無人機傾斜攝影技術在工程中的應用

戴登園

摘 要：無人機傾斜攝影技術作為一種新型技術，在現代測量中發揮著重要的作用。本文對其具體應用進行了重點探究。無人機傾斜攝影技術具有廣泛的應用，具體體現在航線設計、地面觀測、GPS布設、數據處理以及質量控制等方面。傾斜攝影無人機以搭載的多組鏡頭優勢，可以對需要測定的目標進行多角度的拍攝，在提升信息密度的同時，也能使呈現的影像更為立體和直觀。

關鍵詞：無人機傾斜攝影技術;工程;應用

1無人機傾斜攝影測量技術

無人機傾斜攝影測量主要是通過無人機平臺搭載5鏡頭相機，同時從5個方向進行攝影，即通過1個垂直拍攝的鏡頭和4個傾斜鏡頭來獲取地表影像，實現大重疊度的多角度視角。拍攝像片時，飛機自動記錄飛行的有關參數，如航高、飛機速度、重疊度和曝光點的POS數據，根據這些數據對傾斜影像進行分析和整理。傾斜攝影過程中，無人機可同時拍攝5個角度的影像數據。在這個連續時段中，同一個地物可以在多個像片上找到其影像。內業建模人員可以根據地物多個角度的影像快速實現地物的結構分析，并且可以選擇眾多影像中最清晰的1張對其進行紋理制作。通過建立三維模型和紋理的自動映射，可以建立其與實地完全相似的立體幾何模型，為用戶提供實景三維數據，用戶可以獲得極高的體驗感，極大地拓展了無人機影像應用范圍。無人機傾斜攝影具有機動性強，靈活性高、經濟且快速等優點。航空攝影采用無人機平臺，能夠在小區域范圍內快速高效地獲取該區域高分辨率的空中影像，逐步擴大了超低空無人機的應用范圍，應用前景廣闊。對于國家航空航天監測體系而言，無人機無疑是一種重要的影像獲取手段，逐漸從實驗室階段過渡到實際應用階段。

2具體應用

2.1在地面觀測方面的應用

在測量工程中，地面觀測是其重要的工作環節之一。進行地面觀測時，不僅需要對地面的平面特征進行觀測，還需要對地面的狀態、存在的目標等進行觀測。傳統的垂直攝影在觀測時，往往只能從頂部入手，而無法觀測到其他的信息，如與地面高度方面的信息。傾斜攝影技術的多角度拍攝特征，可以獲知地面高度的變化。這些信息對于測繪人員來說具有重要的作用，通過為其提供高度信息，可以使測繪人員對地面不同高度的目標分析更為準確，也有利于提高其測繪分析的效率。

2.2在GPS布設方面的應用

在測量工程中，GPS布設也是其中關鍵的一環，有利于實現無人機攝像數據的同步，是提高工作效率和效果的重要途徑。想要實現這一目標，就需要對GPS布設的精度有著嚴格要求。在完成GPS布設后，接下來要做的工作便是接收信號，可以說信號接收是在完成GPS布設的基礎上進行的，目的在于更順暢地接收測繪方面的數據。無人機在接收信號前，首先應保障其具有充足的供電，對于傳統的垂直攝影方式而言，由于得到信息密度較低，需要擴大面積來完成對待測目標的攝影，無疑會延長攝影時間，因而需要無人機擁有更充足的供電。傾斜攝影是以多種攝影模組的形式存在的，可以用更少的拍攝次數來進行多角度的拍攝，大大縮短了攝影工作時間，能夠有效降低無人機在供電方面的壓力，擴大其攝影工作的范圍，讓GPS布設的工作效率提高到一個新的等級。

2.3在數據處理方面的應用

無人機在攝影完成后，需要對攝影采集到的數據進行處理和分析，從而為后續工作的順利開展奠定扎實的基礎。傾斜攝影技術與傳統攝影技術相比，能夠從多個角度來獲取等待測試目標的信息，有效增加了數據處理的維度，獲得更多的參考信息，大大提高了數據處理工作的效率和效果。此外，由于傾斜攝影技術搭載了預處理系統，可在攝影完成后利用這一處理系統來對數據進行初步處理，一些無效的數據能被有效剔除，大大提高了POS數據處理效率，使其精度和速度都提升到了一個新的高度。

具體來說，無人機數據處理使用的軟件共包括兩類，分別為Smart3D4.4.9、EPS2016三維測圖軟件。這兩種軟件具有不同的工作原理，如Smart3D軟件構建三維實景的模型和測區正射影像的數據來源于無人機影像;EPS2016三維測圖軟件則是根據測區正射影像、三維實景模型來進行三維的測圖。

相關工作者在處理無人機的影像前，首先要做的是對采集到的影像數據的處理工作，如篩選、剔除，將曝光度較高、成像模糊或重復的影像進行刪除處理，否則Smart3D軟件的處理工作將無法順利完成;其次，便是對像控點的處理，可將其刺在影像上，并對空中的三角測量加以處理。在進行這部分工作時，由于POS數據會自動寫進影像中，因此處理時無須再將POS數據導入，而是處理完像控點之后就可以進行空中三角測量的處理。此外，還可以從工程的實際需要出發，來對Smart3D軟件的參數進行設置，軟件便會自動構建;最后，利用EPS2016軟件讓二三維聯動起來對地形圖進行繪制。這樣的測量方法能夠提高測量的精度，降低地理環境對其的影響，提高其數據處理效率。

2.4在質量控制方面的應用

2.4.1數據獲取控制

無人機在攝影中獲得的數據較多，影響數據獲取的因素眾多，如攝影時間、角度、高度等。傾斜攝影技術由于能夠從不同的角度來拍攝，通過對其進行對比、分析，可以大大提高測量工程中的無人機成像質量。與此同時，通過預先設計航線，保障了所拍攝的影像質量，當其不符合測量方面的要求時，可以通過補拍的方式，來降低測量工程工作中的誤差。

2.4.2數據質量控制

數據質量對于測量工程來說至關重要，是決定其水平高度的重要因素。當無人機在拍攝完成后，POS可對GPS數據和拍攝的數據進行處理、分析，在此過程中，一些不連續的數據能夠得到有效的補充。傾斜攝影可以大大提高數據的處理質量，可以使相關的數據信息更全面、更精確，因此，數據與傳統垂直攝影技術相比，出現的不連續數據較少。與此同時，由于信息密度較大，也會大大提高數據補全工作效率。

結束語

著信息技術的發展，測繪技術也獲得了良好的發展機遇。將無人機傾斜攝影技術運用到測量方面，成為相關工作者關注的焦點。這一攝影技術由于具有快速、高效、靈活、成本低廉等優勢，使其逐漸成為測繪行業的新寵兒。將該技術應用到無人機上，實際上是通過做三維模型的方式，展現更為直觀、真實的待測目標。

參考文獻：

[1]韓健.無人機傾斜攝影技術在土方測量中的應用[J].工程技術研究，2020，5（06）：116-117.

[2]李博，徐敬海.無人機傾斜攝影測量土方計算及精度評定[J].測繪通報，2020（02）：102-106+112.

[3]吳維國，宋慶志，束慶波，魏茂榮.無人機傾斜攝影測量技術在復雜電力工程勘測中的應用[J].通訊世界，2020，27（01）：229-230.

（山西隆凱工程技術有限公司，山西 晉城 048000）