舊城改造一端連著發(fā)展，一端系著民生。為推進(jìn)長春市舊城改造，改善當(dāng)?shù)鼐用裆瞽h(huán)境，DJI 大疆行業(yè)應(yīng)用合作伙伴云信空間科技受托對長春市東朝陽溝進(jìn)行地理信息數(shù)據(jù)的采集。項目要求采用傾斜攝影測量技術(shù)，并生產(chǎn)出滿足 1:500 大比例尺測圖標(biāo)準(zhǔn)的實景三維模型。
我們一起去看看精靈 Phantom 4 RTK 是如何完滿該項目的！
工程概況
東朝陽溝位于長春市南關(guān)區(qū)幸福鄉(xiāng)紅嘴子村，G0102 繞城高速以南，S26 扶長高速以西。測區(qū)面積約為 0.4 平方千米，整體地勢較平坦，地物較多，具備典型性。航測難點在于，測區(qū)內(nèi)常年有風(fēng)，施測季節(jié)最低氣溫 -10℃，不利于無人機(jī)飛行。
試驗區(qū)范圍
測試目標(biāo)要求實景三維模型成果要能滿足精度較嚴(yán)格的城市測量規(guī)范中 1:500 測圖標(biāo)準(zhǔn)，即：平面中誤差 ±0.25m，高程注記點中誤差 ±0.15m，最大允許誤差不超過 2 倍中誤差。測量基準(zhǔn)采用長春市坐標(biāo)系統(tǒng)、長春市高程系統(tǒng)，投影方法為任意帶高斯-克呂格投影。工程中 RTK 數(shù)據(jù)采集統(tǒng)一使用千尋網(wǎng)絡(luò) RTK 系統(tǒng)作為差分源。
作業(yè)流程
航飛外業(yè)
1. 像控點布設(shè)及測量
依據(jù)項目基礎(chǔ)資料和要求，參照奧維互動地圖，并考慮實際布點可行性，預(yù)做像控點的布設(shè)方案。像控點采用的是打印好的 x 型圖案，并在每張控制點上添加編號，方便內(nèi)業(yè)刺點。在測量像控點的同時，進(jìn)行點之記信息的記錄。像控點的測量采用控制點測量的方式進(jìn)行平滑采集。
像控點設(shè)置
像控點設(shè)計分布圖
2. 航線規(guī)劃
好的航線設(shè)計，是外業(yè)飛行數(shù)據(jù)高質(zhì)量的關(guān)鍵之一。本次飛行直接在精靈 Phantom 4 RTK 遙控器內(nèi)置的 GS RTK 中導(dǎo)入KML 文件，以進(jìn)行飛行航線的規(guī)劃和飛行參數(shù)的設(shè)置。項目航線主要設(shè)計參數(shù)如下：
（1）地面分辨率：2.47cm
（2）航向/旁向重疊度：80% 80%
（3）飛行速度：7m/s
相對航高、航線間隔、拍照間隔等數(shù)據(jù)，GS RTK 會根據(jù)航高（或GSD）和重疊度自動給計算出來。
圖 4 航線規(guī)劃圖
3.飛行
采用攝影測量 3D 作業(yè)方式飛行。
外業(yè)飛行現(xiàn)場
4. 數(shù)據(jù)的檢查與整理
航飛數(shù)據(jù)使用自定網(wǎng)絡(luò)，飛行過程全程固定解。對照片進(jìn)行整理、檢查，對控制點進(jìn)行整理。
數(shù)據(jù)處理及實景三維模型生產(chǎn)
1. 影像數(shù)據(jù)空三計算
將照片和 POS 數(shù)據(jù)倒入三維建模軟件，提交空三計算。空三計算通過后，加入像控點坐標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)行相片刺點，并再次提交空三計算。
像控點三維精度水平計算結(jié)果
帶像控點的空三成果 3D 視圖
2. 三維模型的重建
空三成果合格后，就進(jìn)入模型重建生產(chǎn)環(huán)節(jié)。本項目采用 OSGB 格式，其通用性比較好，支持的軟件也比較多。
模型成果截圖
模型成果局部截圖
數(shù)字精度檢測
按照要求生成線劃圖，并進(jìn)行數(shù)學(xué)精度檢測。
1. 檢驗方法：
（1）平面精度檢測
利用長春市 CORS 系統(tǒng)，采用 GNSS 接收機(jī) RTK 模式直接布設(shè)圖根控制點，使用全站儀采用極坐標(biāo)方式測定明顯地物點的坐標(biāo)，通過檢測坐標(biāo)與成果圖獲取坐標(biāo)的對比，檢測地形圖的平面精度。
（2）高程精度檢測
利用長春市 CORS 系統(tǒng)，采用 GNSS 接收機(jī) RTK 模式直接采集高程注記點，通過檢測高程與成果圖注記的高程對比，檢測地形圖的高程精度。
（3）精度檢測計算方法
地物點平面精度及高程精度檢測后的數(shù)據(jù)采用高精度檢測公式計算，如下：
注：在允許中誤差2倍以內(nèi)（含2倍）的誤差值均參與數(shù)學(xué)精度統(tǒng)計，超過允許中誤差2倍的誤差視為粗差。
2. 檢測結(jié)果
（1）平面精度統(tǒng)計
試驗區(qū)共采集平面檢測點 87 個，有效檢測點 87 個，粗差 1 個；x 方向中誤差 Mx=±0.04m；y 方向中誤差 My=±0.09m；點位中誤差 Ms=±0.10m
x、y 誤差離散情況如下：
點位 S 誤差離散情況如下：
（2）高程精度統(tǒng)計
試驗區(qū)共采集高程檢測點 28 個，有效檢測點 28 個，粗差個數(shù)為 0 ；中誤差 Mh=±0.06m；
高程 h 誤差離散情況如下：
總結(jié)
由以上檢測統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，利用大疆精靈 Phantom 4 RTK 在 2.47cm 分辨率下進(jìn)行攝影測量 3D 作業(yè)，滿足 1:500 地形圖成圖精度要求。
此工程項目的外業(yè)投入人員踏勘，像控點，外業(yè)飛行總計 2 人 1 天，內(nèi)業(yè)處理共計 1 人 1 天。經(jīng)計算，采用大疆精靈 Phantom 4 RTK 航測解決方案的效率是傳統(tǒng)測繪方式的 10 倍甚至更高。在保證精度的前提下，精靈 Phantom 4 RTK 還能極大提高測繪的作業(yè)效率，降低外業(yè)人員的勞動強(qiáng)度，更好地保障外業(yè)人員的人身安全。
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