傾斜測量的案例
無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
摘要:
無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在應(yīng)用過程中，存在模型分辨率不一致、精度不可靠、格式不匹配的問題，但沒有現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)對任務(wù)質(zhì)量進(jìn)行評價，這在一定程度上限制了無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。
本文針對無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)的現(xiàn)狀，對從航攝準(zhǔn)備( 硬件) 到數(shù)據(jù)處理應(yīng)用( 軟件) 整個作業(yè)流程的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了論述，為無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)的從業(yè)人員提供一些參考。
無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一項高新技術(shù)，傾斜攝影技術(shù)三維數(shù)據(jù)可真實反映地物的外觀、位置、高度等屬性; 借助無人機(jī)，可快速采集影像數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全自動化三維建模; 傾斜攝影數(shù)據(jù)是帶有空間位置信息的可量測影像數(shù)據(jù)，能同時輸出 DSM、DOM、TDOM、DLG 等多種成果。目前，無人傾斜攝影測量技術(shù)已被越來越多的行業(yè)認(rèn)可和應(yīng)用，但針對無人機(jī)傾斜攝影的國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一直沒有明確，這就給無人機(jī)傾斜攝影工作帶來一定困擾。
本文結(jié)合實際工作和學(xué)習(xí)經(jīng)驗，對無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行初步的探討。
1
.無人機(jī)傾斜攝影系統(tǒng)介紹
傳統(tǒng)航空攝影只能從垂直角度拍攝地物，傾斜攝影則通過在同一平臺搭載多臺傳感器，同時從垂直、側(cè)視等不同的角度采集影像，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)航空攝影的局限。那么，無人機(jī)傾斜攝影系統(tǒng)可以定義為: 以無人機(jī)為飛行平臺，以傾斜攝影相機(jī)為任務(wù)設(shè)備的航空影像獲取系統(tǒng)。
展開 機(jī)載LiDAR與傾斜攝影測量在地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用
[12] 管建軍.無人機(jī)傾斜攝影測量精度分析與泥石流單體要素提取及易發(fā)性評價研究[D].焦作：河南理工大學(xué),2018.
[13] 楊帆.無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用[J].云南水力發(fā)電,2022,38(2):41-43.
[14] 魏佳.無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)的應(yīng)用與研究[J].云南水力發(fā)電,2022,38(1):45-46.
[15] 潘文明,王德高.基于無人機(jī)低空航攝的典型地質(zhì)災(zāi)害識別研究——以滑坡、泥石流、崩塌為例[J].宿州學(xué)院學(xué)報,2021,36(12):53-57.
引文格式: 張小青.機(jī)載LiDAR與傾斜攝影測量在地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用[J].北京測繪,2022,36(10):1327-1331.
基金項目：福建省教育廳課題(JAT210750);三明引導(dǎo)性課題(2021-S-71)
作者簡介：張小青(1980—),女,江西東鄉(xiāng)人,碩士,講師,高級工程師,研究方向為地理信息系統(tǒng)應(yīng)用
文章來源：測繪學(xué)術(shù)資訊
展開 巧用千尋位置GNSS軟件|如何快速查驗精度
首先只有具有傾斜測量模塊的RTK接收機(jī)才能實現(xiàn)查驗精度的功能。千尋位置推出部分擁有傾斜測量功能的GNSS RTK產(chǎn)品，采用“衛(wèi)星+慣導(dǎo)”雙重檢核，讓 RTK告別“飛點”。具體的操作方法如下：
點擊【儀器】->【查驗精度】，如圖1所示，點擊【開始】，根據(jù)提示進(jìn)行查驗 坐標(biāo)點精度。如圖 2所示，在檢查精度之前，需要先傾斜測量初始化，只有在固定解 的情況下前后晃動接收機(jī) 5秒然后將接收機(jī)水平旋轉(zhuǎn) 90度才能完成傾斜測量初始化，如圖 3所示。
圖1圖2圖3
當(dāng)初始化完成后，如圖4所示，設(shè)置天線參數(shù)，平滑點數(shù)，平滑間隔和剔除異常 比例，點擊【開始】，開始采集點進(jìn)行精度測試。采集點的數(shù)目和速度等于設(shè)置的平滑點數(shù)和平滑間隔的數(shù)值。當(dāng)測試結(jié)果如圖5所示，無紅字提示時表示傾斜測量精度滿足采精度，可以直接進(jìn)行點測量操作。當(dāng)測試結(jié)果如圖6所示，有紅字提示時表示傾斜 測量精度不滿足采點精度，需要進(jìn)行對中桿校準(zhǔn)操作。
圖4圖5圖6
點擊【對中桿校準(zhǔn)】進(jìn)入如圖7所示界面，根據(jù)文字圖片提示，進(jìn)行中桿校準(zhǔn)。
確定 A、B、C、D四個方向后，首先開始 A方向的數(shù)據(jù)采集，以桿尖為中心，在 A 方向前后晃動桿身，一直晃動到進(jìn)度條滿，然后慢慢旋轉(zhuǎn)桿身 90度直到進(jìn)度條滿。重復(fù)此 操作采集剩下的 B、C、D三個方向數(shù)據(jù)，如圖 8和圖9所示。當(dāng)出現(xiàn)如圖10所示界面表示校準(zhǔn)成功，可以使用校準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行點測量操作了。
當(dāng)出現(xiàn)如圖 11所示界面，可以檢查接收機(jī)內(nèi)部固件是否為最新版本;當(dāng)出現(xiàn)如圖 12所示界面，表示在采集 A、B、C、D 四個方向數(shù)據(jù)過程中，有數(shù)據(jù)不滿足精度要 求，可以重新采集 A、B、C、D四個方向數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)精度滿足要求就能校準(zhǔn)成功了。
展開 如何使用無人機(jī)進(jìn)行三維建模
二、三維模型的建模方法
1.傾斜攝影測量技術(shù)
在通過無人機(jī)航拍影像進(jìn)行三維建模時，常用到的技術(shù)是傾斜攝影測量技術(shù)。
傾斜攝影測量技術(shù)是通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器，同時從一個垂直、四個傾斜等五個不同的角度采集影像，從而快速、高效獲取研究區(qū)域的測量數(shù)據(jù)和客觀豐富的地面數(shù)據(jù)信息，再通過相應(yīng)軟件分析處理所獲得的影像資料，最后構(gòu)建區(qū)域內(nèi)高分辨率三維模型。其關(guān)鍵技術(shù)有多視影像聯(lián)合平差、多視影像聯(lián)合平差、數(shù)字表面模型生成和真正射影像糾正。
圖2 無人機(jī)傾斜攝影影像獲取示意圖（據(jù)馮威，2019）
傾斜攝影測量技術(shù)有以下特點：(1)能夠反映地物周邊真實情況。相對于正射影像，傾斜影像能讓用戶從多個角度觀察地物，更加真實的反映地物的實際情況，極大地彌補(bǔ)了基于正射影像應(yīng)用的不足。(2)傾斜影像可實現(xiàn)單張影像量測。通過配套軟件的應(yīng)用，可直接基于成果影像進(jìn)行包括高度、長度、面積、角度、坡度等的量測，擴(kuò)展了傾斜攝影技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用。(3)可采集建筑物側(cè)面紋理。針對各種三維數(shù)字城市應(yīng)用，利用航空攝影大規(guī)模成圖的特點，加上從傾斜影像批量提取及貼紋理的方式，能夠有效的降低城市三維建模成本。(4)數(shù)據(jù)量小易于網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。相較于三維GIS技術(shù)應(yīng)用龐大的三維數(shù)據(jù)，應(yīng)用傾斜攝影技術(shù)獲取的影像的數(shù)據(jù)量要小得多，其影像的數(shù)據(jù)格式可采用成熟的技術(shù)快速進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，實現(xiàn)共享應(yīng)用。
此外，傾斜攝影技術(shù)在應(yīng)用時還是存在一些問題，如：（1）數(shù)據(jù)影像匹配時，因傾斜影像的攝影比例尺不一致、分辨率差異、地物遮擋等因素導(dǎo)致獲取的數(shù)據(jù)中含有較多的粗差，嚴(yán)重影響后續(xù)影像的空三精度。（2）傾斜攝影測量所形成的三維模型在表達(dá)整體的同時，某些地方存在模型缺失或失真等問題。
展開 
VirtualLab Fusion傾斜偏振鏡后的Stokes參數(shù)測量
摘要
偏振鏡是各種光學(xué)系統(tǒng)中的常見組件。 為了描述偏振鏡的功能，不僅針對近軸情況而且也適用于其他情況，在VirtualLab中針對非近軸情況實現(xiàn)了理想化模型。 作為示例，研究了偏振鏡與來自不同角度的入射波的相互作用。 偏振鏡后面產(chǎn)生的場由Stokes參數(shù)表征。
建模任務(wù)
結(jié)果
文件信息
巧用千尋位置GNSS軟件|正確完成配置集和儀器設(shè)置
傾斜測量:用于傾斜測量或者電子氣泡。
開關(guān)語音:設(shè)置是否對放樣進(jìn)行語音提示。
開關(guān) WIFI:設(shè)置是否打開連接上儀器的 WIFI。
基站坐標(biāo)變化提示:當(dāng)基站發(fā)生變化時，是否提示測量人員。
總結(jié)：通常情況下，使用默認(rèn)的工作模式即可滿足日常使用。在特殊情況下，測友們可按照上述方法針對不同需求進(jìn)行自定義。下期巧用測繪軟件系列，將帶來關(guān)于傾斜校準(zhǔn)的技巧。
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大疆精靈 4 RTK做房地一體化項目精度到底如何
摘 要：針對多鏡頭測繪級無人機(jī)價格昂貴、技術(shù)門檻較高的問題，本文提出利用消費級無人機(jī)獲取的傾斜影像制作大比例尺地形圖的方法。該方法運用消費級單鏡頭無人機(jī)，在 RTK（
real－time kine
ma
tic
）
輔助的前提下，采用低空飛行、井字形航線設(shè)計、高重疊率的作業(yè)方案，配以高精度像控點、立體測圖方法改進(jìn)，從而實現(xiàn)大比例尺數(shù)字測圖。
以莆田市農(nóng)村地籍與房屋調(diào)查工程為實踐，對該方法的精度進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，該方法精度完全能夠滿足
1
:
500
數(shù)字地形圖測繪的需要，且作業(yè)效率高。
關(guān)鍵詞：消費級單鏡頭無人機(jī)；傾斜攝影測量；大比例尺測圖；精度分析
隨著數(shù)字測圖的人工成本不斷攀升和小型旋翼無人機(jī)的快速發(fā)展，基于傾斜三維模型的立體測圖方法受到各個測繪單位的歡迎。采用單鏡頭相機(jī)進(jìn)行高精度的無人機(jī)傾斜攝影測量，將在小范圍大比例尺地形圖修補(bǔ)測、城市三維建模 、超高層建筑竣工測量、“多測合一”二、三維校核等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。大比例尺測圖方面，黎其添提出了一種利用傾斜攝影測量技術(shù)快速測繪大比例尺地形圖的方法，平面點位中誤差為 0.15ｍ；吳獻(xiàn)文等利用精靈 4 Pro 無人機(jī)獲取的傾斜影像制作實景三維模型測繪大比例尺地形圖，相對航高 100ｍ，地面分辨率 2.99cm，最終檢查結(jié)果的平面中誤差為 ±0.0654ｍ，達(dá)到了 1 : 500 數(shù)字地形圖精度，但無法滿足地籍測量精度；段宗恩等采用多旋翼無人機(jī)搭載單鏡頭相機(jī)，對小范圍、低成本的實景三維建模進(jìn)行研究，構(gòu)建貴陽市花溪區(qū)某試驗區(qū)實景三維模型，通過單點精度檢驗，符合大比例尺航空攝影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范要求。
展開 無人機(jī)攝影測量三維實景建模在建設(shè)工程中的可視化應(yīng)用
（三）施工驗收階段中的應(yīng)用：
三維實景模型可視化測量，可以根據(jù)實景現(xiàn)狀準(zhǔn)確定位坐標(biāo)位置、測量實體尺寸，繪制最符合實際的竣工圖，準(zhǔn)確計算工程量，可以把實景現(xiàn)場搬回辦公室，實現(xiàn)業(yè)主、監(jiān)理、施工各方的可視化無爭議驗收。
三、無人機(jī)傾斜攝影測量在結(jié)算審核中的應(yīng)用
工程項目的實施，無論也是建設(shè)方，還是施工方，最終最關(guān)心的就是結(jié)果--工程結(jié)算，往往結(jié)算審核都是一個持久戰(zhàn)，結(jié)算資料的完整性直接影響結(jié)算成果的好壞，尤其是改造項目、景觀項目，調(diào)整多、變化大，結(jié)算時“拍桌子事件”時有發(fā)生。三維實景模型可以直觀準(zhǔn)確的對表觀工程進(jìn)行精準(zhǔn)測量，準(zhǔn)確高效實現(xiàn)面積測量、距離測量、體積測量，快速得到實體準(zhǔn)確工程量。
你還在拉尺子量邊坡嗎？無人機(jī)傾斜攝影三維實景模型，工程人無需再爬上爬下，即可快速實現(xiàn)可視化量測，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。
屋頂改造工程量難以核實，皮尺拉不了、全站儀無視角，爬不上去，還不安全，費時又費力，數(shù)據(jù)還不可靠。三維實景模型來幫忙，1:1還原現(xiàn)場，坐在辦公室就能測量，又快有準(zhǔn)，安全高效。
景觀驗收，曲線多、不規(guī)則，還在拉皮尺、推滾輪，您OUT了，不用這么麻煩，無人機(jī)傾斜攝影把現(xiàn)場搬回辦公室，三維實景模型中即可點棵樹、分色帶、量面積、量長度，就這么簡單！
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（三）施工驗收階段中的應(yīng)用：
三維實景模型可視化測量，可以根據(jù)實景現(xiàn)狀準(zhǔn)確定位坐標(biāo)位置、測量實體尺寸，繪制最符合實際的竣工圖，準(zhǔn)確計算工程量，可以把實景現(xiàn)場搬回辦公室，實現(xiàn)業(yè)主、監(jiān)理、施工各方的可視化無爭議驗收。
三、無人機(jī)傾斜攝影測量在結(jié)算審核中的應(yīng)用
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<完>
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展開 巧用千尋位置GNSS軟件|傾斜校準(zhǔn)有技巧
圖17圖18
總結(jié)：
如今，傾斜修正已經(jīng)廣泛應(yīng)用在測量工作中，在使用千尋位置GNSS軟件時，磁北校準(zhǔn)一般通過以上4個步驟完成。若需要重新定位和進(jìn)行初次使用的默認(rèn)電臺設(shè)置，期待下期系列文章。
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（三）施工驗收階段中的應(yīng)用：
三維實景模型可視化測量，可以根據(jù)實景現(xiàn)狀準(zhǔn)確定位坐標(biāo)位置、測量實體尺寸，繪制最符合實際的竣工圖，準(zhǔn)確計算工程量，可以把實景現(xiàn)場搬回辦公室，實現(xiàn)業(yè)主、監(jiān)理、施工各方的可視化無爭議驗收。
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展開 案例分享 | 讓屹立90年的海上大橋煥發(fā)青春
主控制室內(nèi)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
橋梁修復(fù)中應(yīng)變測量的重要性
在 Herc_lio luz 大橋的修復(fù)過程中，一些步驟非常關(guān)鍵。例如，工作開始和結(jié)束時的負(fù)荷轉(zhuǎn)移。這些負(fù)荷轉(zhuǎn)移是采用液壓千斤頂來提升橋面，以便將眼桿支撐的荷載轉(zhuǎn)移到下部臨時結(jié)構(gòu)，形成建造的四個“支撐塔”。在這種結(jié)構(gòu)中，如果結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?fù)p壞，這種荷載傳遞會導(dǎo)致橋梁或臨時結(jié)構(gòu)失效。為了確保整個過程的最大安全性，需要對臨時結(jié)構(gòu)中的多個點的應(yīng)變進(jìn)行測量，以評估結(jié)構(gòu)和橋梁傳遞荷載是否均勻，是否按預(yù)期發(fā)生了荷載釋放。
荷載傳遞過程分階段進(jìn)行，每一步之后，負(fù)責(zé)項目的工程師都需要將結(jié)果與模擬數(shù)值進(jìn)行比較，以確認(rèn)結(jié)構(gòu)的性能是否在預(yù)期范圍內(nèi)。另外，還對臨時結(jié)構(gòu)的塔架和橋梁本身進(jìn)行了傾斜度測量。
另一個重點是測量風(fēng)和潮汐產(chǎn)生的負(fù)荷。這座橋梁位于島嶼和大陸之間的一個變窄點上，風(fēng)速極高，很多時候會影響修復(fù)工程。因此在應(yīng)變和傾斜度測量的同時，還需對海流和風(fēng)進(jìn)行測量。
修復(fù)工作
主塔頂部鞍座更換
主塔支撐裝置更換
更換中央承托
上: 鉚釘固定； 下: 已安裝的應(yīng)變片
HBM 的技術(shù)和經(jīng)驗在整個監(jiān)測系統(tǒng)的安裝過程中為我們提供了極大的幫助，盡管安裝期間出現(xiàn)了不利的天氣條件。安裝結(jié)束后，并在運營的第一個月為我們提供了直接支持，并簽訂了技術(shù)援助協(xié)議。系統(tǒng)的維護(hù)由 Teixeira Duarte 的技術(shù)人員執(zhí)行，并在現(xiàn)場接受了 HBM 的培訓(xùn)，HBM 還將為整個項目提供遠(yuǎn)程支持。Ricardo Martins說，這種良好的合作關(guān)系使監(jiān)測系統(tǒng)得以正常運行。
展開 巧用千尋位置GNSS軟件|點測量狀態(tài)欄與工具欄全解析
眾所周知，點測量是提供點位坐標(biāo)多種模式測量、測量模式切換、測量數(shù)據(jù)簡單成圖等多種方式的點位地理信息測量功能。 下面我們來解析在千尋位置GNSS軟件中點測量功能下的各狀態(tài)欄和工具欄。
圖 5.1-1
點擊【測量】->【點測量】，如圖5.1-1 所示，上方狀態(tài)欄解析如下:
上方狀態(tài)欄解析：
解狀態(tài)：包含有單點解，浮點解，差分解和固定解。
“延遲:9”——表示當(dāng)前差分延時為 9。
“單點解[0]”——表示當(dāng)前為單點定位，差分延時為 0。
“(靜，0)”—— “靜”表示在打開傾斜測量的情況下，傳感器的靜止或運動狀態(tài)，0 是傾斜角
“H”——HRMS，水平均方根，數(shù)值表示當(dāng)前點平面精度。
“V”——VRMS，豎直均方根，數(shù)值表示當(dāng)前點高程精度。
“27/30”——接收機(jī)當(dāng)前參與解算的衛(wèi)星顆數(shù)和接收到衛(wèi)星信號的總衛(wèi)星顆數(shù)。
左側(cè)工具欄解析:
右側(cè)工具欄解析:
圖 5.1-2 圖 5.1-3
圖 5.1-4 圖 5.1-5 圖 5.1-6
圖 5.1-7 圖 5.1-8
總結(jié)：本期為大家解析了在點測量功能下的不同狀態(tài)欄和工具欄，下期將分享在使用千尋位置GNSS軟件時點測量實際操作時的應(yīng)用技巧。
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展開 巧用千尋位置GNSS軟件|點測量采集技巧
傾斜點
點擊【開始】進(jìn)入采集狀態(tài)，如圖 5.1-18所示。如果 RTK有傾斜測量功能，
采集兩個傾斜點就能求出待測點;如果 RTK只有電子氣泡功能，至少要采集三個傾斜點才 能求出待測點。設(shè)置好天線高，將中桿放到待測點，向某個方向傾斜，軟件自動采集第一個 傾斜點，如圖 5.1-19表示第一點采集完成，換一個方向傾斜，軟件自動采集第二個傾斜 點，再換一個方向傾斜，軟件自動采集第三個傾斜點，采集結(jié)果如圖 5.1-20所示，三圓兩 兩相交，點擊【保存】，即測出待測點。
圖 5.1-18 圖 5.1-19 圖 5.1-20
本期展開了在千尋位置GNSS軟件上各類點采集的操作技巧。下期系列文章將解析CAD功能的使用方法。
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