低空無人機傾斜攝影測量成果精度研究

楊莎莎

（貴州省第二測繪院，貴州 貴陽 550004）

在建筑測量質量管理的過程中，質量控制是測量質量的重要保障環(huán)節(jié)，為了保證建筑測繪的精準無誤，嚴格有效的質量控制是非常具有必要性的。如今人們對于質量控制的關注程度也有所提高，對于質量控制的考慮更加全面。

1 無人機低空攝影

1.1 試驗數據介紹

試驗區(qū)為某公共建筑，地勢平坦，植被遮擋較少，適宜攝影拍照。地理坐標為北緯28°15′38″～28°17′17″，東經113°5′5″～113°6′55″。根據測區(qū)情況，相對航高設計為150m，地面采樣間隔0.08m，航向和旁向重疊度均為65%。

1.2 平臺及傳感器參數

本次采用四旋翼無人機，搭載SONYICLE-QX1 相機，無人機參數見表1。飛行高度150m，地面分辨率8cm，作業(yè)時長30min左右，試驗布設14 個像控點。無人機在實際作業(yè)中可以有效減少控制點的布置，間接提高工作效率，通過連接CORS 基站，避免獨立建站影響工作效率。

表1 無人機參數

2 航片內業(yè)數據處理

2.1 影像匹配

影像匹配主要通過SIFI 特征匹配算法建立不同像片之間的聯系，影像匹配流程如圖1 所示。

圖1 影像匹配流程

2.2 影像預處理

使用Photo scan 對所拍攝圖像進行處理、拼接和分析。軟件利用圖像和系統中相關的POS 數據，使用空中三角測量算法對光束法區(qū)域網平差進行自動化的控制點加密，利用動態(tài)結構算法使重疊部分的同名坐標相匹配，對圖像進行拼接，拼接完成后對當前圖像進行一定的裁剪以滿足觀測需求，裁剪為正射影像圖。

2.3 影像分析

當前的圖像含有地物類，所以在分類方式中選取傳統的監(jiān)督分類，其中涉及的類別有建筑及空地。通過不同的訓練樣本對分類器進行訓練，通過對比選擇了相對于抗噪能力突出、學習時間短且能夠針對小樣本學習的向量機模型對地物進行分類。

3 精度評定

相關小組將研發(fā)配套相關地理信息的物聯網傳感器平臺，通過IOT 系統為基礎，使無人機的監(jiān)控信息和在線傳感器的信息進行融合，根據分析情況發(fā)出預警。校對相機進行拍攝，同時針對地形進行多點采樣。包括無人機、物聯網技術、傾斜攝影技術和人工測量等等多方面共同協調，完成對地形的全面高效的測量，使整個測量系統具有全時段特點，使系統的適用性和準確性更加突出，相比以往傳統的采樣手段在時間和空間層面更加具體、形象，大大提高了相關的精度效率，無人機傾斜攝影技術在地形測量中的應用具有創(chuàng)新意識，同時具有廣泛的實用意義。三維建模完成后，模型結果如圖2 所示。

圖2 實景三維模型

通過地形的提取結果進行分析得出，以向量機為基礎的監(jiān)督分類方式對地物的提取有著極高的實用性，對無人機監(jiān)測地形區(qū)域有著指導意義。無人機通過安裝高分辨率相機，對實驗區(qū)域內的地形情況進行了精準的拍攝，使用Photo scan 軟件在無人機拍攝中，可以實現影響的高效處理。在最后進行影響分析時，以向量機為主的監(jiān)督分類方式精確高效的對地形所在區(qū)域進行高效提取，提取的準確率為94.68%。各成果精度統計如表2 所示。

表2 各成果精度統計

4 低空無人機傾斜攝影測量成果精度

在建筑實際測量中，測量人員的技術水平與專業(yè)素養(yǎng)在很大程度上影響著建筑的測量質量，為此，在測量能管理中，一定要加強測量人員的管理。確保測量人員有著合格的技術水平以及專業(yè)素養(yǎng)，以此為建筑測量奠定良好的基礎。此外，在測量過程中，測量單位還要注重加強對測量人員的培養(yǎng)與培訓，不斷提高測量人員的技術水平與專業(yè)素養(yǎng)。測量管理制度的完善關系著建筑工程測量階段管理，為確保建筑工程工作的有效開展，以及在保證測量質量的基礎上提升測量效率、降低測量成本、縮短測量工期，需要完善測量技術管理制度，在制度的基礎上加強建筑工程測量技術管理。另外，管理制度還可以對相關人員進行監(jiān)督，確保相關人員具備積極的工作態(tài)度。

5 測量現場管理

重視測量現場管理，從以下幾方面進行：首先，測量人員學會進行自主學習，學習測量過程中所用到的測量技術理論知識和測量設備的實際操作，這樣才能確保測量過程中機械設備操作順暢，減少測量現場的不確定性；其次，測量管理人員要加強對測量現場的分析，對于測量現場中可能會影響工程正常測量的因素要提前制定相應的應對措施；最后，測量管理人員要加強管理方式的細致性，對于測量技術和測量設備有一個準確的了解，進而可以及時發(fā)現并解決測量現場中存在的問題，強化測量管理工作的效益，保證測量現場的安全性。

6 全數控制

由于建筑測量工作具有一定的特殊性，在進行控制的過程100%的控制率是極其必要的。建筑測量工作每件都具有獨特性，同時由于不同建筑測繪的具體情況不同，包括地理形態(tài)、自然特征、水深等等方面都不盡相同，抽樣控制對于此類設備意義不大。在進行建筑測量工作的控制過程中不會對設備造成破壞，可以實行全數據控制，進一步保證了測量精準度。建筑測量工作不同于一般的測量工作，在進行相關控制的過程中需要更加注意控制的準確性、全面性。

7 結語

無人機傾斜攝影技術在實際對地形的定位和應用中有著靈活準確的特點，同時在小范圍監(jiān)測區(qū)域內顯示出極強的效率，在未來的環(huán)境監(jiān)測工作中，無人機傾斜攝影技術有著不可替代的優(yōu)勢。本次研究中，無人機傾斜攝影技術通過在地形覆蓋區(qū)域內的快速提取的過程顯示出技術的實用性和高效性，通過監(jiān)測得出的數據可以幫助在地形的防范工作上更加高效和準確，為防治地形提供了準確的數據基礎，隨著科學技術的發(fā)展，無人機的監(jiān)測技術也會在未來更加實用。本文通過對無人機傾斜攝影技術在地形測量方面的研究，表明該測量技術精度較高，具有普遍實用性，具有推廣潛力。