無人機傾斜攝影測量技術在工程測量中的應用

李相龍 竹山縣自然資源和規劃局

無人機航空測量技術是集GPS 動態定位技術、無人機技術、圖像融合技術等為一體的現代化測繪技術，與傳統的測量技術相比，該技術具有工作效率高、測繪精度高、成本低等優勢，逐漸被廣泛地應用各領域中，如工程測量、建筑竣工測量、礦山測量等。本文以無人機傾斜攝影技術為研究對象，分析其在工程測量中的應用效果，為推動該技術的發展奠定基礎。

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、無人機傾斜攝影測量技術的特點分析

（一）精準度較高

測圖成果以及模型的精準度，受到詳細相控點以及分辨率精度的影響。對于相機的分辨率來說，優于1.5 厘米精度越高，而相控點的精度則應該控制在2 厘米之下，這樣就獲得到成果點的精度可達百分之九十五，優于五厘米。

（二）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。

（三）機動靈活

和有人機相比較，無人機傾斜攝影測量技術，繼承無人機的優點，可以自由選擇起降的場地，應用靈活方便。此外，傾斜機和無人機的裝置體積較小，利于勻速和攜帶，利用普通家用的車輛就可以輕松的裝卸與運輸。

三、無人機傾斜攝影技術在工程測量中的應用

（一）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。

（二）航攝目標的確立

需要對作業區域進行實地踏查、調查，明確成果的精度控制指標，及測區范圍內是否包含禁飛區域，是否含有影像航攝的不利因素等。

（三）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。

（四）像控點位的選取

像控點應該布設在對比明顯的位置上，為了避免鏡頭畸變對影像失真度的影響，應該避免布設在采集區域的邊緣上。像控點還應盡量均勻分布并覆蓋整個測區，如測區布設條件不佳，應在傳統布點方式的基礎上，布設內部加密像控點，用以保證模型的精度。

四、內業數據處理

在完成外業影像數據獲取的基礎上，經過影像數據的預處理、空中三角加密處理等步驟后，需要對影像數據進行內業數據處理過程。將經過空三加密處理后的影像數據信息展開平面坐標計算，并將不同的影像數據在計算機軟件平臺中拼接，進一步展開同名像控點的轉點以及校正處理，將航拍過程中因無人機飛機顛簸等導致攝像機震動造成的影像畸變等消除，可以有效提高測量精度。將處理后的影像數據導入至相應的工程測量數據處理系統中，經過一系列的數據采集流程，再經過圖件整飾處理等步驟，就可獲得相應的工程測量成果圖件。為了分析無人機傾斜攝影技術在工程測量中精度，采用傳統的全站儀對部分特征點進行現場測量。

五、提升無人機傾斜攝影測量精準度建議

（1）整合視覺影像。無人機傾斜攝影測量技術在應用期間，可以進行垂直的數據采集，對數據信息訪問，因此，無人機傾斜攝影測量中涵蓋眾多圖像以及數據信息。在檢測中，利用傾斜三角剖分以及和傾斜管理的信息，能夠規范化去部署，但是需要注意的是應考慮到幾何的遮擋以及畸變問題。（2）注重誤差問題，選擇適合的優化舉措。在測量過程中，如果出現操作失誤問題就會引發誤差問題，導致斜攝影測量技術無法有效應用。詳細來說，斜攝影測量技術在應用期間，出現誤差以及解決舉措，包括以下幾個方面內容。首先，原始分辨率的不足，導致誤差問題出現。其次，空三加密出現的誤差問題。在Smart3D 進行自動化加密期間，相匹配的數據出現誤差，對精度帶來較大影響。最后，人工采集期間引發誤差問題。上述誤差問題的解決，必須強化作業人員的技能，依據多樣化角度對影像進行整體以及局部為的對比分析，儲備工作經驗，學習理論知識等，強化采集成果的精準度。

六、無人機傾斜攝影測量發展展望

現如今，無人機傾斜攝影測量技術在科技發展中取得了很大的成就，但仍需要完善軟硬件和行業規范方面的問題。對于硬件設備問題，需要加強無人機的續航能力，提高影像獲取的硬件支撐能力，進一步保障影像質量的有效性。對于軟件設施問題，增強數據加密和抗干擾能力，提高處理傾斜圖像的能力，保障數據信息的質量，以便從圖像中提取更多有用的信息。在行業監管方面，及時處理無人機使用和監督服務方面的不足之處，并提高無人機傾斜攝影測量技術的進步與發展。當前無人機傾斜攝影測量技術的應用范圍逐漸的擴大，并獲得更多人們的認可，隨著逐步的推廣與宣傳，現在，無人機傾斜攝影測量技術的專業化使得更多的人才能夠投入到現在的攝影測量技術的學習上，從而促進了無人機傾斜攝影測量技術的發展。

七、結語

綜上所述，通過無人機技術進行攝影測量工作，可以節省項目監測中人力與物理的支出，實現資源合理應用的目標，確保工作的效率，保障工作質量。