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测绘案例分析

【案例分析题】

某测绘公司承担了某市开发区约80km²范围的地形图更新，及其核心区域约20km²（约4km×5km）的精细单体化三维建模任务，测区位于丘陵地区，核心区域建筑物较多。

　　1.已有资料：

　　（1）少量均匀分布的地面控制点；

　　（2）覆盖全测区的1∶100数字高程模型（DLG），实地地形局部发生了变化；

　　（3）覆盖全测区的1∶1000数字地形图（DLG），实地地形发生了较大变化。

　　2.主要设备：

　　（1）SWDC-5倾斜摄影仪（下视镜头焦距50mm、倾斜镜头焦距80mm，像元大小4.6μm，像素数11600×8700，带有定位定姿系统POS）；

　　（2）LeicaALS70机载激光雷达（LiDAR）系统；

　　（3）地面拍照用高清晰度数字相机；

　　（4）全站仪、水准仪、GNSS接收机等常规外业测量设备；

　　（5）内业数据处理软硬件。

　　3.作业要求：

　　（1）充分利用已有控制点，不再进行外业控制测量；

　　（2）利用SWDC-5倾斜摄影仪进行航空摄影，同时获取下视影像（地面分辨率为0.1m）和倾斜影像；

　　（3）采用最优方案对全测区1∶1000DLG进行现势性更新；

　　（4）构建核心区域地面分辨率0.1m的精细单体化三维模型。

　　问题：

　　1.计算SWDC-5倾斜摄影仪航空摄影时的相对航高。

　　2.简述本项目空中三角测量需准备的主要数据和关键环节。

　　3.简述1∶1000DLG更新的主要步骤。

　　4.基于题设条件，核心区域三维建模有哪几种技术方案？并分析各方案的优缺点。

答案：

【解析】1.本题由于没有指定摄影比例尺。因此，根据题意，应以下视镜头的垂直摄影情况进行相对航高计算。若用m代表摄影比例尺母，f代表下视摄影机焦距，H代表摄影相对航高，则有：

　　1/m＝f/H＝像元大小/地面分辨率

　　带入数据得：H＝f×地面分辨率/像元大小＝50mm×0.1m/4.6μm＝1086.9565m。

　　因此，SWDC-5倾斜摄影仪航空摄影时的相对航高为1086.9565m。

　　2.空中三角测量需准备的主要数据和关键环节分别如下：

　　①本项目空中三角测量需准备的主要数据包括：飞行记录资料、航摄仪技术参数资料、测区内现有1∶1000比例尺DEM和DLG、像片索引图、数字航空像片原始数据、少量均匀分布的地面控制点，区域网外业像片控制点点位略图、区域网外业像片控制点成果表、区域网外业像片控制点刺点片等。

　　②本项目空中三角测量关键环节：POS辅助空中三角测量，可以在航空摄影过程中直接测定每张像片的6个外方位元素，不需要测量外业控制点的工作，在进行区域网平差时，需带入摄站点坐标、像片外方位元素进行联合区域网平差，求得待定点的坐标和高程，并利用测区内现有的少量均匀分布的地面控制点作为检查点评定其质量。

　　3.1∶1000DLG更新的主要步骤如下：

　　（1）资料收集：覆盖全测区的1∶1000数字地形图（DLG）、LeicaALS70机载激光扫描数据、SWDC-5倾斜摄影仪进行的航空摄影原始像片，少量均匀分布的地面控制点，航摄仪技术参数资料及其他技术资料等。

　　（2）分别生成DEM和DOM：将少量均匀分布的地面控制点、SWDC-5倾斜摄影仪获取的航空摄影原始像片、LeicaALS70机载激光雷达扫描数据、航摄仪技术参数资料及其他技术资料等资料导入内业数据处理，通过立体测图、空中三角测量、定向建模、特征点线采集，构建TN并内插生成DEM，再通过影像处理、DEM编辑、影像纠正、色彩调整、影像镶嵌等生成DOM。

　　（3）更新数据：用步骤（2）生成的DOM对1∶100字地形图（DLG）变化区域进行全面更新。

　　（4）图形编辑与接边。

　　（5）质量检查与成果提交。

　　4.核心区域三维建模技术方案及各方案的优缺点如下：

　　（1）只利用SWDC-5倾斜摄影测量的方法

　　①优点是三维建模技术成熟，通过倾斜影像可获取建筑物侧面纹理，可通过DOM得到建筑物顶部纹理和路面纹理，便于构建三维纹理模型。

　　②缺点是几何建模自动化程度低，大多需要人工作业。

　　（2）只利用LeicaALS70机载激光雷达扫描的方法

　　①优点是利用所获取的激光点云数据可快速生成DEM、DSM和进行三维建模，三维几何建模自动化程度高。

　　②缺点是仅利用激光扫描数据无法进行纹理建模。

　　（3）SWDC-5倾斜摄影和LeicaALS70机载激光雷达扫描两者结合的方法

　　优点是可利用激光扫描数据快速进行几何建模，并从倾斜摄影影像上获得纹理信息，最终实现快速构建三维模型的目的。