基于移动测量系统的带状图测绘技术探讨
- 格式：pdf
- 大小：1.04 MB
- 文档页数：4
Vol. 35 No. 3
Sep. 2019第35卷第3期2019年9月测绘标准化Standardization of Surveying
and
Mapping
基于移动测量系统的带状图测绘技术探讨党元军 张传帅 崔国庆 李小飞
(自然资源部第一地形测量队陕西西安710054)Key Techniques for Strip Topographic Surveying and
Mapping
Based on
Mobile
Mapping System
DANG Yuanjun ZHANG Chuanshuai CUI Guoqing LI
Xiaofei
摘要:移动测量技术能快速、高效、直接地获取海量点云数据
，具有较高的相对精度，在绝对精度
方面，需通过数据纠正处理来提高数据三维坐标精度
，满足大比例尺地形图测绘的高精度要求
。以
Auto - Mapper激光扫描与全景成像测量系统为例
，对移动测量系统的数据采集工作流程
、点云自
动分类和要素提取等进行研究，旨在形成基于移动测量技术的
、
高效可靠的带状地形图测绘技术方
案和作业流程，加速推进带状地形图测绘模式的变革进程。关键词：移动测量系统;地形图测绘
；
点云自动分类;特征点提取
中图法分类号:P217
；P236.1
当前全国范围内广泛开展的城市大比例尺带状 地形图测绘，核心数据成果为满足测量精度要求的 l：500J：2 000大比例尺线划地形图，主要工作量集 中在地物特征点的外业采集和数据精度检测等环节，
3结语在倾斜影像三维模型构建过程中，明确三维模 型的构建重点，
掌握其技术要求，有利于构建单体化
三维模型，获得单体化对象底面
。借助投影纹理映
射强化倾斜实景中三维模型的应用效果，将底面轮 廓信息转换为相应的底面轮廓纹理，进一步明确底 面模型纹理与矢量之间的关系,将处理后的矢量信
息转换为底面部分像素值。面轮廓纹理大小决定系 统设置的精度和包围盒大小，先形成单体化模型，然 后将其加载到三维场景中，得到有效的坐标点信息，
再利用4
个角点形成需要的矩形，构建了底面模型。
顶点坐标信息确定环节主要是顶点着色，通过视点 矩阵得到投影矩阵。这种方法可强化三维模型的仿
真应用效果,拓展了三维模型的实用功能,大大提高
了工作效率。
参考文献[1] 项志勇，张畅斜摄影三维模型单体化研究及智慧城市 应用[J].测绘与空间地理信息,2018,41
⑸：
191-194
[2] 陈思,冯学兵，刘阳.基于倾斜摄影实景三维模型单体化
分类与应用[J].
北京测绘
,2018,32
⑷
：409 -414
[3] 王勇,郝晓燕，李颖.基于倾斜摄影的三维模型单体化方
法研究[J].计算机工程与应用,2018,54
⑶：
178-183
[4] 韦小儒•无人机倾斜摄影测量在露天矿山监测中的应
用研究[J].世界有色金属
,2018(7):21-22
[5] 陈良超
，詹勇
，王俊勇•一种倾斜摄影实景三维模型单
体化方法[J] •测绘通报,2018(6) ：68 -72[6] 姜如波.基于倾斜摄影和近景摄影技术的实景三维模 型制作[J] •城市勘测,2018(3) ：95 -98
[7] 陈相帅.基于MVS倾斜摄影测量技术的城市三维模型
研究[J].能源与环保,2018,40(7):136-141
[8] 王永兴，刘明岐.无人机倾斜摄影测量在三维建模中
的应用研究[J].世界有色金属,2018(9):30-31
[9] 韩海刚.无人机倾斜摄影测量影像处理及三维建模探
讨[J].化学工程与装备,2018(6)
：201 -202
[10 ]
换兰.基于 HexMap RealGty
和量
市三维单体模型[J].测绘技术装备
,2018,20
⑵：
55 -58
[11] 贺晓阳，朱琦•基于倾斜摄影影像的真三维单体化模
型精细建模方法研究[J]
•数字技术与应用,2018,36
(5)：130-131
[12] 彭延锋.基于三维倾斜摄影技术的地籍测量应用研究 [J].黑龙江工程学院学报,2018,32(3) ：7
-
10
[13] 王立平.基于无人机倾斜摄影的快速三维建模方法研 究[J].珠江水运,2018(7) ：99 -100
[14] 廖玉佳，胡勇，叶涛.基于低空无人机倾斜摄影的三维 模型构建[J].北京测绘,2018,32(5):504
-
507
收稿日期：2019- 03- 21
第一作者简介:潘天祥,工程师,
现主要从事工程测量
。 第3期
党元军,
等:基于移动测量系统的带状图测绘技术探讨
27
存在任务量大，施测工期紧，作业环境复杂,测区交
通量大，安全系数低，施测难度大等问题。如何高 效、精确、快速、安全地获取地物特征点三维空间坐 标数据成为制约大比例尺地形图制作进度的主要技 术瓶颈。移动测量系统(Mobile Mapping System, MMS) 是20世纪80年代兴起的一种现代测绘前沿技术， 它采用移动测量技术快速、高效、直接地获取海量点 云数据,具有较高的相对精度,但绝对精度方面,需 通过对平面和高程分别进行数据纠正处理来提高数 据三维坐标精度，以满足大比例尺地形图测绘的高 精度要求。本文结合大比例尺带状地形图测绘项 目，开展移动测量多源数据处理工作流程的研究，期 望能提高大比例尺带状地形图测绘的效率和质量。本文采用Auto - Mapper激光扫描与全景成像 测量系统，通过对近200 km的某市主城区主要城市 规划道路和某大院的数据采集和数据处理开展相关 研究，得到高效的基于移动测量系统的带状图测绘 解决方案和工艺流程。1移动测量系统工作原理本文以激光扫描与全景成像测量系统Auto - Mapper为例，介绍车载移动测量系统的构成和工作 原理。Auto - Mapper激光扫描与全景成像测量系统 是由若干子系统组成的复杂的高度集成系统，主要 分为激光一体机系统、全景像机系统、车轮编码系 统、计算机控制系统、供电系统和承载平台,整个系 统以精密稳定的钢架结构实现高度集成。激光一体机系统内置激光扫描仪和惯性测量单 元 IMU (Inertial Measurement Unit)，全景像机系统包 含全景像机和全球定位系统(GPS)测量模块,车轮 编码系统主要由距离测量指示器(DMI,也称里程 计)构成。其中，激光扫描仪为坐标测量模块主要 传感器，为系统提供坐标测量功能，全球定位系统、 惯性测量单元和距离测量指示器组成惯性组合定位 定姿系统，用来准确测定系统的瞬时姿态和空间位 置,全景像机通过采集道路两侧的地物影像获取原 始纹理信息。计算机控制系统作为控制终端对各传 感器进行系统调配，控制时间及数据传递。供电系 统为各传感器提供不同电压的电力供应。承载平台 提供传感器工作平台。Auto - Mapper激光扫描与全景成像测量系统 以GPS提供的可靠、高精度的时间历元作为同步信 号，保证激光扫描仪、IMU和DMI数据记录时间与CCD像机曝光时间的同步和协调，依据各子系统间 相对稳定的精密空间结构和姿态关系求解目标地物 的空间绝对坐标。整个系统通过GPS将激光扫描仪、IMU、DMI、 CCD像机统一为同一时间系统，保证了瞬间时刻系
统数据的同步。由
GPSJMU和
DMI
组成的组合导
航系统，获取系统数据采集瞬间的位置信息和姿态 数据，激光扫描仪获取目标地物的空间坐标数据, CCD像机采集目标地物的影像数据。
不同数据源
依据系统间稳定的机械结构关系,进行有效融合后 可生成带有绝对坐标的彩色点云数据，各传感器间
数据流转关系如图1所示。
/激光扫描仪上卫巴幷 GPS〕卫巴2
# IMU
/
图1各传感器间数据流转关系
2移动测量系统工作流程2.1外业扫描作业车载移动测量系统是建立在GPS
时间基准基
础上的一个复杂集成系统，因此
，在其他传感器正常
工作前，必须先对GPS
基准站和车载
GPS流动站开
机进行初始化，使其能持续稳定地向激光扫描仪和
IMU提供时间历元，
同时，
开启IMU
使其有充足的
时间完成对设备的校准。GPS和IMU
需进行至少
10 min的静态初始化
，
以保证
GPS
拥有较高的精
度,IMU能持续稳定地正常工作。
系统初始化工作完成后,根据具体工程情况,设
定激光扫描仪的转速和激光输出电流强度，进行扫 描作业。
激光扫描仪工作时采用斜工位，扫描平面
与地面呈40。
夹角，
以减少激光扫描仪及车载平台
对扫描视线的遮挡,最大范围地采集到路面及路边
地物，实现真正的全向无遮挡扫描。
数据扫描作业
过程中，车载平台尽量处于匀速低速行驶状态，通常
时速为30 km/h,
保证点云数据的均匀分布和密度
要求，防止点云数据行距过大。由于里程计无法记
录车辆移动方向，车辆在扫描作业过程中不允许倒
