無人機航空攝影測量技術在工程測繪中的應用

孟大鵬

（山東省第一地質礦產勘查院，山東 濟南 250109）

隨著現代化建設進程的不斷推進和智慧城市建設步伐的加快，在精細化管理和規劃建設發展中，大比例尺地圖的使用意義愈發突出，此外伴隨低空無人機攝影測量技術的發展和完善，為后期各項工作的開展提供精準化數據的同時，對從事相關工作的同行也提供了重要參考依據，成為了現階段推動國家可持續發展的重要戰略手段，而作為我國重要的基礎民生工程，工程規模和數量在持續增加的同時，將無人機航空攝影測量技術實踐其中，是當前推動產業可持續發展的重要戰略基礎[1]。

1 工程測繪中無人機航空攝影測量技術的實踐意義

在信息化產業時代背景下，與傳統航測遙感技術相比，無人機航空攝影測量技術在打破傳統測量局限性的同時，還能從不同角度快速、高效地進行數據收集工作，為土地資源實際使用情況的搜集奠定了良好基礎[2]。簡單來講，所謂的“無人機航空攝影測量技術”本質上而言其實就是一種現代化測量技術手段，即通過將五個電子攝像傳感器設備安裝在航空飛行器中部，從而讓飛機在飛行過程中能多角度、多方向對目標區域進行攝影來進行相關圖像的采集，高真實性、高性價比以及高效率是傾斜攝影技術的顯著特點，在操控過程中為確保后期數據采集的精準度，工作人員需記錄好飛行器航速、航高、坐標等有關參數，最后對收集到的信息進行分析和處理。

傾斜無人機航空攝影測量是現階段土地資源測量中常用的監測技術，與傳統測量手段相比，在一定程度上不僅確保了測量數據的精準度，與此同時也保證了后期工程建設的安全性、穩定性和合理性，最終為預期建設作業目標的達成奠定了良好基礎[3]。

經大量調研數據分析可知，傾斜攝影是近年來建筑企業為改善當前地質勘查作業現狀而研發的一種現代化技術手段，將其應用到水利工程測繪作業中，通過獲取同一地區多組重疊影像圖，由此為用戶提供最真實、最客觀且最全面實景圖像的同時，還能夠真實客觀地反映出實際地面信息，最主要的是滿足了快速成圖及經濟性需求。就目前來看，在現階段無人機航空攝影技術廣泛應用的新市場經濟常態下，數據處理的高效便捷性也是低空無人機航拍攝影技術的主要應用優勢。

2 無人機航空攝影測量在工程測繪中的實踐應用

2.1 準備相關資料來處理數據

在水利工程測繪作業過程中，由于作業的復雜度，因此為確保傾斜無人機航空攝影測量應用效益的最大化發揮，基層產業機構和相關部門在具體操作過程前，需搜集和整理工程項目涉及的各項數據資料，為后期各項作業的順利開展奠定良好基礎。

在對數據進行處理時，為確保數據處理的準確性、科學性和有效性，相關部門工作人員再具體操作時，需做好如下工作，即一方面通過掃描各種不同類型的圖紙獲得矢量化數據，并根據具體情況完成相應賦值；另一方面在轉化矢量數據時，工作人員需對矢量數據格式進行統一化調整，由此在妥善處理投影變換和拓撲關系的基礎上，建立精準地遙感模型，此外為確保數據獲取的精準度，部門還需對航攝設備進行全面系統化檢查[4]。

2.2 做好實景三維建模提高監測精準度

在當前水利工程測繪作業過程中，由于某些不可控因素的影響，傾斜無人機航空攝影測量在應用過程中其監測數據或多或少都將受到一定影響，而為有效解決上述問題，基層產業機構和相關部門需在結合當地地質相關資料的基礎上，做好實景三維建模，以此在妥善處理監測過程中各種問題的同時。

具體而言就是工作人員需將通過無人機航空攝影測量技術獲得的數據需要導入Context Capture三維建模軟件中對數據進行轉換處理，利用轉換好的數據生成實景三維模型并實現正射影像。

2.3 數據采集

2.3.1 航飛情況

在進行航飛過程中，為確保測量數據采集工作的科學性、合理性和規范性，工作人員需按照地形圖比例要求繪制精度要求，結合被測地區建筑物特點，科學合理地設置地面分辨率、航飛方向，以此在確保航飛過程中相關數據獲取的可靠性和全面性的同時，為后期數據處理工作的順利實施奠定良好基礎。

2.3.2 傾斜攝影數據情況

在進行航飛拍攝過程中，工作人員需確保拍攝的影像圖片數據符合測區測量所需，沒有出現任何疏漏和缺失的情況；影像清晰度較高，且色調較為均勻；影像邊緣均勻。

2.4 影像數據成圖

實現對被測區域的三維建模、糾正畸變差等數據采集工作，將測得數據導入數據處理軟件，生成工程文件，由工作人員進行點線面的繪圖工作，在影像數據成圖過程中需要對不同傳感器采集到的數據賦予圖層屬性信息。

2.5 水利工程測繪中的具體應用

在進行水利工程測繪過程中，多視影像聯合平差和多視影像密集匹配是無人機航空攝影測量的關鍵技術手段，其監測數據是否精準化和準確性不僅是相關部門了解土地資源使用現狀的重要依據，同時監測數據的精準度對于后期工程施工作業以及整體工程施工質量和施工效益而言具有重要影響，故此為達到預期施工目標，在應用攝影監測技術時相關工作人員還需做好如下工作，即：

其一，合理設置監測基準點。在攝影監測技術應用過程中，通過上述分析可知監測基準點設置的科學性、合理性與否，在很大程度上對工程施工質量和施工效率而言具有重要影響，為此在進行檢測基準點設置過程中，部門工作人員需在測量區域內獲取多個清晰度較高的圖像信息點，將其中測量點、控制點為坐門體系，實現三維、三加密控制。通常來講，在基準點設置過程中，為便于工作人員進行監測和拍攝，監測點通常設置成一條直線，與此同時為提高測量精度，基層產業機構和相關部門工作人員需利用全站儀野外實測其點位坐標及點位間距數據，并與內業測圖成果比較，采用高精度檢測中誤差計算公式進行精度統計；

其二，合理設置合理定位點。在進行定位監測點設置過程中，為提高檢測結果的精準度，定位監測點在設置時，除了保證監測點在同一直線以及均勻分布外，也可以采用強制對中墩提高測量精度。除此之外，在進行定位點監測設置過程中，監測部門的工作人員一方面需在將覘板安裝在變形監測點后，在拍照前先采用TCA2003瞄準棱鏡，保證攝影基線不變的情況下，然后在分析移動量，得到監測點的水平位移，以此來保證監測數據結果的準確性；另一方面針對模型變形較為嚴重或遮擋嚴重的界址點，調取原始影像，測定影像上的真實點位以確保采集精度。在DP Mapper中，旋轉模型使視角對準所采墻面，切換主影像，旋轉模型使視角對準相鄰墻面。切換副影像，主影像、副影像的輔助線對準同一墻角進行采集。

2.6 數據的處理

在無人機航空攝影測量技術應用過程中，數據處理工作對測量技術應用成效具有直接影響，而隨著近年來測量技術應用范圍的不斷擴大，為確保信息處理的有效性和科學性，在對數據進行處理時，為從根本上提高處理質量和處理精準度，工作人員可采取運動回復結構算法，并通過將其與計算機視覺與攝影測量學原理相結合，從而確保無人機航空攝影測量技術在使用時，即使缺少相機檢校參數，也能建立較為精準的三維模型來校正數據，以此來滿足后期工程的制圖要求。

除此之外相關部門還需基于三維模型地籍要素來進行數據的處理，即——五點方法、墻面取點求交以及房角點采集。

3 結語

簡而言之，加強土地資源的合理開發和利用已成為了當前建筑企業發展過程中亟待解決的關鍵問題，而水利工程測繪作業的有序開展，不僅有助于幫助相關部門了解土地資源實況，更能為后期工程整體施工的順利開展提供重要參考依照。