【52監測網】第114期 低空遙感技術在城市軌道交通勘測設計中的應用
![]() 52監測網專家報告分享-第114期 《低空遙感技術在城市軌道交通勘測設計中的應用》 馬賀平 上海盛圖遙感工程技術有限公司 內容介紹 一、低空遙感測量技術現狀 低空遙感(low-altitude remote sensing)是指在相對高度500米低空下飛行獲取的遙感影像,具有機動快速、經濟便捷、地面分辨率高等優勢。 傳統航空攝影測量(aerial photogrammetry)指的是在飛機上用航攝儀器對地面連續攝取像片,結合地面控制點測量、調繪和立體測繪等步驟,生產地形圖的測量技術,并從傳統的膠片攝影和模擬立體測圖發展到全數字攝影和自動化處理。 航空攝影測量產品也由單一的地形圖,發展到全數字系列產品,包括:數字高程模型、數字表面模型、數字正射影像圖、數字柵格圖、數字線劃圖、實景三維影像圖等系列數字化產品。廣泛應用于規劃設計、工程建設、軍事指揮、城市管理、日常生活等各行各業。 低空遙感平臺包括輕型載人機、無人飛機、飛艇、動力三角翼等多種獲取平臺。 航空攝影內業采集設備從膠片立體多倍儀、模擬數字測圖發展到全數字化測圖和半自動化處理、以及人工智能AI自動化生產。 二、城市軌道交通建設需求 城市軌道交通勘測設計的應用需求 工程可行性論證;規劃總體設計應用;勘察設計應用;沿線重要構筑物、建筑物保護應用;征地拆遷面積估算;填挖方量估算;搶建搶種違法監測和司法保全;施工場站安全評價和進度監測;實景三維與BIM設計應用;設計成果應用與展示。 三、低空遙感平臺采集系統(飛行器+傳感器) 中高空遙感飛行平臺 低空遙感飛行平臺 低空飛行平臺 低空遙感傳感器相機系統 高清視頻及穩定云平臺 四、航空攝影測量數字產品 數字柵格圖DRG 數字柵格地圖(Digital Grid Graphic)的表示方法一般用數字矩陣表示,以簡單的文件格式存儲在計算機中,是紙質地形圖的柵格形式的數字化產品。 DRG可作為背景用于數據參照或修測其它地理相關信息,用于數字線化地圖(DLG)的數據采集、評價和更新,還可與數字高程模型(DEM)、數字正射影像圖(DOM)等數據信息集成使用,派生出新的可視化信息,從而提取、更新地圖數據,繪制紙質地圖。 數字劃線圖和數字高程模型 數字高程模型(DEM) 數字高程模型(Digital Elevation Model),簡稱DEM,是以高程表達地面起伏形態的數字集合。是通過有限的地形高程數據實現對地形曲面數字化模擬是數字地形模型(Digital Terrain Model,簡稱DTM)的一個分支,其他各種地形特征值均可由此派生。一般認為,DTM是描述包括高程在內的各種地貌因子,如坡度、破向、坡度變化率等因子可制作透視圖、斷面圖,進行工程土石方計算、表面覆蓋面積統計,用于與高程有關的地貌形態分析、通視條件分析、洪水淹沒區分析。 數字正射影像圖(DOM) DOM具有精度高、信息豐富、直觀真實的優點,可用作為背景控制信息,評價其他數據的精度、現實性和完整性;可從提取自然資源和社會發展信息,為防止災害和公共設施建設規劃等提供可靠性依據;還可從中提取和派生新的信息,實現地圖的修測更新。在城市測繪領域,DOM被廣泛應用于城市規劃設計、交通規劃設計、城市建成區發展調查、市綠化覆蓋率調查、風景名勝區規劃、城市發展與生態環境調查與可持續發展研究等諸多方面。 數字真正射影像圖(TDOM) 數字線化圖(DLG) 數字線劃地圖(Digital Line Graphic,簡稱DLG)是與現有線劃基本一致的各地圖要素的矢量數據集,且保存各要素間的空間關系和相關屬性信息。 在數字測圖中,最為常見的產品就是數字劃線地圖,外業測繪最終成果一般就是DLG。該產品較全面地描述地表現象,目視效果與同比例尺一致但色彩更為豐富。本產品滿足各種空間分析要求,可隨機地進行數據選取和顯示,與其他信息疊加,可進行空間分析、決策。其中部分地形核心要素可作為數字正射影像地形圖中的劃線地形要素。 實景三維數據(3DM) 傾斜航空攝影-真三維影像圖1:500比例尺 實景三維模型+點云全息測繪產品 基于新基建需求的全息測繪產品 三維模型單體化 傾斜攝影三維影像 實景三維建模 ? 采用傾斜攝影方式獲取5個方位的原始影像,在ContextCapture軟件支持下構建三維實景模型,地面分辨率5cm。對于航拍為覆蓋的區域進行補拍,對于重區域進行精細化建模,并采用地面影像數據對航拍盲區進行修補。 ? 對于沿線地物,進行分類并實現單體化,如道路模型,橋梁模型,居民地等。模型成果倒入Autodesk和Bentley平臺,以滿足主流的軟件能夠無障礙導入。模型可以根據使用需求,進行任意分塊,提供三維GIS平臺對大范圍實景模型進行管理。 五、成果應用及展示 ◇ 正射影像 總體規劃設計、地形地貌更新、用地監測、拆遷面積統計與司法保全、GIS基礎數據…… 正射影像應用1:城市軌道建設總體規劃設計 正射影像應用2:沿線地形地貌更新 ? 與已有地形圖疊加,更新地形圖 地形更新:由于設計采用地形圖版本現勢性不強,個別地段現實新增建筑或拆除建筑物、臨時建筑物、新建道路或改造道路等變化信息未能及時更新,將現勢的正射影像與地形圖套合,能有效的發現地形地貌的變化,可以有效的更新地形地貌。 正射影像應用3:沿線用地類型變化監測 正射影像與設計線路1:500地形圖套合,檢查地表地物變化??捎糜诠こ炭辈煦@孔定位選點、設計工點、站位、車輛段和停車場周邊的施工工地監測、空閑地監測。 ? 將正射影像與地形圖套合,判讀現場地形地物的變化,包括: 1.新增建筑物,地形圖上沒有表示,影像圖上建筑物輪廓清晰,實地已經建成,共有116處; 2.拆除建筑物,地形圖上沒有表示,影像上沒有建筑物,實地已經拆除54處; 3.施工工地與開發用地,地形圖上表示的地物與影像范圍不一致,實地多為在建設的工地13處; ? 蘇州軌道交通5號線沿線地形地貌、土地利用情況圖斑變化總計183處。 正射影像應用4:征地拆遷快速摸查與面積統計 正射影像應用5:GIS基礎數據 正射影像應用: ? 地形圖更新:判讀新增、拆遷的建構筑物,更新地形地貌; ? 輔助設計:與設計圖紙疊加,在設計中輔助用于站位選址、最大程度減少拆遷工程量、土方工程量、合理保護風貌建筑、歷史文物; ? 專題匯報:正射影像+專題信息,配合專業部門需要,針對規劃、環保、綠化、征地、交通、市政等主要部門進行專題匯報。 ? GIS基礎數據:正射影像圖與設計線路相結合,利用二維GIS系統,對線路工程實現整體展示、瀏覽。 ? 拆遷統計:可用于車站周邊需要拆除建筑物的拆遷量統計。 ? 司法保全:以航空攝影測量時點為基準,判定航測以后搶建、加蓋的違章建筑,判定突擊搶中的經濟作物,最大程度減少工程建設中的賠補償額度。 ◇ 三維實景模型 BIM設計、交通疏散、管線遷改、周邊環境踏勘、樁基碰撞分析、地下工程空間關系分析…… 基于占地的實景三維+BIM示范應用 用于設計中通視分析及基本量測;地面實景三維場景展示;地上地下場景集成與虛擬現實;圍擋設置與交通疏解;車站周邊地下樁基空間關系;樁基管道與設計線路碰撞分析;地下管線遷移方案制定; ? 交通疏解:可利用實景三維模型模擬對施工期地面道路封閉、圍擋搭建等場景,合理制定交通疏解方案,最大程度減少因工程施工對地面交通的影響。 ◇ 高清視頻 設計審查、風險源管控決策、專題匯報…… ◇ 其他相關應用 工程進度監測、土方量計算、地質災害分析、高邊坡計算、地形剖面測量…… 《低空遙感技術在城市軌道交通勘測設計中的應用》 馬賀平 上海盛圖遙感工程技術有限公司 |
2019-12-05
2021-07-07
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2021-09-07
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