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无人机倾斜摄影计算土方量的技术流程分析◎刘航

土石方的计算涉及众多领域,露天矿开采,土地开发整理,实景三维模型为基础,获取DSM、DOM、DLG等测量成果。

工程建设等。土石方计算的准确度会对工程的经济效益产生直(三)根据DEM土方量计算

接影响。传统的土方量计算有方格网法,三角网法,断面法三种。土方计算的关键在于原始地形地貌和开挖后地貌的准确表

方格网法一般用于地形起伏变化不大的面状工程当中。其计算达。ARCGIS计算土方量以数字高程模型(DEM)作为基础通过空

精度与野外采点密度,质量和方格网大小有很大关系。三角网法间分析和叠加分析功能对开挖前后地形模型进行分析并用AR-

用于地形起伏变化较大的面状工程中,其计算精度与野外采点CGIS软件所带的统计分析模块计算填挖区域的体积,得到最终

质量有直接关系。断面法一般用于线状工程的土方量计算中。其的填挖土方量。

计算精度与断面测量质量和断面间距有很大关系。倾斜摄影测ARCGIS软件利用栅格数据计算土方量的。栅格数据结构简

量的方法计算土方量普遍适用于各种地形和工程项目中,其基单,非常利于计算机操作和处理,是GIS常用的空间基础数据格

本计算原理与三角网法计算方法相同。计算精度可靠,计算结果式。基于栅格数据的空间分析是GIS空间分析的基础。ArcGIS栅

受测量方法和计算方法影响小。四种方法特点对比见下表:格数据空间分析模块(SpatialAnalyst)提供有效工具集,方便执

表1土方量计算方法对比行土方量的计算问题。通过倾斜摄影测量的方法获得将前期地

表数据和后期地表数据网格化数据,对两个格网数据进行差计

算,其差值就是该格网点的填(挖)高度。

基于ArcGIS计算挖填土方量的基本原理,应用软件进行土

方量计算的具体工作可归纳为以下几个步骤。

1.数据准备。准备通过倾斜摄影测量得到的开挖前DEM和开

挖后DEM或由设计数据生成的DEM数据。

一、无人机倾斜摄影测量土方量计算方法2.数据处理。检查数据坐标系统的一致性,保证两期数据具有

(一)无人机倾斜摄影技术相同的坐标系统和高程系统,坐标系统应为高斯投影平面坐标。

倾斜摄影测量能得到高精度高分辨率的数字表面模型3.土方量计算。通过3DAnalyst工具→栅格表面→填挖方工

DSM,充分地表达了地形地物起伏特征,能同时输出具有空间位具来计算土方量。选择输入两期DEM数据,输出栅格为最终提

置信息的正摄影像数据,可在影像数据进行量测。无人机具有机取出的开挖或回填范围内的DEM数据存储位置。

动、灵活、快速、经济等特点,以无人机作为航空摄影平台能够快4.土方量统计。根据最终提取出的开挖或回填范围内的

速高效地获取高质量、高分辨率的影像。DEM数据,利用ArcGIS的统计功能统计填挖方量。

倾斜摄影测量技术通常包括影像预处理、区域网联合平差、二、无人机倾斜摄影测量土方量计算实例

多视影像匹配、DSM生成、真正射纠正、三维建模等关键内容。倾以某露天矿开采为例,要求定期计算开采量。利用大疆无人

斜影像测量的关键技术:机搭载单镜头作为数据采集平台获取两期DEM数据,ArcGIS软

1.多视影像联合平差。多视影像不仅包含垂直摄影数据,还件计算土方量,其结果与实测数据进行对比分析。

包括倾斜摄影数据,结合POS系统提供的多视影像外方位元素,

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