土方量的計(jì)算在很多領(lǐng)域都會(huì)涉及到,如露天礦開采、土地開發(fā)整理、工程施工等。土方量計(jì)算的準(zhǔn)確度直接關(guān)系到工程的費(fèi)用概算及方案選優(yōu)。在現(xiàn)實(shí)中的一些工程項(xiàng)目中,因土方量計(jì)算的精確性而產(chǎn)生的糾紛也是經(jīng)常遇到的。如何快速準(zhǔn)確的計(jì)算出土方量就成了人們?nèi)找骊P(guān)心的問題。傳統(tǒng)的土方量測量方法已經(jīng)呈現(xiàn)出各種弊端,需要人工現(xiàn)場進(jìn)行測量,不但耗時(shí)費(fèi)力,人力成本高,而且獲取的數(shù)據(jù)通過人為層層流轉(zhuǎn),容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)漏測、錯(cuò)測等問題,精度難以保證。利用無人機(jī)傾斜攝影測量的方法進(jìn)行土方計(jì)算,不僅不受場地障礙的影響,外業(yè)時(shí)間短、工作效率高、快捷方便,而且能夠簡化內(nèi)業(yè)操作流程,實(shí)現(xiàn)一體化土方計(jì)算。
01 無人機(jī)航測優(yōu)勢
1. 數(shù)據(jù)的客觀性無人機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,從處理到分析全程自動(dòng)透明,最大程度減少了山地地形和人為因素影響。人工測量難免會(huì)漏測、少測,有主觀因素影響,而無人機(jī)就像“上帝之眼”,能采集到客觀的標(biāo)高點(diǎn)數(shù)據(jù),不重不漏。2. 測量采點(diǎn)密度
實(shí)景三維模型可以真實(shí)還原地形現(xiàn)狀,在數(shù)據(jù)客觀有效的基礎(chǔ)上,標(biāo)高點(diǎn)數(shù)據(jù)越多,就越能準(zhǔn)確還原地形表面的起伏變化。無人機(jī)在空中通過攝影測量技術(shù)獲取標(biāo)高點(diǎn),數(shù)量是人工的數(shù)倍,結(jié)果自然更精準(zhǔn)。
3. 在測量效率上無人機(jī)更勝一籌
對現(xiàn)狀地形的測量工作采用無人機(jī)航測的方法,比原來現(xiàn)場打點(diǎn)測量的方法,可以節(jié)約超過60%的工時(shí)。
02 土方量測量系統(tǒng)構(gòu)成
03 土方量測量流程
本項(xiàng)目的實(shí)施包括外業(yè)和內(nèi)業(yè)兩個(gè)部分。首先進(jìn)行測區(qū)踏勘與資料收集,在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上利用中海達(dá)“iFly 航測助手”軟件進(jìn)行航線規(guī)劃設(shè)計(jì),進(jìn)而通過多旋翼無人機(jī)iFly D1 Pro搭載iCam Q50傾斜相機(jī)獲取測區(qū)真彩色影像,外業(yè)像控布設(shè)完成后進(jìn)行傾斜航空攝影。其次,通過ContextCapture軟件進(jìn)行實(shí)景三維建模,基于三維模型通過HiData軟件進(jìn)行土方量測量。
▲技術(shù)路線圖
01測區(qū)踏勘為確保航飛安全與三維模型的精細(xì)化成果,需提前對測區(qū)進(jìn)行踏勘工作。通過對測區(qū)的踏勘,了解現(xiàn)場測區(qū)的地物情況,并統(tǒng)計(jì)測區(qū)面積,對建筑物進(jìn)行勘察,了解測區(qū)內(nèi)建筑物最大高度,以便作業(yè)單位規(guī)劃航線,制定飛行方案,保證飛行作業(yè)的安全,確保生產(chǎn)的三維模型能夠達(dá)到最優(yōu)。
02像控點(diǎn)布設(shè)根據(jù)精度要求,設(shè)定地面控制點(diǎn)布設(shè)方案,并完成外業(yè)測量。像控點(diǎn)布設(shè)可分兩步,先進(jìn)行預(yù)布設(shè)再實(shí)地布設(shè)。拿到區(qū)域范圍(KML,KMZ)示意圖,借助谷歌地球進(jìn)行大面積直觀預(yù)布設(shè),布設(shè)應(yīng)均勻分布,切記不可布設(shè)成直線。在實(shí)地布設(shè)像控點(diǎn)時(shí),要選取明顯地物特征點(diǎn),若無明顯特征點(diǎn),應(yīng)選用合適材料,布設(shè)合適形狀,人工制作控制點(diǎn)標(biāo)志進(jìn)行布設(shè),需明確標(biāo)明控制點(diǎn)的點(diǎn)號,且均勻分布于測區(qū),能控制住整個(gè)航線范圍,布設(shè)后采集正確坐標(biāo)。
03航線規(guī)劃使用iFly航測助手進(jìn)行航線規(guī)劃,設(shè)置地面分辨率、航向重疊率、旁向重疊率、基準(zhǔn)面海拔后,一鍵式生成最優(yōu)航線。
04無人機(jī)傾斜攝影
無人機(jī)搭載航測相機(jī)(傾斜相機(jī))根據(jù)設(shè)計(jì)航線完成飛行作業(yè),獲取影像數(shù)據(jù)。
05數(shù)據(jù)處理
將“iFly航測助手”軟件一鍵生成的索引文件及影像數(shù)據(jù)導(dǎo)入ContextCapture軟件中,這樣減少了之前做pos表的繁瑣流程。
建模軟件進(jìn)行空三處理、三維重建等系列操作,無需人工干預(yù),最終輸出OSGB格式的具有真實(shí)紋理的高分辨率的實(shí)景三維模型。
▲三維模型
06土方量測量三維模型完成后,利用土方量測量軟件進(jìn)行測量工作。① 新建測圖工程,將待測模型導(dǎo)入HiData軟件中,設(shè)置二、三維影像窗口。
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