1.項目概述
1.1項目背景
應某單位要求，獲取測區(qū)房屋1：500全要素地形地籍圖，并采集房屋立面圖。利用智航SF700A旋翼無人平臺搭載T53P傾斜相機，進行農(nóng)房傾斜攝影測量，獲取高精度三維實景模型數(shù)據(jù)。基于三維實景模型采集地物屬性信息和空間要素信息，生成測區(qū)范圍的數(shù)字線劃圖及立面圖。
1.2測區(qū)基本情況
1.3成果要求
最終生成的成果包括傾斜三維模型、地形地籍圖、房屋立面圖、立面圖計量統(tǒng)計表。
2.技術(shù)路線
針對實際測區(qū)情況，以高精度得成果要求為標準，項目基于智航SF700A旋翼無人平臺搭載T53P傾斜相機，借助相配套的南方航測數(shù)據(jù)處理軟件體系，設計總體技術(shù)路線如下圖所示：
圖1：技術(shù)路線
（1）像控點布設。為滿足項目中多個環(huán)節(jié)得處理及檢查要求，需要在測區(qū)內(nèi)選取和實測一定數(shù)量的像控點。
（2）航測影像數(shù)據(jù)獲取。利用旋翼無人機飛行平臺，搭載五鏡頭設備，進行航測影像數(shù)據(jù)獲取。
（3）照片數(shù)據(jù)預處理。無人機外業(yè)作業(yè)完成后，需要對差分數(shù)據(jù)和照片進行整理，包括POS和照片分組對齊、相片重命名等操作。
（4）影像空三。航測影像數(shù)據(jù)預處理完成后，依據(jù)影像POS信息、控制點信息，進行空中三角測量。
（5）成果數(shù)據(jù)生產(chǎn)。測區(qū)三維實景模型、數(shù)字表面模型生產(chǎn)是傾斜攝影技術(shù)中心時間最長的環(huán)節(jié)。借助專業(yè)軟件，生成高精度三維實景模型。
（6）數(shù)字線劃圖及立面圖生產(chǎn)。在三維數(shù)據(jù)采集軟件中（南方三維測圖軟件uFeature3d），基于三維實景模型采集地物屬性信息和空間要素信息，生成數(shù)字線劃圖及立面圖。
3.方案實施
3.1像控點布設采集
借助南方航次一體化處理軟件，提前規(guī)劃好像控點，將規(guī)劃好的像控分布通過云端服務器上傳至云端服務器，為實際像控采集提供依據(jù)。
圖2：像控點規(guī)劃
通過southuav2.0軟件，連接云端服務器，下載規(guī)劃好的像控分布圖，在現(xiàn)場布設采集像控。
圖3：像控點采集
3.2 無人機外業(yè)數(shù)據(jù)采集
項目實施采用智航SF700A作為無人機飛行作業(yè)的平臺，智航SF700A是目前市面上最為小巧得工業(yè)級智能無人機航空測量系統(tǒng)之一。具有上手塊、精度高、航程長等優(yōu)勢。具備仿地飛行、PPK定位、毫米波雷達避障、下視激光雷達測距等功能配置。
圖4：智航SF700A無人機
南方無人機T53P傾斜相機，是一款具備增穩(wěn)得小巧云臺，能夠提高正射影像采集的精度與效率。T53P傾斜5鏡頭相機具有全自動修復，總像素1.2個億，完全滿足此次項目精度要求。
圖5：T53P傾斜相機
智航SF700A搭載T53P傾斜相機進行航空影像采集。為滿足成果精度要求，航線設計時采用了較高得數(shù)據(jù)采樣率。傾斜攝影作業(yè)得飛行高度為96米，80%和70%得航向和旁向重疊度，1.5cm/像素。在天氣及空域條件滿足時，項目組實施飛行作業(yè)。項目組使用了中國移動CORS系統(tǒng)，通過試用實時RTK和后差分PPK結(jié)合得方式，獲取高精度POS信息，為影像空三及建模提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)。
圖6：航線規(guī)劃
3.3照片數(shù)據(jù)預整理
無人機外業(yè)作業(yè)完成后，需要對差分數(shù)據(jù)和照片進行整理。基于南方航測一體化處理軟件SouthUAV 2.0，可以實現(xiàn)實時差分解析、后差分數(shù)據(jù)處理、POS和照片分組對齊、相片重命名等操作。
南方航測一體化處理軟件，通過設備連接功能，直接從鏡頭讀取影像數(shù)據(jù)，也支持從磁盤內(nèi)讀取照片數(shù)據(jù)，處理完成后將數(shù)據(jù)組織下載到指定位置，支持多線程同時下載5鏡頭數(shù)據(jù)，并且提供兩種數(shù)據(jù)下載方式。支持自動對齊架次照片分組，自動識別地面點及廢片，一鍵清除地面點和多有鏡頭的廢片，也支持處理丟片、丟點等情況，提供插值和標記跳片工具，全方位處理所有數(shù)據(jù)異常情況。
圖7：照片精簡
3.4影像空三
影像空三平差是傾斜攝影技術(shù)中的關(guān)鍵步驟，影響到三維實景模型的精度。項目組使用ContextCapture軟件完成影像空三處理。在處理過程中，刺點原則為:每個像控點刺點數(shù)量不能小于18張，每個像控點每個鏡頭的刺點數(shù)量不少于3張，且每個鏡頭不能在同一條航線上。
圖8：影像空三
圖9:像控刺點
3.5 成果數(shù)據(jù)生成
三維實景模型生產(chǎn)是傾斜攝影技術(shù)中的時間最長的環(huán)節(jié)。項目組使用ContextCapture軟件完成相關(guān)成果數(shù)據(jù)生產(chǎn)。
圖10:三維模型
3.6數(shù)字線劃圖及立面圖生產(chǎn)
基于三維實景模型采集地物要素，需要借助專門的數(shù)字線劃圖軟件。項目組采用南方航測三維測圖軟件進行數(shù)字線劃圖生產(chǎn)。南方航測三維測圖軟件，簡稱：uFeature3D，是一款集成測繪、CAD、GIS三個領(lǐng)域?qū)嵱眉夹g(shù)的桌面信息化測繪系統(tǒng)，系統(tǒng)提供空間和屬性數(shù)據(jù)的瀏覽、查詢、采集、編輯、管理、分析、制圖輸出等與測繪和GIS的核心功能，包括三維采集模塊，支持用戶在實景三維模型上進行地物采集并成圖等工作，可以提供多種多樣的量測和繪圖工具，滿足用戶多樣化的繪圖要求。
圖11：數(shù)字線劃圖生產(chǎn)
圖12：立面圖
圖13：立面統(tǒng)計表
4.結(jié)果分析
4.1精度分析
使用ContextCapture軟件進行影像空三操作，生成精度報告。在空三報告中查看所有控制點與檢查點誤差，如果精度達到規(guī)范要求，可以進行模型重建。如果空三精度未能達到要求，查找對應的原因，解決相關(guān)問題，重新進行影像空三，查看精度報告，直至檢查點精度達到相關(guān)規(guī)范要求。
表1：檢查點精度結(jié)果
點號 | x差值（單位：m） | y差值（單位：m） | 高程差值（單位：m） |
1 | -0.035 | -0.024 | -0.05 |
2 | -0.032 | 0.028 | -0.05 |
3 | -0.021 | 0.013 | -0.03 |
4 | -0.045 | -0.045 | -0.02 |
5 | -0.02 | -0.029 | -0.06 |
5.總結(jié)
在實際項目實施過程中，項目組得出如下總結(jié)及展望：
（1）此次項目的順利完成，離不開智航SF700A的精度高、航程長、平臺穩(wěn)，T53P傾斜相機提供的高像素、高效率、高品質(zhì)，以及覆蓋航測全流程的系統(tǒng)性軟件體系，包括智能化得南方航測一體化處理軟件SouthUAV2.0，簡便式像控采集的像控之星，滿足多樣化繪圖的南方航測三維測圖軟件uFeature3D，云端互聯(lián)得無人機管控平臺系統(tǒng)。
（2）通過農(nóng)房立面測量項目，驗證了基于智航SF700A平臺的傾斜攝影技術(shù)的精度可以達到農(nóng)房中得各項應用。
（3）基于智航SF700A旋翼無人平臺搭載T53P傾斜相機，進行農(nóng)村地籍測量及立面測量，減少了外業(yè)人工，提高了內(nèi)外業(yè)效率（該項目外業(yè)派出2人耗時半天完成，內(nèi)業(yè)2人，耗時2天完成地形圖及立面圖制作）。
