本软件全名为:无人机手机单像对自动化数字地形测量。可以简化为“无人机手机单像对地形测量”或更简单的“单像对地形测量”。
本软件适合于小范围各种精度快速成图,可生成各种比例尺等高线地形图。图上包括:计曲线、首曲线、间曲线、保留的高程点、计曲线高程注记、正负向地貌示坡线、公里网格、图框、三维地形(DEM)等。
实际用途:如工程开挖跟踪工程量计算、边坡开挖地质跟踪素描、工程事故现场、塌方处理、滑坡监测、变形监测(需要布设地标配合,见最后一节)、凡是人无法到达或到达困难的地方,如大面积悬崖岩壁测量等。
无人机、手机和数码相机拍摄的像片对均可,支持大倾角倾斜摄影和高重叠度。
本软件暂不提供单机版。
本软件使用方法:
在浏览器中输入“ldcmm.com”→ 点击本软件名称 → 点击“前往登陆”→ 点击“登陆”即可开始使用。方法如下:
一般使用缺省设置即可。然后,上传左像片、右像片和数据文件,点击“提交”,大约几十秒后本软件系统会向用户推送成果页面,有以下四个文件,用户可根据需要下载。
●DWG格式数字地形图
●地形点地面坐标文件
●地形点像片坐标文件
●控制点反算像片坐标文件
提交的数据文件格式为:
左像片主距 , 右像片主距 (f1 , f2)
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地面控制点的坐标高程(点名 , Nx , Ey , H)
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地面控制点的左右像片坐标(点名 , 左片x , 左片y , 右片x , 右片y)
例子:
2741 , 2741
==================
D1 , 3857725.512 , 27629361.281 , 1322.335
D2 , 3857779.17 , 27629441.743 , 1322.462
D3 , 3857779.113 , 27629445.719 , 1351.929
D4 , 3857729.663 , 27629380.593 , 1358.665
D5 , 3857757.795 , 27629413.203 , 1293.165
D6 , 3857735.163 , 27629373.423 , 1329.144
D7 , 3857738.694 , 27629377.135 , 1334.44
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O12 , 0 , 0 , 0 , 0
D5 , 383 , -841 , -401 , -665
D1 , 1620 , -295 , 562 , 9
D4 , 1257 , 456 , 250 , 636
D2 , -347 , -292 , -1228 , -228
D3 , -345 , 304 , -1320 , 451
D7 , 1253 , -63 , 301 , 180
D6 , 1334 , -164 , 363 , 100
注:第一行点名为O12为两张像片中心点坐标,如果不需要改正均为0,但不可省。
用户应首先准备好左右像片和数据文件。如下图本例所示:
上图的两张像片为一个像对,是某工程的悬崖峭壁,用数码相机拍摄,该悬崖峭壁的坡度大约75°左右,最陡的地方接近垂直,人几乎无法直立行走,靠的是在近垂直的岩石壁上凿出来的便道和绳索线配合,勘察工作非常艰苦。
本软件约定:
●角度单位为“度.分秒”;
●主距单位为像素或mm,所有主距应单位统一;
●像片坐标单位为像素;
●地面坐标单位为m。
●像片的垂直分辨率和水平分辨率应该相同。
●关于控制点的布设。
每张像片2~3控制点,或者,一个像对重叠区域内4~5点。控制点均必须有地面坐标高程和左右像片以各自的像片中心为原点的像片坐标。总体上,控制点的布置至少应该在重叠范围四个角附近及中央附近各建立一个。四个角点要离开像片边缘一定距离,并且越靠近像片坐标系纵轴线越好。换言之,以像片坐标纵轴线左右附近重叠度内,对称像片中心大致均匀建立三个控制点。即,像片中心点附近建立一个,大致对称像片中心上下各建立一个,并且离开像片边缘一定距离。
设置和上传准备好后,点击“提交”按钮开始执行,如下图所示:
本软件主界面分两部分:设置部分和上传部分。
其中,设置部分一般使用缺省设置就可以了。而上传部分是必须的,即必须上传三个文件。
最大点距
地面上相邻两点的最大允许距离。是指按国家规范一定的比例尺规定地面上相邻两点的最大距离。例如,1:1000地形图地面上相邻两点间最大距离为30m,当然对于一些复杂地貌为了表示清楚可能距离更小,总之不能超过这个距离。若国家规范没有规定的比例尺,可以比照上述规定进行推算,比如1:100比例尺可以按实地3m的点距,若另有特别规定从其规定。
程序决定:是说若用户不知道采用多大点距,则程序按上述推算结果。若用户知道点距,则去掉该检查框前面的√,最大点距文本框变得可用,则可以由用户输入具体点距,单位是m。即,若用户不清楚或没有特殊明确规定要使用多大的点距时,请交由本软件来决定。
图比例尺
即地形图成图比例尺,由用户单位确定。
匹配方案
各种影像的复杂程度不一,实际情况也很复杂,本软件总结优化了五种影像匹配方案,大多数情况下使用第1种缺省方案,若不理想,请配合下面两个参数进行调整。
扩图系数
越往图像边缘质量最差,本软件侦测质量情况成图,一般离开像片边缘一小段距离成图,但用户有时不需要太高的精度,而需要尽可能大的成图面积,这时可以通过调整这个参数实现面积最大化。要想最大限度地扩大成图面积,从0.1开始按步长0.1往上调,当出现粗差地貌明显失真时,再向回调低0.1或0.2成图即可。
所谓地面形态明显失真,是指如图上出现实地并不存在的小山丘等,调低该参数即可消除。其主要原因是图像质量问题造成的同名点识别错误,尤其是越靠近图像边缘图像质量会越差。
清晰系数
图面表示太详细时显得不清晰,读图困难,这时可以适当调高这个系数以达到图面清晰的目的。即,当地形图图面表示的过于详细因而感到读图困难时请提高该参数。注意,图面基本清晰即可,不提倡将此参数调得过大。
实际工作时,先用缺省值首次成图,然后看若图面清晰易读,也不失真,则完成绘图。否则,按上面两参数即扩图系数和清晰系数的功能说明进行调整。若仍不理想,再用下一个匹配方案。
主距单位
如果用户拿到的主距是mm单位的话,请选择mm,本软件会换算成像素单位。所用像片的单位必须一致。
程序成功运行后,本软件系统会向用户推送成果页面,用户只需要点击即可下载到用户指定的本地磁盘上。如下图所示。
本软件给出了四个文件下载:
●DWG格式数字地形图
这是最终成果,下载后请用AutoCAD2008(64bit)以上版本打开。
●地形点地面坐标文件
用户也可以直接提交《规范等高线V2.3》软件系统重新生成数字地形图,也可以提前进行自己感兴趣的一些设置后再生成地形图。比如,可以重新设置基本等高距等。本软件缺省的基本等高距分为:
if (高差 <= 20)
基本等高距 = 1;
else if (高差 > 20 && 高差 <= 60)
基本等高距 = 2;
else if (高差 > 60 && 高差 <= 200)
基本等高距 = 5;
else if (高差 > 200)
基本等高距 = 10;
其中,高差为像对内最大高程与最小高程的差。基本等高距的单位为m。
●地形点像片坐标文件
是对应“地面点坐标文件”的所有同名点像片坐标。
●控制点反算像片坐标文件
根据控制点的地面坐标反算得到的控制点同名点像片坐标,用户可以对照数据文件中的控制点的像片量测坐标以便观察其精度情况。
说明:文件下载次数为平均每个文件不超过3次。一般1次就可以下载成功,不需要重复下载2次或3次,只是为个别用户备用下载次数,一般用不着。限制平均下载次数仅是为了避免非正常用户的恶意攻击大量次数的刷屏。
局部放大:
西北等轴测视图:
东北等轴测视图:
限于篇幅,其它三个文件从略。
高精度变形监测的配套措施
如果用于高精度变形监测,需要在摄影前布设地标。一般在地面上布设十字地标,用白色的油漆或石灰来做。地标必须在影像上能够清晰地看到十字中心以便于精确的量测其像片坐标。为此,还要注意摄影距离不能太远,在正式摄影前应该充分做好实验,以便能够保证监测精度要求。