倾斜摄影测量在城市规划中的应用探索

2022-09-11

前言:本文针对倾斜摄影测量在城市规划中的应用探索的研究, 将从城市规划的基本发展情况入手, 结合倾斜摄影测量相关概述, 探索基于倾斜摄影技术的城市规划流程。接着, 对误差分析及优化措施进行分析, 最后提出倾斜摄影测量在城市规划中的发展和展望。希望本文的研究能为提高我国城市规划进程提供参考性建议。

一、城市规划的基本发展情况

城市规划建设大概经历了三个发展阶段。第一阶段是基于一定比例尺的地形图和实景图片, 进行人工建模, 第二阶段开始, 利用机载激光点云等技术及实景图片, 进行建模。第三阶段是基于倾斜摄影测量技术进行三维建模。其中, 第二阶段利用了点云技术, 属于劳动密集型的活动。

二、倾斜摄影测量相关概述

传统航空摄影一般是指在飞行器上安装传感器, 从而进行垂直摄影和采集数据。而倾斜摄影测量与之不同之处在于, 可以在飞行器上安全多个角度的传感器进行测量, 从前后左右全方位的进行观测, 不仅满足了二维数据的要求, 还可以更加精确的获取地理信息, 尤其是城市建筑物的侧面情况。将其技术应用到“智慧城市”的规划建设中, 节约了人力物力的同时, 获得了更加真实的三维数据。

三、基于倾斜摄影技术的城市规划流程

(一) 仪器及软件的准备工作

在仪器上, 采用的上海航遥有限公司生产制造的有关仪器。主要包括HY-6X电动六旋翼无人机, 还有ARC524五镜头低空倾斜航空照相机, 利用以上仪器实施航拍。在软件上, 采用美国BENTLEY公司的相关软件 (例如Smart3D Capture) 进行空中三角测量三维建模。另外, 在数字线划图采集和模型精细化处理方面, 可以采用武汉天机航空公司的DP Modeler等软件进行操作。该类仪器和软件具有以下特点。第一, 立体成果真实。第二, 可以为建模提供丰富纹理信息。第三, 实现高精度测量。第四, 易操控、操作周期短[2]。

(二) 对实景进行三维模型的构建

传统的三维建模需要的步骤甚多, 而且外部作业是由人工来完成。在“智慧城市”的城市规划建设中, 通常规模和面积比较大, 采用人工建模方式会消耗更大的人力资源, 同时也浪费了时间, 因此人工建模并不适用于此。基于倾斜摄影测量技术的额城市实景三维建模, 是非人工的自动建模方式。航拍完成作业后, 相关软件会自动处理, 此过程的人力使用较少, 降低了投入成本。另外, 倾斜摄影的建模技术效率高, 可以达到几十平方千米。

(三) 航空摄影和像控测量的数据获取

在城市规划项目中, 采用倾斜航拍后, 根据一定的重叠度和航线条数, 确定数万各曝光点, 从而形成照片, 平均分辨率为4厘米, 最高达到3厘米。完成飞行后, 利用相关软件对航拍数据进行解压, 再经过与卫星星历的精密计算, 得出影像数据提供的地理定位。接着, 将影像数据质量进行检验, 符合标准的数据整理到资料中, 提交最后的成果。

(四) 数字摄影测量的软件辅助

在倾斜摄影测量的高分辨率条件才, 加上POS的辅助, 可以在此条件下进一步提升数据精度。采用PG数字摄影测量工作站, 通过光束平差法, 确立影像外部元素和坐标成果。进行加密后, 通过生成核线影像, 匹配点和线的立体测量, 生成高精度的数字表面模型DSM。采用房屋和三角网的过滤作用, 完成DEM的制作。同时, 按照普通方式进行DOM影响制作。TDOM的制作是采用Photomesh软件结合城市实际景色构建的三维模型, 在倾斜摄影下全自动输入和输出, 其成果再经过人工的纠正, 最终完成TDOM成果的制作[3]。

四、误差分析及优化措施

斜摄影测量技术的应用若操作不当会出现一定的误差。基本分为以下几点。第一, 原始分辨率不足产生误差。第二, 空三加密而产生误差。Smart 3D自动加密中, 相匹配的数据中存在误差, 影响其精度。这种误差可以通过人工纠正的方式优化空三成果精度。第三, 人工采集时产生误差。作业人员需要根据不同的角度将影像进行整体和局部的对比, 还要提升自身的作业经验, 这样可有效提升采集成果准确度。

五、倾斜摄影测量在城市规划中的发展和展望

近几年, 倾斜摄影测量技术得到飞速发展, 在“智慧城市”规划建设中起到了不小的作用。倾斜摄影测量能够获取建筑物等地理细节信息, 同时, 高精度的航拍摄影, 提高了影像的真实度。分层技术、纹理映射基本技术也为倾斜摄影测量的高质量提供了可能和保障, 提升了三维建模的效率, 在规划建设成本上也做出了贡献。在技术的深度和精度上, 还需要逐步深入研究。

结论:为了保障“智慧城市”建设规划的质量, 我国对其中的测量技术具有更高的要求。本文针对倾斜摄影测量在城市规划中的应用探索的研究, 是从城市规划的基本发展情况出发, 根据倾斜摄影测量相关概述, 探索基于倾斜摄影技术的城市规划的具体流程。第一, 做好仪器及软件的准备工作;第二, 对航空摄影和像控测量进行数据获取;第三, 对实景进行三维模型的构建;第四, 数字摄影测量利用软件辅助。

摘要：近些年来, 倾斜摄影测量技术被众多企业应用。尤其对于测绘行业来说, 倾斜摄影测量是一项热点技术。随着该技术的快速发展, 我国倾斜摄影测量技术在城市规划中也起到了重要作用。“智慧城市”的理念随之推广开来。

关键词：倾斜摄影,测量,城市规划,应用探索