè)測(cè)量領(lǐng)域，促進(jìn)了工業(yè)的發(fā)展。數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)快速發(fā)展階段始于90年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和日益普及，同時(shí)工業(yè)對(duì)高精度攝影測(cè)量技術(shù)的要求越來越高，工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)逐步進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代。目前，數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量理論趨于完善，技術(shù)趨于成熟。
國(guó)外已經(jīng)有多家公司推出了自己的數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)：美國(guó)大地測(cè)量公司的“V-STARS系統(tǒng)”、挪威Metronor公司的“Metronor系統(tǒng)”和德國(guó)Aicon3D公司的“DPA-Pro系統(tǒng)”等。
（二）國(guó)內(nèi)發(fā)展歷程
國(guó)內(nèi)對(duì)數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量的研究開始于70年代。當(dāng)時(shí)，一些研究機(jī)構(gòu)就開始著力于攝影測(cè)量技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。由于知識(shí)的落后和生產(chǎn)水平的限制，該技術(shù)仍處于起步階段，發(fā)展較為緩慢。90年代初，隨著高精度攝影測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)大量應(yīng)用在冶金、機(jī)械、車輛和采礦等工業(yè)領(lǐng)域，并且取得了顯著的成效。同時(shí)，高校及研究機(jī)構(gòu)對(duì)有關(guān)工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)的國(guó)內(nèi)外相關(guān)理論及工程實(shí)踐進(jìn)行了研究，并針對(duì)數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)如何應(yīng)用在工業(yè)測(cè)量領(lǐng)域提出了一系列創(chuàng)新理論，形成了一套新的。該階段為初步發(fā)展階段。數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)在理論和應(yīng)用方面都有新的發(fā)展。目前，數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展階段。隨著攝影測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和遙感技術(shù)的快速發(fā)展以及國(guó)內(nèi)工業(yè)的飛速發(fā)展，許多研究機(jī)構(gòu)引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)攝影測(cè)量技術(shù)、吸收新的工業(yè)攝影測(cè)量理念。 在數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量方面進(jìn)行了很多的研究及應(yīng)用工作。
目前，國(guó)內(nèi)數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量產(chǎn)品主要有：天津大學(xué)研制的“汽車車輪定位參數(shù)激光視覺測(cè)量系統(tǒng)”、西安交通大學(xué)研制的“大型復(fù)雜曲面產(chǎn)品的反求和三維快速檢測(cè)系統(tǒng)”和武漢大學(xué)研究的“Lensphoto”等。
二、數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)
數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)是指對(duì)非地形目標(biāo)進(jìn)行攝影并確定其外形、形態(tài)和幾何位置的技術(shù)。它屬于高精度、大尺度三維坐標(biāo)測(cè)量。為滿足以上要求，需要解決以下關(guān)鍵性技術(shù)問題。
（一） 高質(zhì)量影像的獲取
獲取高質(zhì)量數(shù)字圖像是高精度測(cè)量的基礎(chǔ)之一。數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)需要對(duì)測(cè)量中使用的人工標(biāo)志及其屬性、光源特性、數(shù)字像機(jī)的設(shè)置和與成像質(zhì)量有關(guān)的技術(shù)和設(shè)備等進(jìn)行研究。
（二）攝影測(cè)量的人工標(biāo)志
數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)使用人工標(biāo)志作為測(cè)量的特征點(diǎn)。工業(yè)部件表面通常缺乏豐富、明顯的紋理信息，在攝影測(cè)量過程中產(chǎn)生的圖像，往往缺乏足夠的、準(zhǔn)確的特征點(diǎn)。為了避免這一不足，數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量中，采用設(shè)置人工標(biāo)志點(diǎn)的方式產(chǎn)生足夠數(shù)量且對(duì)比明顯的特征點(diǎn)。發(fā)光二極管、投影激光、回光反射標(biāo)志等均為人工標(biāo)志點(diǎn)。
（三）圓形人工標(biāo)志偏心差
在高精度工業(yè)攝影測(cè)量中，標(biāo)志中心點(diǎn)定位偏心差是影響測(cè)量精度的因素。確定偏心差數(shù)學(xué)模型以及模型矯正工作有利于提高測(cè)量精度。
人工編碼標(biāo)志
使用人工編碼標(biāo)志可以加快測(cè)量速度，實(shí)現(xiàn)測(cè)量的自動(dòng)化。每個(gè)編碼標(biāo)志對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的編碼，因此能夠利用數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別。設(shè)計(jì)編碼標(biāo)志應(yīng)遵循以下原則：具有足夠的編碼容量、尺寸不宜過大、有唯一定位點(diǎn)和易于自動(dòng)、準(zhǔn)確識(shí)別。在數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量中，常用的編碼標(biāo)志有同心圓環(huán)型編碼標(biāo)志和點(diǎn)分布編碼標(biāo)志。同心圓環(huán)型編碼標(biāo)志采用二進(jìn)制編碼原理，具有原理簡(jiǎn)單、易于識(shí)別等優(yōu)點(diǎn)。點(diǎn)分布編碼標(biāo)志由一組圓形標(biāo)志點(diǎn)按照一定規(guī)則排列而成。
數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
現(xiàn)階段，數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)在理論研究和工業(yè)實(shí)踐方面都日趨完善。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，該技術(shù)逐步走向產(chǎn)品化、實(shí)用化和高效化。從數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，可以預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)。
相機(jī)呈多樣化、專業(yè)化
數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量常用的傳感器主要是數(shù)碼單反相機(jī)、紅外相機(jī)、工業(yè)攝像頭等。數(shù)碼單反相機(jī)的價(jià)格低廉且成像性能強(qiáng)大，成為攝影測(cè)量的常用傳感器。研究者也對(duì)單反相機(jī)進(jìn)行了專業(yè)改進(jìn)，使其更加適用于攝影測(cè)量。
測(cè)量精度、自動(dòng)化程度不斷提高
工業(yè)部件制造精度、表面復(fù)雜程度不斷提高，數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)也必然向著高精度、超高精度和高度自動(dòng)化方向發(fā)展。
三維數(shù)據(jù)分析軟件專業(yè)化、精細(xì)化
獲取三維坐標(biāo)信息是數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量的基本功能。獲取的三維坐標(biāo)信息需要處理分析，才可以應(yīng)用到所需的領(lǐng)域。多樣性和復(fù)雜性的應(yīng)用領(lǐng)域需要我們針對(duì)不同用戶開發(fā)各種專用的、精細(xì)的數(shù)據(jù)分析軟件。
結(jié)語
數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)是隨著攝影測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和遙感技術(shù)的發(fā)展而形成的新興技術(shù)，是指對(duì)非地形目標(biāo)進(jìn)行攝影并確定其外形、形態(tài)和幾何位置的技術(shù)。數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量技術(shù)隨著科技的不斷進(jìn)步、研究的不斷深入,數(shù)字工業(yè)攝影測(cè)量將向?qū)崟r(shí)近景攝影測(cè)量發(fā)展,它將成為對(duì)非地形目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量的主要手段。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：GPS輔助空中三角測(cè)量；精密單點(diǎn)定位；POS；精度
中圖分類號(hào)：TN141文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
測(cè)量工作在礦山勘探、設(shè)計(jì)、開發(fā)和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的各個(gè)階段起著重要的保障作用，隨著空間信息技術(shù)、數(shù)字信息技術(shù)和自動(dòng)化、智能化技術(shù)的飛速發(fā)展，新型測(cè)繪儀器迅速出現(xiàn)與普及，使礦山測(cè)量在工作內(nèi)容和技術(shù)方法等方面發(fā)生了深刻的變革。運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)量技術(shù)進(jìn)行礦山測(cè)量有助于提高礦山測(cè)量精度，降低測(cè)量工作勞動(dòng)強(qiáng)度，提高礦山測(cè)量效率。
航空攝影測(cè)量技術(shù)在礦山測(cè)量中的應(yīng)用已經(jīng)歷了較長(zhǎng)的時(shí)間，并積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，較之傳統(tǒng)的測(cè)圖方法，利用航空攝影測(cè)量技術(shù)成圖速度快、成本低、精度高，是一種應(yīng)用極為廣泛的測(cè)圖方法。
精密單點(diǎn)定位技術(shù)的出現(xiàn)，為航空攝影提供了新的解決方案。目前國(guó)際服務(wù)組織所提供的精密星歷和精密鐘差的精度已經(jīng)很高。隨著接收機(jī)性能的不斷改善，載波相位精度不斷提高，以及大氣改正模型和改正方法不斷深入，為精密單點(diǎn)定位技術(shù)應(yīng)用航空攝影中提供了可能性。[1]
本文以礦區(qū)大小比例尺地形圖測(cè)繪生產(chǎn)為例，介紹了并進(jìn)行基于精密單點(diǎn)定位的GPS/ POS輔助空中三角測(cè)量試驗(yàn)，分析并比較了空中三角測(cè)量方法的加密精度，得出了基于精密單點(diǎn)定位的GPS/ POS輔助攝影進(jìn)行大小比例尺航測(cè)成圖時(shí)新的像控布點(diǎn)、像控測(cè)量以及GPS/ POS輔助空中三角測(cè)量加密的方法。
1精密單點(diǎn)定位技術(shù)
精密單點(diǎn)定位(PPP-Precise Point Positioning)指得是利用載波相位觀測(cè)值以及IGS等組織提供的高精度的衛(wèi)星星歷及衛(wèi)星鐘差來進(jìn)行高精度單點(diǎn)定位的方法。利用IGS提供的高精度的GPS精密衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星鐘差，以及單臺(tái)雙頻GPS接收機(jī)采集的載波相位觀測(cè)值，采用非差模型進(jìn)行精密單點(diǎn)定位。精密單點(diǎn)定位的優(yōu)點(diǎn)在于在進(jìn)行精密單點(diǎn)定位時(shí)，除能解算出測(cè)站坐標(biāo)，同時(shí)解算出接收機(jī)鐘差、衛(wèi)星鐘差、電離層和對(duì)流層延遲改正信息等參數(shù),這些結(jié)果可以滿足不同層次用戶的需要(如研究授時(shí)、電離層、接收機(jī)鐘差、衛(wèi)星鐘差及地球自轉(zhuǎn)等)。[1]
2GPS輔助空中三角測(cè)量的定義及方法
GPS輔助空中三角測(cè)量是利用GPS定位技術(shù)獲取航攝儀曝光時(shí)刻攝站的三維坐標(biāo)，然后將GPS攝站坐標(biāo)視為帶權(quán)觀測(cè)值與攝影測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合平差，確定目標(biāo)點(diǎn)位，并評(píng)定其質(zhì)量的理論、技術(shù)和方法。[4]
3IMU/DGPS輔助航空攝影測(cè)量定義及方法
IMU/DGPS輔助航空攝影測(cè)量是指利用裝在飛機(jī)上的GPS接收機(jī)和設(shè)在地面上的一個(gè)或多個(gè)基站上的GPS接收機(jī)同步而連續(xù)地觀測(cè)GPS衛(wèi)星信號(hào)，通過GPS載波相位測(cè)量差分定位技術(shù)獲取航攝儀的位置參數(shù)，應(yīng)用與航攝儀緊密固連的高精度慣性測(cè)量單元（IMU，Inertial Measurement Unit）直接測(cè)定航攝儀的姿態(tài)參數(shù)，通過IMU, DGPS數(shù)據(jù)的聯(lián)合后處理技術(shù)獲得測(cè)圖所需的每張像片高精度外方位元素的航空攝影測(cè)量理論、技術(shù)和方法。
將基于IMU/DGPS技術(shù)直接獲取的每張像片的外方位元素，作為帶權(quán)觀測(cè)值參與攝影測(cè)量區(qū)域網(wǎng)平差，獲得更高精度的像片外方位元素成果。這種方法即IMU/DGPS輔助空中三角測(cè)量方法（國(guó)際上稱Integrated Sensor Orientation，簡(jiǎn)稱ISO）。[6]
4 試驗(yàn)及其結(jié)果分析
本文就以兩個(gè)測(cè)區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)1GSD為0.272m，相對(duì)航高為2000m，成圖比例尺為1：25000，試驗(yàn)2 GSD為0.15m，相對(duì)航高為1100m，成圖比例尺為1：2000，以試驗(yàn)在礦區(qū)基于精密單點(diǎn)定位技術(shù)的航空攝影測(cè)量方法成圖的應(yīng)用。
4.1 試驗(yàn)資料
試驗(yàn)1為了滿足某礦區(qū)信息化管理的需求，為礦區(qū)決策、規(guī)劃、普查、資源整合、開發(fā)、資料申報(bào)及建立礦區(qū)全區(qū)域地形圖信息化管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供基礎(chǔ)資料，某礦區(qū)實(shí)施全區(qū)域地形圖信息化管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)-1:25000地形圖航測(cè)成圖工程。測(cè)區(qū)地處太行山南段與中條山北緣的結(jié)合部，地形復(fù)雜，地貌特征以山地為主。要保質(zhì)保量的按時(shí)完成工程任務(wù)只有依靠科技創(chuàng)新，采用新技術(shù)，新方法和新裝備才能解決常規(guī)測(cè)繪技術(shù)無法解決的難題。
在本工程航空攝影、像片控制測(cè)量、空中三角測(cè)量和調(diào)繪等環(huán)節(jié)中均采用了新技術(shù)。航空攝影時(shí)采用了先進(jìn)的SWDC數(shù)碼攝影系統(tǒng)；像片控制測(cè)量中同時(shí)采用了精密單點(diǎn)定位技術(shù)和似大地水準(zhǔn)面模型兩項(xiàng)新技術(shù)；空中三角測(cè)量使用GPS輔助空中三角測(cè)量等。
試驗(yàn)2為了保證某礦區(qū)更好的發(fā)展規(guī)劃和數(shù)字地形圖的現(xiàn)勢(shì)性，建設(shè)成數(shù)字化、生態(tài)型、工業(yè)旅游型中國(guó)煤炭工業(yè)品牌礦井，為生產(chǎn)建設(shè)提供科學(xué)、可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，某礦區(qū)利用航測(cè)方法成1:2000地形圖測(cè)繪工程，本工程采用新技術(shù)POS航攝技術(shù)。
4.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
為了分析利用精密單點(diǎn)定位技術(shù)進(jìn)行GPS/POS輔助航空攝影測(cè)量方法所能達(dá)到的加密精度，通過試驗(yàn)和數(shù)碼相機(jī)的固有優(yōu)點(diǎn)，得出一些結(jié)論。圖1為試驗(yàn)1的像控布點(diǎn)方案，圖2為試驗(yàn)2的像控布點(diǎn)方案，表1列出了GPS/POS輔助空中三角測(cè)量精度統(tǒng)計(jì)表，表2列出了光束法區(qū)域網(wǎng)平差精度統(tǒng)計(jì)表。
圖1 試驗(yàn)1布點(diǎn)方案
圖2 試驗(yàn)2布點(diǎn)方案
表1 GPS/POS輔助空中三角測(cè)量精度統(tǒng)計(jì)表
表2 光束法區(qū)域網(wǎng)平差精度統(tǒng)計(jì)表
在GPS/POS輔助航空攝影時(shí)必須架設(shè)地面基準(zhǔn)站，是需花費(fèi)人力物力而且費(fèi)時(shí)的工作，尤其是當(dāng)測(cè)區(qū)范圍較大,在帶狀管線項(xiàng)目中需要設(shè)置多個(gè)基準(zhǔn)站時(shí)，作業(yè)難度相當(dāng)大。此次精密單點(diǎn)定位技術(shù)與數(shù)碼相機(jī)結(jié)合應(yīng)用的成功探索，減少了航飛時(shí)基站布設(shè)的工作量。通過上述試驗(yàn)說明，在GPS/POS輔助航空攝影測(cè)量中，可以無需布設(shè)地面基準(zhǔn)站。GPS/POS輔助航空攝影按照常規(guī)航空攝影技術(shù)規(guī)程進(jìn)行攝影作業(yè)是可行的。
從表1、表2可以看出， GPS輔助光束法區(qū)域網(wǎng)平差與自檢校光束法的結(jié)果是一致的。這表明,該測(cè)區(qū)的航攝資料是可用的,GPS攝站坐標(biāo)的解算是正確的,利用該試驗(yàn)區(qū)來進(jìn)行GPS輔助光束法平差的精度分析是值得信賴的。
采用現(xiàn)行幾種航空攝影空中三角測(cè)量測(cè)量方法，加密點(diǎn)的精度均可滿足所處地
形相應(yīng)比例尺航測(cè)內(nèi)業(yè)加密的精度要求。試驗(yàn)1、試驗(yàn)2的精度均符合GB/T 7930-2008《1:500、1:1000、1:2000地形圖航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)規(guī)范》、GB/T 12340-2008《1:25000、1:50000、1:100000地形圖航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)規(guī)范》的規(guī)定。對(duì)于常規(guī)光束區(qū)域網(wǎng)平差來說精度主要取決于地面控制點(diǎn)的分布與間距，區(qū)域越大，所需的地面控制點(diǎn)越多，本次試驗(yàn)1分別布設(shè)了69個(gè)地面控制點(diǎn)；對(duì)于小比例尺成圖GPS輔助空中三角測(cè)量測(cè)量而言只需在區(qū)域網(wǎng)的四角布設(shè)4個(gè)平高地面控制點(diǎn)，其不隨區(qū)域網(wǎng)的大小而變化。對(duì)于GPS輔助空中三角測(cè)量測(cè)量從表1可以看出，隨著地面控制點(diǎn)的減少，區(qū)域網(wǎng)平差的精度有所降低，當(dāng)無地面控制點(diǎn)時(shí)尤為明顯。所以，要達(dá)到測(cè)量規(guī)范所要求的精度，必須采用合理的地面控制方案；對(duì)于POS輔助空中三角測(cè)量測(cè)量來說，布點(diǎn)方案須經(jīng)實(shí)驗(yàn)區(qū)確定，在試驗(yàn)2測(cè)區(qū)共計(jì)600平方公里共布設(shè)39個(gè)像控點(diǎn)（包括檢測(cè)點(diǎn)），節(jié)省了80%的像控點(diǎn)，節(jié)約了60%的做像控費(fèi)用。
由于精密單點(diǎn)定位所獲取的攝站坐標(biāo)還不能完全達(dá)到空中三角測(cè)量所需要的控
制點(diǎn)的精度要求，區(qū)域網(wǎng)平差中利用地面控制點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)制的系統(tǒng)誤差補(bǔ)償是必不可少的，從表1可看出無地面控制的檢查點(diǎn)的殘差帶有明顯的系統(tǒng)誤差。在區(qū)域的四角布設(shè)4個(gè)地面控制點(diǎn)被認(rèn)為是一種可完全改正GPS系統(tǒng)漂移誤差的實(shí)用方法。實(shí)際作業(yè)中，在區(qū)域的四角布設(shè)4個(gè)平高控制點(diǎn)是必要的，它們可用于GPS單點(diǎn)定位誤差、WGS84系與國(guó)家統(tǒng)一坐標(biāo)系不一致所引起的坐標(biāo)變換誤差以及測(cè)定空間偏移分量誤差等系統(tǒng)誤差的改正。從表1成1::25000地形圖可以看出，未加入地面控制點(diǎn)時(shí)，GPS存在系統(tǒng)誤差；加入地面控制點(diǎn)后，進(jìn)行了GPS漂移改正，平差解算結(jié)果精度得以明顯提高。[7]
本次試驗(yàn)中像控點(diǎn)測(cè)量采用GPS精密單點(diǎn)定位（PPP）技術(shù)與利用高精度似大
地水準(zhǔn)面模型進(jìn)行GPS高程測(cè)量的方式施測(cè)。采用PPP技術(shù)僅使用單臺(tái)GPS接收機(jī)就可以精確確定點(diǎn)位位置，實(shí)現(xiàn)高精度定位導(dǎo)航的功能。單機(jī)作業(yè)，靈活機(jī)動(dòng)，大大節(jié)約用戶成本，定位精度不受作用距離的限制。
5 結(jié)語
通過上述試驗(yàn)可得出基于精密單點(diǎn)定位技術(shù)的GPS輔助及慣導(dǎo)航測(cè)技術(shù)在礦區(qū)成圖中使用可節(jié)約了傳統(tǒng)像片控制測(cè)量的作業(yè)成本,優(yōu)化了傳統(tǒng)空中三角測(cè)量加密工序的技術(shù)流程，縮短了航測(cè)成圖周期，可高效、高質(zhì)量的服務(wù)于礦區(qū)成圖。精密單點(diǎn)定位技術(shù)在航測(cè)成圖中的應(yīng)用不僅改變了過去先航攝,接著外業(yè)象控測(cè)量,最后內(nèi)業(yè)空中三角測(cè)量加密的工序流程,而且提高了精度,減少作業(yè)的工序提高了作業(yè)效率,并實(shí)現(xiàn)了無地面基站，為最終實(shí)現(xiàn)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的自動(dòng)化生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
目前精密單點(diǎn)定位技術(shù)還處于研究實(shí)驗(yàn)階段，在航空攝影測(cè)量中的應(yīng)用才剛剛開始，相信隨著精密星歷與精密鐘差的進(jìn)一步發(fā)展，精密單點(diǎn)定位算法進(jìn)一步成熟化，將精密單點(diǎn)定位技術(shù)應(yīng)用航空攝影中成為一種必然的趨勢(shì)。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 精密單點(diǎn)定位技術(shù)在輔助航空攝影中的應(yīng)用研究[學(xué)位論文].中國(guó)地質(zhì)大學(xué)碩士學(xué)位論文.
[2]王成龍等.基于SWDC的國(guó)家基礎(chǔ)航空攝影測(cè)量可行性研究[J]. 測(cè)繪工程,2009,18(1)
[3]袁路晴等.超輕型飛機(jī)搭載SWDC系列數(shù)字航攝儀的航空攝影測(cè)量一體化作業(yè)思路[J].鐵路勘察,2007,6.
[4] 袁修孝.GPS輔助空中三角測(cè)量原理及應(yīng)用[M] .北京：測(cè)繪出版社,2001.
[5] 袁修孝.GPS輔助空中三角測(cè)量及其質(zhì)量控制[D] .武漢大學(xué)博士論文,1999.
[6] 李學(xué)友.IMU/DGPS輔助航空攝影測(cè)量綜述[J]. 測(cè)繪科學(xué),2005,5（30）：110-113.
