研究無人機傾斜攝影技術在公路勘察設計中的應用

恩主

摘 要：針對無人機傾斜攝影技術在公路勘察設計中的應用問題，采取實例分析的方法，展開具體的論述，提出勘察設計優化的策略，共享給相關人員參考借鑒。經公路勘察設計實踐檢驗，堅持高效率準確化思路，積極引入無人機傾斜攝影技術，通過航拍的方式，采集數據信息，可提高勘察作業的效率，為設計工作的開展提供高質量的數據信息，保障勘察設計工作落實到位。

關鍵詞：無人機傾斜攝影技術;公路;勘察;設計

傾斜攝影技術指的是相機主光軸和地面的垂軸存在一定的傾斜角時組織開展的航拍攝影。根據光軸傾斜進行劃分，主要為垂直影響和輕度傾斜影響、高度傾斜影像、水平攝影影響。隨著技術水平的不斷提高，測量測繪影像的清晰度更高，同時數據信息的準確性也比較高。

1 案例概述

以某公路改擴建項目為例，采用無人機傾斜攝影手段，輔助公路勘察與設計，為項目提質增效和降低成本提供技術支持，并且積累了豐富的技術應用經驗。現結合技術的具體應用，進行技術應用的分析。

2 無人機傾斜攝影技術的具體應用情況

2.1 三維重建技術

從傾斜攝影數據采集作業實際來說，使用的無人機很多，本次工程測量作業中使用的是大疆精靈Phantom4 Pro。對數據進行處理，具體為影像匹配處理、控三加密計算、密集匹配處理、三角構網以及紋理映射。借助自動化處理軟件，能夠減少人為因素的干擾，并且自動化水平很高。

2.2 數據采集

無人機傾斜攝影作業期間，配置的相機為FC6310S，相機鏡頭的焦距為8.8 mm，像元尺寸設置為0.002 41 mm;CCD尺寸設置為13.2×8.8 mm;航高為80 m。根據計算公式，獲得地面分辨率結果為2.19 cm。組織航飛作業前，完成現場踏勘，明確整個航攝作業的范圍，選擇平坦沒有遮擋的交點位置設置控制點，按照測圖的比例尺來選擇設置密度，同時做好均勻性控制，采集記錄工程坐標。本次作業地面站使用的是AItizure軟件，設計了垂直、傾斜總計5條航線，設計航向重疊率為80%，設計旁向重疊率為70%。若電池耗盡，則會自動回歸標記點，完成電池更換之后可以自動繼續沒有結束的航線。完成拍攝作業后，對數據信息的完整性和準確度進行檢查，如果發現存在遺漏部分或者影像模糊問題，則需要組織補飛，獲得完整的數據信息。

2.3 數據處理

將航拍采集的影像資料，導入到處理軟件，進行參數的檢查和補充。完成控制點信息的輸入，同時對照外業的控制點位置，在影像資料中精確刺點，使得各個航線上的照片都有控制點標記，經過檢查沒有誤差后提交控三計算。經過解算之后，檢查控三關系模型，保證坐標軸方向正確，開展實景模型的重構，并且導出各類數據。

2.4 數據的精準度分析

采用傾斜攝影技術手段，能夠快速獲得測區內地面信息，構建實景模型之后，能夠計算獲得土石方量與土石比例數據等。作業中對5處深挖工點，開展實景模型的構建和土石方計算，以工點1為例，分析經過空三解算后的成果精度。從此工點的情況來說，計算區域面積大約為21 513 m2，設置7個定向點以及7個檢查點。按照《數字航空攝影測量空中三角測量規范》，采取定向點與檢查點檢驗模型的精度，分析測量結果的精準度。通過計算，定向點的平面中誤差結果為0.021 2 m，高程中誤差結果為0.023 8 m;1：500平地平面定向點中誤差最大限差結果為0.13 m，高程中誤差最大限差結果為0.11 m，計算結果可以達到規范中1：500比例尺的限差標準。通過計算，檢查點平面中誤差結果為0.120 8 m、高程中誤差結果為0.117 1 m;1：500平地平面定向點中誤差最大限差結果為0.17 m，高程中誤差最大限差結果為0.14 m，可以達到規范中1：500比例尺的限差標準。

3 無人機傾斜攝影技術在公路勘察設計中的應用策略

3.1 明確外業流程，把控測量質量

確認航飛的區域：技術操作時，事前獲得測區的KML文件或者四角坐標，在谷歌地圖上圈出測區，并且進行測區情況的分析，要求滿足1：500免像控高差在適宜的范圍，高差與航高比≤0.3，即設計航高為250 m則地形最高點和最低點高差不超過75 m。

制定航飛方案。根據技術標準，航飛作業應該按照風向開展，使得無人機保持良好的飛行姿態。假定飛行航線為南北向，那么要求飛行區域東西向應該超出測區范圍一條航線，并且南北向應該超出測量區大約3張影像的距離。

相機的布置。開展航拍作業時，相機需要設置為S模式，即快門優先模式，快門速度需要大于1/1 000 s。若光線條件比較好，則設置為1/1 250 s或設置為1/1 600 s。對于ISO值得，要求結合現場光照條件設置，若為晴天的正午建議將參數設置為ISO200;若為陰天的正午建議將參數設置為ISO400;若為夏季晴天的傍晚則將參數設置為ISO1000;若為夏季陰天的傍晚則設置為ISO800z。做好參數的精準設置，切實保障作業的質量[1]。

像控點的布置。對于像控點靶標，選擇的是方形靶標。將像控點靶標的邊長大小，控制為大于等于1 m。地物特征相控建議選擇影像上可見的特征地物;在地物的選取時應該選擇相對明顯的直角或鈍角進行測量，不建議選擇銳角。嚴格按照外業操作流程和要點，做好每個細節的把控，最大程度上保障測量數據信息的質量，為公路勘察設計工作的開展與落實提供支持[2]。

3.2 做好內業數據的處理

從無人機傾斜攝影技術的應用實踐來說，若想為公路勘察設計提供高質量的數據信息，要求做好內業數據的處理。使用專業的軟件，進行三維建模和數據處理。將獲得的數據成果以及控三成果，導入到模型修飾軟件，開展模型修飾作業。對于內業模型修飾，可以直接對照原始影像勾勒交互式建模，轉變傳統的作業方法，不需要佩戴立體眼鏡，能夠自動檢索不同角度的影像，能夠在不同的表面實現推入和拉出等布爾運算，實現結構物的快速操作，同時能夠達到測圖級精度成果，同步完成測圖以及建模[3]。在進行處理時，嚴格按照內業操作的標準與規范，精細化控制每個環節和操作，實現技術的應用價值，保障無人機傾斜攝影技術的應用效果。

3.3 做好數據精準度的分析

從無人機傾斜攝影技術的應用實踐分析，若想為勘察設計提供準確度較高的數據信息，要求做好內外業測量作業的數據信息質量控制。在實踐中對采集的數據信息開展精準度檢查和分析，把關每類數據信息的質量，滿足多樣化需求。技術人員要認真履行職責，圍繞航測作業全過程實施質控，保障公路勘察設計的質量，為后續施工作業的質控提供保障[4]。

4 結語

綜上所述，無人機傾斜攝影技術的應用，對提高勘察設計的質量，起到積極的促進作用。文中結合實例，分析了技術應用的關鍵點，同時提出明確外業流程，把控測量質量;做好內業數據的處理;做好數據精準度的分析等建議。

參考文獻：

[1]李紅梅，孫煒，李松.無人機傾斜攝影技術在公路勘察設計中的應用[J].地理空間信息，2021，19（2）：30-32+6.

[2]相詩堯，徐潤，張常勇，等.基于無人機傾斜攝影技術的高速公路邊坡三維重建[J].中外公路，2020，40（5）：10-12.

[3]秦超紅.基于傾斜攝影技術的土方算量在公路工程塌方路段的應用研究[J].工程建設與設計，2020（10）：271-272.

[4]賈巧志，陳文.BIM+無人機傾斜攝影技術在道路設計土方工程量計算中的應用[J].價值工程，2019，38（1）：131-134.