無人機傾斜攝影測量技術在規劃竣工測量中的運用

陳辰 王振江

摘要：無人機技術出現后不斷發展并進入到測繪、遙感領域，基于此無人機傾斜攝影技術得到了蓬勃發展，這種非接觸式測量方式為地形測繪、工程測量等領域帶來了極大的便利，與傳統的垂直攝影相比傾斜攝影測量具有很多顯著的有點，本文將針對無人機傾斜攝影測量技術在規劃竣工測量中的應用進行探討。

關鍵詞：無人機攝影測量;傾斜攝影測量技術;規劃竣工測量

引言：

近年來無人機傾斜攝影測量技術飛速發展，其應用領域也不斷得到延伸。規劃竣工測量是在工程項目完成后在對其及進行驗收時通過實地測量獲取所需的技術資料的過程，而將無人機傾斜攝影測量技術應用于規劃竣工測量中能夠大大提高工作效率，本文針對以上內容進行了研究和探討。

一、無人機傾斜攝影測量技術原理及其優點

（1）無人機傾斜攝影測量技術原理：

傾斜攝影就是指在攝影時相機的主光軸方向并不豎直，而是有一定的傾斜角度（見下圖），所得到的影像就是傾斜影像。無人機傾斜攝影測量是指以無人機作為遙感平臺，在無人機上搭載多個拍攝設備，在攝影過程中多個拍攝設備從不同的方向進行拍攝，再利用得到的相片通過三維重建等數據處理過程量測得到研究區域所需信息和數據的過程。按照傾斜方向的不同，無人機傾斜攝影測量所獲取的影像分為正片和斜片，正片的拍攝角度是垂直于地面的，斜片的攝影角度是與地面成一定角度的。無人機傾斜攝影測量所獲取的影像包括研究區域的垂直、前視、后視、左視和右視五個方向的影像。

（2）無人機傾斜攝影測量技術優點

傳統的無人機攝影測量技術在進行航拍的過程中，拍攝設備的主光軸方向是垂直于地面的，因此其獲取的影像在一些情況下并不能真實地反應研究區域的真實情況，且其地面分辨也不是很高，與傳統的無人機攝影測量技術相比，無人機傾斜攝影測量技術能夠最大程度的反映地物地貌的真實情況，因為獲取影像的過程中是從多個角度進行的，所以能夠讓觀察者在更多的角度對地物進行觀察。除此之外，針對傾斜攝影測量得到的影像，可以通過與相應的軟件配套使用而對所需的地物信息進行量測，十分快捷方便。因為不需要由測量人員進行復雜的實地測量，所以能夠有效降低量測成本，且獲得的影像數據量小，能夠大大提高工作效率。

二、無人機傾斜攝影測量技術應用于規劃竣工測量中的流程

例如對特定的竣工工程項目區域的建筑物進行量測，在已知該區域的面積、建筑物的最高高度等信息的情況下：

（1）進行航線規劃

在進行航拍之前，必須對拍攝區域進行實地勘踏，根據研究區域的實地情況進行航線的規劃。例如，若項目工程所在區域內建筑物是高層建筑物，在其高度高于50米的情況下，航線的行高設置就要大于50米，這樣才能保證在其拍攝的過程中不會撞擊到建筑物上。此外要保證飛行過程中旁向重疊度為80%及以上，航向重疊度為85%及以上，確保無人機飛行過程能夠按照航線進行，保證充分的重疊度的情況下才能保證獲取的影像沒有遺漏的地方。

（2）進行航拍獲取影像數據

根據竣工規劃精度要求的不同，對航拍影像的地面分辨率要求也不同，因此要根據不同的分辨率的要求選用不同的拍攝設備，再進行航拍。例如依據竣工規劃的精度要求算得航拍的分辨率要超過3厘米，則要根據該分辨率要求計算出相應的航拍其他參數，例如航高、焦距、光圈參數等。除此之外，在進行航拍前要提前了解天氣情況，避免在光線不好的天氣拍攝，也要避免在人流量較大的時間段進行拍攝，否則可能對地物造成遮擋和陰影等，會影像后續數據處理的精度。另外也要避免在早上或晚上進行拍攝，因為這兩個時間段太陽的傾斜角度比較大，建筑物的影子高度也會比較大，若建筑物比較密集，就會造成過多的陰影，所得到的影像質量就會下降，也會影響后續那些數據采集的精度。

（3）三維重建

在完成外業拍攝并得到符合要求的影像數據后，需要對得到的影像進行內業處理，首先要對數據質量進行檢查，檢查相片的實際重疊度與設計的航線重疊度之間的差異是否符合限差，實際飛行的航線與設計的航線是否有較好的一致性，所拍攝的相片是否清晰等。在相片檢查符合質量要求后，需要對影像數據進行空中三角測量處理，對其進行加密，通常利用光束區域網平差的方法進行。因為相片在拍攝的過程中會因為種種原因導致其所獲得的點與地物實際點的位置存在偏差，所以就需要通過平差處理，利用控制點坐標、相片拍攝時相機的姿態數據進行平差，算得地物點更精確的位置坐標。平差結束后就要進行三維重建，我們利用smart3D軟件進行，利用平差過后的較精確的影像數據對工程項目區域內的建筑物、道路、植被等實景進行三維重建，得到后續三維采集所需的三維模型。

（4）內業數據采集

在完成實景三維模型的模擬和重建后，需要對該三維模型進行精度評定，判定其是否符合精度要求。在三維模型符合精度要求的情況下，利用相關的數據采集軟件對三維模型進行數據采集。對三維模型進行數據采集的過程，實際上就是進行數字線劃圖采集的過程，也就是根據所得到的三維重建的模型，畫出項目工程相應的區域內建筑物、道路、水系、植被等其他地物地貌的線劃圖。因為利用無人機傾斜攝影測量技術所獲取的影像是從多個角度對地物地貌進行拍攝的，所以利用得到的影像進行三維重建得到的模型進行線劃圖采集的過程中，也可以在不同的角度上獲取地物地貌的邊界線和角點等。對三維模型進行那些數據采集結束后，能夠得到模型中建筑物等地物地貌的坐標信息等

（5）評定精度

在完成對三維模型的內業數據采集得到所量測的工程項目所在區域內的建筑物等的坐標信息后，需要對得到的數據成果進行精度評定，判斷工程項目與相應的規范要求是否符合，這個過程可以參考相應的城市測量規范來完成。只有在工程項目符合相關的精度要求的情況下，才能判定為竣工。

三、無人機傾斜攝影測量技術應用于規劃竣工測量中的優點

在傳統的規劃竣工測量中，需要測量人員進行實地的測量和考察，其流程比較復雜，而且耗費的時間也會比較長，因而其周期較長，成本也比較高。但是將無人機傾斜攝影測量技術應用于規劃竣工測量中，就不需要測量人員進行實地測量，只要利用無人機進行航拍得到相應的影像數據，再對獲取的航攝相片進行三維重建等數據處理，就能得到所需的建筑物的數據信息。不僅無人機攝影測量的區域更大，而且其攝影測量的過程耗費的時間也更短，精度也能更好的符合要求，能夠大大提高規劃竣工測量的效率，降低所投入的成本。

總結：

傾斜攝影測量與傳統的垂直攝影測量技術相比，具有顯著的優點，而無人機技術的快速發展，也使得傾斜攝影測量技術與無人機攝影測量技術的結合——無人機傾斜攝影測量技術展現出巨大優越性。將無人機傾斜攝影測量技術應用于規劃竣工測量中，能夠大大降低測量的成本，提高測量的效率，本文針對以上內容進行了闡述。

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