航空攝影測量技術在地圖制作中的應用構架分析
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摘 要 在我國城市地理信息采集中,地形圖測繪是其中的一項重點內容,在實際工作中,受到地理以及環境因素限制,也將因此對該項工作的開展產生影響。在該種情況下,應用航空攝影測量成為一種較好的處理方式。在本文中,將就航空攝影測量技術在地圖制作中的應用進行一定的研究。
關鍵詞 航空攝影測量;地圖制作;應用
引言
在工程測量工作當中,無人機航空攝影測量是一項關鍵技術類型,在發展中得到了較多的應用。通過該技術在地圖制作方面的應用,能夠獲得較好的測量結果。對此,即需要能夠在實際測量中做好關鍵內容的把握,更好地完成地圖制作目標。
1 技術原理
在我國社會不斷發展的過程中,對于各區域地圖的制作成為一項重點工作內容。在此過程中,航空攝影測量技術具有積極的應用價值,具有較高的工作效率以及便利的操作方式,能夠對實際測量當中相關資源起到較好的節約效果。通過該技術在鐵路地圖當中的應用,能夠獲得同人工測圖技術相比更為豐富、細微的信息內容,具有較高的應用價值。
1.1 無人機航空攝影測量
無人機航空攝影是現今開展地圖測繪公開工作中經常應用到的一類技術。在該技術實際應用中,先根據工作區域選擇合適無人機機型(固定翼、多旋翼、電機、油機等),依據測量需求選配相應的數據采集平臺(正射相機、傾斜相機、LiDAR系統等)后,再收集相關的資料信息,調試無人機,根據地圖制作要求設計航空攝影航線路線,在不對攝影測量產生影響的情況下選用最為簡潔的航測路線,以此在對無人機工作安全進行保證的同時,使其在工作負擔方面具有降低。在對無人機飛行航線進行設定時,對無人機進行調試十分重要,并做好現場情況勘查。之后,即可以進行低空拍攝,聯系實際像控點分布位置,經空三解算、定位建模、貼圖渲染等一系列內業處理流程,最終可獲得DEM(三角高程模型)和DOM(正射影像圖)成果。利用上述成果,結合野外檢查調繪數據,就可在室內完成DLG(數字線劃圖)的制作,積大提高了DLG的測繪效率[1]。
1.2 無人機數字化產品
在現今技術發展中,無人機航空攝影測量是國家技術的體現,該技術能夠對軍民兩用進行實現,不僅能夠對軍隊中相關坐標以及數據進行獲取,且能夠以一種基本技術走向大眾,應用在地形圖測繪、生態環境保護以及城鄉規劃建設等方面。在地圖制作當中,無人機航測數據種類繁多,真正實現了一測多用的目的,其主要有以下幾方面的應用:第一,DEM。即數字高程模型,是測區地形、地物高低起伏的真實再現,由多個三角集合構成起伏效果,具備高程量測、計算功能,常用于等高線生成、工程方量計算等;第二,DOM。數字正攝影像圖。是測區地形、地物真實紋理的再現,該圖件現實性較好,直觀、易讀,但只具備平面坐標的量測和面積計算功能,常用于各種掛圖的底圖(交通圖、旅游圖);第三,數字線劃圖。是在DEM、DOM基礎上進行數字化、符號化的圖件成果,以前常采用RTK、全站儀的傳統方式獲得,其具備坐標、高程的量測和面積、方量的計算功能,是各中工程建設中不可缺少的規劃、設計、施工基礎圖件,目前仍被廣泛使用。
隨著科學技術的發展,單純的DEM、DOM、DLG成果數據已經無法滿足各工程建設的需要,為此在計算機強大計算能力的支持下,已出現了具備可量測三維實景模型數據形式,其可任意瀏覽、查詢模型上任意位置的坐標、高程值,可完成距離、面積、體積等量算工作。深受各行各業建設工程的歡迎,未來還有可能實現在該模型上完成具體工程的規劃、設計工作,具有較好的發展前景[2]。
2 技術應用
2.1 像控測量
在航空攝影測量工作開展中,為將實地地形、地物與照片影像建立聯系,將實地坐標、高程數據引入影像數據。航測前,可采用RTK、全站儀等測量方式,在測區內均勻布設,并測繪一點數量的像控點數據,該像控點并能在航拍過程中被拍攝到照片中。內業處理中,對有相控點位置照片進行刺點,為空三解算通起算數據,實現影像數據的相對定向與絕對定向處理工作。
2.2 DOM工藝
該技術能夠對無人機航空拍攝的不同階段模型內影像重新采集樣本,對于所存在影響因素導致出現的失真問題,及時進行糾正處理,以此保證正射影像圖具有更為標準的特征。在基本操作方面,依然應用無人機低空攝影方式收集相關的信息數據,先經空三解算,再根據數據信息進行影像向前以及正射糾正處理。DOM工藝具有的一項關鍵步驟,即是像控點測量,為空三解算提供必要的起算數據。在航拍前應先完成相控點的布設與數據采集工作,在選擇像控點時,需要對其位置的明顯易拍照性進行考慮,避免因像控點遮擋影響到整體測量精度[3]。
2.3 DLG生產
DLG,即數字線劃地圖,是在DEM、DOM基礎之上,按不同比例尺及圖式要求,對其進行數字化、符號化的處理,通過現有不同地圖要素進行相關基本屬性以及空間要素關系內容的拾取,以及對相關矢量數據的保存來實現。在DLG生產中,可以充分聯系空間分析要求選取、顯示基本的信息數據,開展空間分析工作。該技術在實際應用中具有較強的科技性以及使用性特點,在航空攝影測量方面具有較好的表現,不僅能夠對專題地圖進行快速生成,且自身具有較小的數據量,能夠對信息系統在基本空間方面的分析需求進行滿足,便于決策以及分析活動的進行。在應用無人機航空攝影技術對目標區域進行量測時,受到部分地形區域特殊性影響,則存在測量不到目標區域某位置的情況,對于該種情況,即無法通過無人機航空測量技術進行地圖制作。對于該部分情況,需要安排專業人員進行相應的外業補測。在外業操作當中,調繪地圖基本信息特征也是關鍵的內容,如對于圖像的紋理、陰影以及大小進行調繪,能夠獲得較多的地理信息[4]。
3 技術特點與發展趨勢
對于航空攝影測量技術來說,即是使用數碼影像以及航空相片所進行的測量方式,通過航攝相片對地圖進行制作也是其中的一項基本用途。同其余地形圖測量方式相比,航空攝影測量具有速度快。數學精度均勻以及成本低等特點,且在實際應用中不會受到氣候因素以及地理條件的制約。在該技術應用中,所能夠測制的地形圖可以是影像圖、線劃圖,也可以說是數字圖。在20世紀80年代之前,在航空攝影測量所制作的地圖中,主要為中小比例尺,而在現今社會不斷發展的過程中,通過該技術開展大比例尺地形圖測量已經成為可能[5]。 從19實際初以來,航空攝影測量技術經歷了較多的發展與飛躍,目前已經成為獲取地理信息原始數據的一項重要方式。目前,IMU/DGPS輔助航空攝影測量在技術的不斷發展中,也在航空遙感相關領域中得到了較多的應用。首先,機載GPS輔助測量、數字航空攝影像機以及IMU/DGPS等技術在國家基礎航空攝影項目中具有了較多的應用。同時,測距系統。數碼航攝儀、機載GPS、機載激光探測以及慣性導航系統技術的結合,則能夠使所獲得數據在經過高速計算機專用軟件處理后,在空間即對數字正射影像圖DOM以及地面高程模型生產模式進行完成,這對于航測成圖的作業生產效率進行有效的提升,在對生產環節減少、成圖精度提高的基礎上實現對生產周期的縮短,以此實現對更多豐富地理信息的提供。同時,該技術在應用中也能夠有效的保障測繪工作開展質量,通過調繪資料,即能夠對現場測量進行有效的補充與糾正,對實際調查當中存在的不足問題進行發現,對細致、準確的帶狀地形圖進行獲得,首先,能夠對地圖復測工作開展進度進行加快,對能夠反映現場狀況的信息臺賬進行建立。其次,能夠對地圖測量問題進行有效的解決。能夠對豐富、準確、詳盡且豐富的地貌信息進行獲取,對測量成果的具體應用范圍進行了擴大,同地面人工測量方式相比,具有更大的成圖范圍、更全、更多地形、地物信息,但同時由于其成果數據量過大,目前還難以廣泛應用。最后,在無人機航測手段應用的情況下,能夠對大量的圖形圖像數據進行獲得,使我國大比例尺全國地圖的獲取成為可能,也積大提高了各大城市的地形圖更新效率,使其圖件成果更具時效性、準確性[6]。
4 結束語
無人機航空攝影測量是現今我國各行業測繪工作開展當中的主要技術類型,在實際應用中具有較大的優勢體現。在上文中,我們對航空攝影測量技術在地圖制作中的應用進行了一定的研究。在未來地圖制作活動進行中,無疑無人機航測將會是地圖制圖基礎數據獲取的眾多方式中,最為方便、高效的方式之一,定將影像地圖制圖工作的方方面面,地圖形式將會從現在的二維平面圖向三維立體圖發展,從單一數據形式向綜合大數據自動分析的發展,從單機存儲計算向互聯網絡云平臺發展。
參考文獻
[1] 王宗輝.航空攝影測量技術的應用研究[J].價值工程,2014,(30): 235-236.
[2] 羅軍榮.航空攝影測量技術在測繪中的優勢分析[J].科技資訊,2019,(04):54-55.
[3] 鄭秀菊.航空攝影測量技術在農業生產中的應用與研究[J].吉林農業,2019,(06):111.
[4] 徐小芹.議航空攝影測量中新技術的應用[J].低碳世界,2018, (01):45-46.
[5] 王慧.航空攝影測量中空三加密問題分析[J].科技經濟導刊,2018, (07):41.
[6] 劉萍萍.航空攝影測量中空三加密問題分析[J].世界有色金屬,2018,(09):293-294.
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