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摘要:結(jié)合車(chē)載移動(dòng)測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)以及項(xiàng)目的實(shí)際情況，研究將車(chē)載移動(dòng)測(cè)量與傳統(tǒng)全站儀測(cè)量相融合，高效、快速地在道路測(cè)量中進(jìn)行應(yīng)用，并利用傳統(tǒng)全站儀測(cè)量進(jìn)行精度檢測(cè)，結(jié)果表明，車(chē)載移動(dòng)測(cè)量技術(shù)與傳統(tǒng)全站儀測(cè)量方法相結(jié)合的模式，可在道路測(cè)量中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:移動(dòng)測(cè)量技術(shù);道路測(cè)量;融合;精度;傳統(tǒng)測(cè)量

引言

車(chē)載移動(dòng)測(cè)量技術(shù)是當(dāng)今測(cè)繪界最為前沿的科技之一，誕生于上世紀(jì)90年代初期。隨著GPS技術(shù)、慣性導(dǎo)航技術(shù)、CCD成像技術(shù)及激光掃描技術(shù)的發(fā)展和成熟，利用車(chē)載移動(dòng)測(cè)量技術(shù)獲取城市空間信息已成為一種趨勢(shì)。本文以廣州市花都區(qū)道路改造測(cè)量項(xiàng)目為背景，以我單位車(chē)載多傳感器移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)為數(shù)據(jù)采集工具，通過(guò)實(shí)際的生產(chǎn)作業(yè)，對(duì)利用車(chē)載移動(dòng)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行道路測(cè)量的方法進(jìn)行了研究并取得了一定的成果，為今后利用車(chē)載移動(dòng)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行道路測(cè)量提供了相關(guān)技術(shù)依據(jù)。

1車(chē)載移動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)采集及處理

1.1項(xiàng)目背景

因采集之前，應(yīng)結(jié)合測(cè)區(qū)的實(shí)際情況設(shè)計(jì)移動(dòng)測(cè)量車(chē)的行駛路線、速度以及數(shù)據(jù)采樣的頻率等，制定完整的外業(yè)實(shí)施方案。在外業(yè)數(shù)據(jù)采集時(shí)，應(yīng)注意如下幾點(diǎn):(1)設(shè)備參數(shù)設(shè)置:全景相機(jī)設(shè)為外脈沖觸發(fā)模式，并根據(jù)實(shí)際的天氣情況和濕度調(diào)整相機(jī)曝光參數(shù);激光掃描儀設(shè)置線掃描模式、掃描角度、掃描密度等;慣導(dǎo)系統(tǒng)啟動(dòng)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。(2)為了確保測(cè)量數(shù)據(jù)的完整性，應(yīng)盡量選擇道路上車(chē)輛和行人較少的時(shí)候進(jìn)行測(cè)量。(3)移動(dòng)測(cè)量車(chē)的行駛速度不宜過(guò)快，且盡量以固定速度行駛。測(cè)量的同時(shí)，應(yīng)記錄下車(chē)輛行駛的軌跡，對(duì)比設(shè)計(jì)的行駛路線，檢查車(chē)輛是否按設(shè)計(jì)路線覆蓋到整個(gè)測(cè)區(qū)。

1.4車(chē)載移動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)處理

車(chē)載移動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)處理利用我單位自主研發(fā)“移動(dòng)道路測(cè)量系統(tǒng)影像點(diǎn)云配準(zhǔn)融合軟件”進(jìn)行，主要包括三個(gè)部分:①激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的生成;②全景影像的合成;③可量測(cè)全景影像的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)GPS、慣導(dǎo)系統(tǒng)與激光掃描儀、全景相機(jī)等設(shè)備在空間上剛性固定在同一平臺(tái)上，利用GPS、慣導(dǎo)系統(tǒng)提供車(chē)輛在移動(dòng)過(guò)程中的位置和姿態(tài)，與激光掃描儀數(shù)據(jù)和全景影像進(jìn)行整合，獲得有精確位置信息的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)以及全景影像數(shù)據(jù)。進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理后，激光點(diǎn)云與全景影像精確配準(zhǔn)，計(jì)算出點(diǎn)云所對(duì)應(yīng)全景圖上像點(diǎn)的像素坐標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)具備影像地理參考的可量測(cè)全景影像。基于可量測(cè)全景影像，可以準(zhǔn)確有效地提取項(xiàng)目所需的各類地形地物要素，包括房屋、道路、市政部件等。

2基于車(chē)載移動(dòng)測(cè)量技術(shù)與傳統(tǒng)全站儀測(cè)量技術(shù)的新作業(yè)模式

2.1車(chē)載移動(dòng)測(cè)量技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)

全站儀測(cè)量是1∶500地形圖測(cè)量的常規(guī)方法。與全站儀測(cè)量方法相比，車(chē)載移動(dòng)測(cè)量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有:①測(cè)量數(shù)據(jù)為目標(biāo)物體的完整點(diǎn)云及影像數(shù)據(jù)，在無(wú)遮擋的情況下，能獲取目標(biāo)物體的完整信息，能夠避免全站儀測(cè)量在外業(yè)數(shù)據(jù)采集中因技術(shù)人員粗心導(dǎo)致的錯(cuò)漏;②作業(yè)效率高，可以極大地縮短外業(yè)工作時(shí)間，減少人員投入，從而降低生產(chǎn)成本;③受天氣情況影響較小，作業(yè)方式較為靈活。但是，車(chē)載移動(dòng)測(cè)量技術(shù)也存在明顯不足:①對(duì)車(chē)輛無(wú)法到達(dá)的成片建筑區(qū)域，無(wú)法測(cè)量;②在地物有遮擋的情況下，無(wú)法測(cè)量;③數(shù)據(jù)處理內(nèi)業(yè)工作量較大，處理時(shí)間較長(zhǎng)。

2.2本項(xiàng)目作業(yè)模式

可量測(cè)全景影像作為車(chē)載多傳感器移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的最直接成果，它的實(shí)現(xiàn)能夠高效快速地為道路改造測(cè)量提供所需的成果。但是，由于受道路行車(chē)環(huán)境影響、路網(wǎng)覆蓋情況以及地物的遮擋情況等等多重因素的影響，可量測(cè)全景影像往往無(wú)法全覆蓋，最終會(huì)有部分影像盲區(qū)。考慮到車(chē)載移動(dòng)測(cè)量的技術(shù)特點(diǎn)，本項(xiàng)目提出采用一種的新的測(cè)量模式，將車(chē)載移動(dòng)測(cè)量技術(shù)與全站儀測(cè)量技術(shù)相結(jié)合，互為補(bǔ)充。先利用車(chē)載多傳感器移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)全范圍掃描測(cè)量，在影像盲區(qū)采用傳統(tǒng)全站儀測(cè)量方法進(jìn)行補(bǔ)測(cè)，補(bǔ)測(cè)的同時(shí)同步利用傳統(tǒng)方法對(duì)可量測(cè)全景影像生產(chǎn)的成果進(jìn)行檢核以及校正。本項(xiàng)目作業(yè)模式見(jiàn)圖2。

2.3精度對(duì)比

為了驗(yàn)證車(chē)載多傳感器移動(dòng)測(cè)量成果的可靠性和正確性，通過(guò)傳統(tǒng)全站儀方法對(duì)成果進(jìn)行精度檢測(cè)，分別對(duì)高程精度和平面精度進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1、表2。平面精度檢測(cè)時(shí)，對(duì)房屋要素、道路要素、管線要素等均進(jìn)行了抽樣檢測(cè)，由表1可知，共檢測(cè)地物點(diǎn)202個(gè)，平面精度達(dá)8.8cm。高程精度檢測(cè)時(shí)，主要對(duì)路面高程進(jìn)行了檢測(cè)，由表2可知，共檢測(cè)高程點(diǎn)131個(gè)，高程精度達(dá)10.1cm。該精度滿足1∶500地形圖平面10cm、高程15cm精度的要求，符合項(xiàng)目成果要求。

3結(jié)語(yǔ)

本文以廣州市花都區(qū)道路改造項(xiàng)目為背景，通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)發(fā)現(xiàn)，利用車(chē)載移動(dòng)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行道路測(cè)量在數(shù)據(jù)精度上是能夠滿足要求的，并能夠大大提高生產(chǎn)效率，減少工作時(shí)間。但鑒于其在存在遮擋物時(shí)及其在交通無(wú)法滿足行車(chē)條件時(shí)存在一定的局限性，采用車(chē)載移動(dòng)測(cè)量技術(shù)與傳統(tǒng)全站儀測(cè)量方法相結(jié)合的模式，可在道路測(cè)量中推廣應(yīng)用。

作者：胡文雄 單位：廣州市城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院