無人機傾斜攝影測量技術在工程測量中的應用

摘?要：無人機傾斜攝影測量技術在現代化測繪領域應用越來越廣，具有精度高、成本低、成圖快等優勢。文章分析了該技術在工程測量中的應用效果，無人機傾斜攝影測量技術獲得的特征點坐標與全站儀獲得特征點的坐標相對誤差均在±10 mm以內，說明無人機傾斜攝影測量技術在工程測量中具有較高的測量精度，精度能夠滿足工程基本需求。

關鍵詞：無人機傾斜攝影測量技術;工程測量;應用研究

一、 無人機傾斜攝影技術概況

無人機傾斜攝影技術是在無人機垂直攝影技術上發展起來的，早期階段主要用于建筑物外側面紋理信息的提取方面，在工程測量、礦山測量等領域的應用較少。無人機垂直攝影技術以無人機平臺為基礎，配置垂直攝影相機，即在攝影過程中僅能夠獲取垂直方向的影像數據資料。無人機傾斜攝影測量技術是在無人機垂直攝影技術的基礎上，搭載了傾斜攝影相機，即在航拍過程不僅能夠獲取垂直方向的影像資料，還可以獲取多方位、多角度的傾斜影像資料，有效避免了垂直攝影技術僅能獲得垂直方向影像數據的弊端，提高了測繪精度。此外，與無人機垂直攝影技術相比，傾斜攝影技術的操作更加簡單。

二、 無人機傾斜攝影技術優勢分析

1. 無人機傾斜攝影獲得的航拍影像分辨率更高。自北斗系統投入使用以來，我國的動態GPS定位技術快速發展顯著提高了無人機航拍影像數據的分辨率，有效提高了無人機傾斜攝影技術的測量精度。現階段無人機傾斜攝影測量技術的精度可達厘米級，在現代化大比例尺地形圖測繪、工程測量等領域的應用越來越廣泛，尤其是在測繪周期短、測量面積較大的測繪任務中更具優勢，如無人機傾斜攝影技術被廣泛應用于第三次國土資源調查等領域。2. 具有更高的影像數據獲取率。傳統的測量技術以經緯儀、全站儀為基礎，主要以測繪人員外業采集系統的測量點坐標為主，不僅測繪周期長，而且測量成本極高，最終獲得的成果精度也較低，即在一定時間段內獲取測繪信息的效率極為低下。無人機傾斜攝影技術是以無人機為平臺進行航空拍攝影像資料的，能夠在較短的時間內獲取大面積的測繪信息，有效減少了測繪人員外業采集測量點信息的工作量，在單位時間內獲取測繪信息的效率更高。3. 能夠應用在更加寬泛的測繪環境中。無人機傾斜攝影技術是以航拍影像數據為基礎，因此對測繪區域的環境條件限制較小。傳統的測繪技術在高山密林區域影像較大，主要體現在兩個方面：一方面，植被茂盛區域遮擋現象嚴重，嚴重阻礙了經緯儀、全站儀等采集測量點的數量，對測繪精度和工作效率影響較大;另一方面，高山密林地區地形地貌復雜多變，測繪人員無法到達指定位置，導致大面積測繪空白出現，最終降低了整體精度。無人機傾斜攝影技術是能夠獲得高分辨率的影像數據，通過一系列的數據處理過程可以有效剔除植被等影響，進而獲得更高精度的測繪成果圖件等。因此，無人機傾斜攝影技術能夠適用于更加寬泛的測繪環境中。4. 具有更高的社會經濟效益。無人機傾斜攝影測量技術顯著降低了大量的外業工作量，在較短的時間內能夠獲取較大面積的測繪任務，有效縮短了工作周期，與傳統的測繪技術相比，無人機傾斜攝影技術降低了測繪成本，提高了社會經濟效益。

三、 無人機傾斜攝影技術在工程測量中的應用

1. 測量技術工作流程。無人機傾斜攝影測量技術在工程測量中的應用流程與地形圖測量流程基本一致，首先需要結合測繪任務收集資料、對測量區域進行踏勘，進一步編制飛行計劃等，對檢查無誤的影像數據資料進行預處理等。2. 地面點控制測量。在執行飛行測量任務之前，需要結合測量任務以及測繪區域地形地貌、天氣狀況等制定飛行計劃，設計相應的飛行航線圖等，將無人機型號、航向重疊度、旁向重疊度、飛行高度等標注在航線圖中。完成航線圖設計后進行地面控制點布設工作，地面控制點測量是提高無人機傾斜攝影測量精度的關鍵技術關節之一，有利于確保無人機飛行過程中獲得整個測繪區域的影像數據。地面控制點的布設根據測量任務和地形地貌變化狀況適當調整布設，在地形地貌復雜或者測量精度要求更高的環境中地面控制點的密度相對較大，在地形地貌平緩區域或者測量精度不高的情況下，地面控制點的密度可適當放稀。此外，地面控制點一般布設在測繪區域四角，有利于不同影像數據之間的拼接，能夠提高影像數據的拼接質量。3. 空三加密測量。無人機傾斜攝影測量技術有效降低了測繪“空白”區域的出現概率，但仍不可避免地存在測繪“空白區”，如高大建筑物遮擋嚴重的區域等，導致局部的測量精度無法達到相應的精度要求。此時，需要進行空中三角加密測量，利用無人機航空拍攝過程中自動存儲的POS數據進行方位元素的計算預測，將遮擋因素等剔除進而獲得更加貼合實際現狀的數據信息，物建筑物紋理信息的提取等。

四、 結語

綜上所述，無人機傾斜攝影技術與傳統的測量技術相比，具有更加寬泛的使用環境，能夠有效降低測量成本、提高測量精度。文章以無人機傾斜攝影測量技術為例，分析了該技術在某工程測量中的應用效果，結果表明，在不考慮全站儀測量精度與誤差的前提下，采用無人機傾斜攝影技術測量得到的數據和全站儀測量得到的數據間相對誤差均在±10 mm以內，測繪精度符合設計要求。

參考文獻：

[1]楊國東，王民水.傾斜攝影測量技術應用及展望[J].測繪與空間地理信息，2016，39（1）：13-15，18.

作者簡介：魏曉南，河北省邢臺市柏鄉縣柏鄉鎮東路村167號。