無人機傾斜攝影技術在測繪工程中的應用探討

王效民

摘? 要：現在我國的測繪技術得到了很大的進步和更新，現在應用于該工作當中的技術越來越先進，無人機設備的應用和普及也給測繪工作的開展提供了新的理念，無人機傾斜攝影技術的應用也日漸廣泛。在測繪工程當中，無人機測量的優勢是非常明顯的，對于城市規劃、國土資源管理等等方面的工作的開展來說都非常有利。本文結合該技術應用的特點總結了一些在測繪工程當中的應用要點，希望可以給相關測繪工作的開展提供一些參考。

關鍵詞：無人機;傾斜攝影技術;應用

科學技術的發展給人們的生活和工作帶來了很大的改變，尤其是諸如測繪工程這類有著較高技術依賴性的工作更是如此。我國的測繪技術在近年來已經迎來了數次革新，從過去傳統的人工測繪到3s、RTK技術的應用，現在無人機也開始在該項工作當中發揮出了關鍵的作用。計算機技術的發展和定位技術也給無人機傾斜攝影技術的應用帶來了可能，給很多工作的開展提供了很大的便利，如基礎測繪、土地利用情況監測等等，市場前景十分廣闊。

1 傾斜攝影測量的簡介

1.1 無人機傾斜攝影測繪技術和傳統技術的對比

所說的傾斜攝影測量技術是對測量目標進行5個方向來進行測繪，包括垂直方向、和前、后、左、右這四個方向，所形成的三維實景模型來對于該目標進行研究，最終可以確定可其位置、體積和形狀等等主要信息，并且也可以識別出立面、側面以及地面起伏特點等等。而傳統的測量技術是通過各攝影站的實際觀測來形成正攝影影像，并且測制各種比例尺地圖，而傾斜攝影技術在此基礎上還可以實現對于地物的側立面和縱橫斷面的測量，同時也可以實現三維場景的模擬，這樣一來，就可以將攝影測繪的功能加以有效拓展。

1.2 傾斜攝影技術的特點分析

無人機傾斜攝影技術的應用一方面可以將地物情況加以真實的反映，在工作中也不需要動用大量的人力和物力，可以結合現有的定位技術直接在其中加入精準的地理信息，大大提高了影像數據技術的豐富性。同時無人機傾斜攝影技術的應用還可以實現從多個角度來對實際地物情況進行反映，這也是正攝影技術所不具備的功能。無人機傾斜攝影技術也可以實現對于目標物體的高度、面積的測量，可以直接將各種三級建模的應用結合起來，一方面借助于航空攝影大規模成體的特點以及傾斜攝影批量提取功能，地形三維建模成本就得到了大大節約。

2 無人機傾斜攝影技術的內容和原理

2.1 無人機傾斜攝影技術的原理分析

無人機傾斜攝影技術是空中飛行測量技術的一種，但是傾斜攝影技術可以在一架無人機上安裝多個攝像頭來采集圖片信息，經過多角度的拍攝就可以實現圖像收集，而垂直拍攝也可以讓地面信息更加完備。其中正片的拍攝主要是應用了垂直拍攝技術，而斜片則是指通過一定的拍攝角度傾斜所形成的圖片。

2.2 數據信息的處理流程

結合測繪圖紙的需要來向主管部門提出航攝的要求，通過批準之后就可以將航攝計劃制定出來。結合實地勘察測區的地形特征就可以選擇相應的技術標準，從而合理拍攝航線。，但是對于測區內范圍內的數據基本操作流程如下：

通過拍攝所獲取的圖像需要為真彩色數字影像;平面精度需要和比例尺中的地形圖精度要求相符合;對于重疊度這個指標來說，航向重疊度和旁向重疊度都可以設定為75%;所獲取的測區影像需要有較高的清晰度，色彩柔和，反差度適中，易于辯認;漏洞補攝：對各種原因獲取的不合格航片（航攝漏洞）要及時補飛，漏洞補攝按原設計航跡進行。

3 野外數據的獲取流程

3.1 航高確定

數碼航空攝影的成圖比例尺取決于飛行高度，根據地面分辨率，可按照公式求得獲得相應地面分辨率GSD的飛行高度。

3.2 航攝時間

航空影像的質量對航攝飛行的時間有一定的要求，航攝時間受天氣條件的制約。具體要求如下：（1）水平能見度≥1500m，垂直能見度≥1000m;（2）氣流相對穩定：每天的正午氣流相對較強，對飛行安全不利，同時也對影像質量影像較大;（3）選擇航攝時間：平地要求，太陽高度/（°）>20，陰影倍數/（倍）<3。丘陵地和小城鎮，太陽高度/（°）>30，陰影倍數/（倍）<2。山地和中等城市，太陽高度/（°）>20，陰影倍數/（倍）≤1。

3.3 航線設計

通常情況下航線應按東西向或南北向直線飛行;特定條件下亦可根據地形走向與專業測繪的需要，按南北向或沿線路、河流、海岸、境界等任意方向飛行。平行于攝區邊界線的首末航線一般敷設在攝區邊界線上或者邊界外;旁向覆蓋超出攝區邊界線，一般不少于像幅的30%，確保目標攝區完全覆蓋。

3.4 像片控制點測量

（1）測區像片控制點采用網絡GPSRTK技術施測，一般情況下均為平高點;（2）選用的像片控制點的目標影像應清晰，易于判別和刺點。像片控制點布設應在航向及旁向重疊5～6張像片范圍內，控制點要盡量共用。根據測區的地形條件，按區域網布設，區域網的大小一般控制在8航線，12基線，在區域網的四周進行控制點的布設。一般情況下每平方公里1個點，盡量均勻分布;（3）區域網之間的像片控制點應盡量選擇在左、右航線重疊的中間，相鄰區域網盡量公用。當測區范圍受地形條件限制，有凸凹時，應在凸角處增補控制點。

3.5 相關數據的預處理

隨著傾斜攝影測量技術的不斷完善，攝影測量處理軟件技術也不斷地發展和更新，通過傾斜批量自動建模軟件，是基于圖形運算單元GPU快速三維模型的構建軟件，通過攝影測量原理，對獲得的傾斜影像、街景數據、照片等數據進行幾何處理、多視匹配、三角網（TIN）構建、自動賦予紋理等步驟，最終得到三維模型。該過程僅依靠簡單連續的二維圖像，就能還原出最真實的真三維模型，無需人工干預便可以完成海量城市模型的批量處理。通過多節點自動建模軟件來完成建模任務，具體流程如下。數據導入：指定數據存放的路徑、焦距、像幅等參數，將數據導入軟件;自動空三解算：根據圖像之間的重疊，自動搜索同名點，進行自動空間三角解算;構建TIN網格：根據空間三角解算、幾何處理、多視角匹配等自動構建TIN網格;自動貼圖：自動賦予貼圖，構建三維模型;模型后處理：通過疊加分類圖層，將模型單體化并賦予屬性信息，同時創建LOD，進行優化，生成3DML數據格式。

4 總結

經過前文分析我們不難發現，航空傾斜攝影的應用可以真實地將地物情況反映出來，同時現在我國的定位技術已經十分成熟，可以直接在圖紙上代入準確的地理信息，大大豐富了影像信息，實現了更為高端的用戶體驗，這樣一來，各項測繪工程的工作開展都將會大受其利。結合其配套軟件的應用，就可以直接測量對象的高度、長度、體積以及坡度等要素，在未來，其應用范圍會不斷拓展，給我國的測繪工程的開展做出更大的貢獻。

參考文獻

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