傾斜攝影(yǐng)測量技術應用(yòng)于地質災害監測

發布日期：2018-12-05 00:00 浏覽量：10331

無人(rén)機傾斜攝影(yǐng)測量通(tōng)過在飛(fēi)行載體上搭載多(duō)台航攝儀，在同步曝光(guāng)控制下(xià)，同一時(shí)間從 4 個(gè)側面和(hé) 1 個(gè)垂直面等不同的(de)角度采集影(yǐng)像，通(tōng)過這(zhè)種多(duō)角度的(de)方式，可(kě)以獲取更爲完整精确的(de)地面物(wù)體的(de)信息。運用(yòng)傾斜攝影(yǐng)測測量技術，突破了(le)傳統正射航空攝影(yǐng)隻能在垂直角度獲得(de)小時(shí)影(yǐng)像的(de)局限性，能夠真實地還(hái)原地物(wù)的(de)本來(lái)面貌，而且機載平台運用(yòng)先進衛星導航技術，可(kě)以獲得(de)準确的(de)絕對(duì)地理(lǐ)坐(zuò)标，通(tōng)過控制點的(de)絕對(duì)定向可(kě)以獲取非常高(gāo)的(de)絕對(duì)精度，可(kě)以廣泛用(yòng)于各個(gè)行業。

無人(rén)機傾斜攝影(yǐng)測量技術流程

傾斜攝影(yǐng)測量流程主要涵蓋了(le)以下(xià)幾個(gè)方面:

( 1) 高(gāo)分(fēn)辨率無人(rén)機傾斜數據獲取。

( 2) 像片控制測量，進行空三絕對(duì)定向。

( 3) 立體模型生成。

( 4) 基于密集匹配生成 DSM。

5) 實景三維模型和(hé) TDOM 生成。

1 無人(rén)機傾斜攝影(yǐng)

無人(rén)機傾斜攝影(yǐng)技術是将多(duō)台不同角度的(de)航攝儀搭載在同一飛(fēi)行平台上，并利用(yòng)飛(fēi)行控制系統攜帶精确導航信息和(hé)曝光(guāng)控制器記錄下(xià)來(lái)拍(pāi)攝瞬間的(de)飛(fēi)行姿态，包括影(yǐng)像 POS 點位置、外方位元素等參數，可(kě)以實現從多(duō)個(gè)角度獲取地面影(yǐng)像。航空攝影(yǐng)的(de)實施過程一般包含航攝計劃制定、航攝申請與審批、空中攝影(yǐng)實施、攝影(yǐng)處理(lǐ)、資料檢查驗收等環節。

2 像片控制測量

像片控制測量根據技術設計要求在地面上提前布設地标點，使用(yòng)網絡ＲTK 技術獲取平面坐(zuò)标和(hé)高(gāo)程坐(zuò)标，用(yòng)于傾斜空三攝影(yǐng)測量的(de)絕對(duì)平差。

3 三維建模生産

三維建模生産采用(yòng) Acute 3D Capture 三維自動建模軟件系統，該系統基于計算(suàn)機圖形運算(suàn)單元 GPU 的(de)快(kuài)速自動三維場(chǎng)景運算(suàn)軟件，通(tōng)過将傾斜航空影(yǐng)像數據、地面控制點數據導入 Acute 3D Capture 自動建模軟件系統進行一系列運算(suàn)處理(lǐ)，人(rén)工參與質量控制及三維模型編輯修飾工作，從簡單連續影(yǐng)像生成逼真的(de)實景三維場(chǎng)景模型。三維建模生産具體流程如圖所示。

傾斜攝影(yǐng)技術流程.png

4 三維成果輸出

使用(yòng) Acute 3D Capture 自動建模軟件輸出國際通(tōng)用(yòng) OSGB 格式三維成果，它是由 Tile 分(fēn)級文件夾構成的(de) Data 文件夾，每一個(gè) Tile 分(fēn)級文件夾裏爲不同層級的(de) OSGB 模型。在 ContextCapture S3C Composer 中通(tōng)過建立 s3c 索引文件将 OSGB 格式瓦片數據聯合起來(lái)，使之能通(tōng)過 Acute 3D Viewer 加載浏覽。

傾斜攝影(yǐng)三維成果案例.jpg

5 TDOM 數據微分(fēn)糾正

利用(yòng)匹配出的(de)高(gāo)密度 DSM 可(kě)以對(duì)傾斜影(yǐng)像進行逐像素的(de)偏微分(fēn)糾正，制作真正射影(yǐng)像。

基于傾斜攝影(yǐng)技術地質災害監測的(de)精度統計及應用(yòng)

在精度方面，對(duì)近百個(gè)可(kě)能存在地質災害的(de)隐患點進行了(le)基于傾斜攝影(yǐng)測量的(de)監控，并制作了(le)實景三維模型和(hé) TDOM。

在應用(yòng)方面，地質災害突發後，救援人(rén)員(yuán)需要到塌方地區(qū)進行現場(chǎng)踏勘地形制定救援方案，但由于災區(qū)特殊的(de)地質結構很容易發生二次災害，救援人(rén)員(yuán)很難爬上斜坡勘察地形。了(le)解不到地震後的(de)災區(qū)地形，就無法制定救援方案，以及安置疏散受災群衆。應用(yòng)無人(rén)機傾斜三維建模技術爲地質災害現場(chǎng)制作傾斜三維模型，從起飛(fēi)到最後模型輸出整個(gè)過程僅需幾個(gè)小時(shí)，真實反映受災情況，自帶高(gāo)程信息、紋理(lǐ)信息，可(kě)大(dà)大(dà)縮短指揮層了(le)解災區(qū)現場(chǎng)情況的(de)時(shí)間，地質災害應急工作組能夠迅速作出可(kě)行的(de)應急救災方案。

實景三維模型可(kě)以清晰地展現坍塌房(fáng)屋的(de)全貌，房(fáng)梁、柱子、地闆都清晰可(kě)見。當傾斜攝影(yǐng)獲取的(de)傾斜數據地面分(fēn)辨率優于 2 cm，生成的(de)模型接近于人(rén)眼可(kě)接受的(de)變形，能夠真實還(hái)原實地原貌，如災害點的(de)山坡、電線杆、滾石等，經過後期處理(lǐ)制作三維模型、DSM、真正射影(yǐng)像等各種成果，災害點的(de)全貌一覽無遺。經過絕對(duì)定位，整個(gè)模型具備可(kě)量測性，可(kě)以量測目标地物(wù)的(de)長(cháng)度、寬度、高(gāo)度、面積、體積等。根據這(zhè)些物(wù)體的(de)長(cháng)寬高(gāo)，技術人(rén)員(yuán)可(kě)以計算(suàn)出滾石可(kě)能下(xià)滑的(de)方向和(hé)力量、山體崩塌的(de)方向、沖擊力大(dà)小和(hé)距離的(de)遠(yuǎn)近、挖填方大(dà)小等。決策層對(duì)次生災害的(de)預警及應急處理(lǐ)就有了(le)更加詳實準确的(de)依據，對(duì)于災民安置點的(de)選擇、災後重建方案設計也(yě)可(kě)以進行優化(huà)，将地質災害的(de)損失減到最小，保證人(rén)民群衆生命财産安全。

基于實景三維進行地質災害預警與監測，可(kě)以通(tōng)過無人(rén)機傾斜攝影(yǐng)獲取的(de)影(yǐng)像經過空三加密和(hé)絕對(duì)定向建立實景三維模型和(hé)真正射影(yǐng)像來(lái)進行，從而極大(dà)減少人(rén)工實地勘察的(de)工作量，提高(gāo)工作效率，同時(shí)通(tōng)過實景三維模型可(kě)以非常直觀反映地質災害隐患點的(de)地形地貌信息，爲地質災害隐患點預警及應急救援提供非常有力的(de)依據。