探析傾斜攝影在水利工程測繪中的應用

◎虞道祥 江門市科禹水利規劃設計咨詢有限公司

隨著我國經濟水平的不斷發展，水利工程也擁有了越來越廣闊的建設范圍。在水利工程測繪中，以傾斜攝影為代表的諸多先進技術，均已得到了非常廣泛的運用。傾斜攝影是通過將無人機與傳感器進行互聯的方式，使數據得到快速且準確的采集，以此來為水利工程的建設打下牢固的基礎，使相關工作的開展能夠更加有序的技術。此外，傾斜攝影還能夠讓水利施工更有目的性和針對性，將施工的具體流程進行明確，確保水利工程項目能夠順利竣工。

1.傾斜攝影應用優勢概述

傾斜攝影強調通過無人機空中攝影的方式，對地形數據進行采集，在此基礎上，利用現有技術對采集所得數據進行處理，得到符合現場情況的三維模型，為水利工程提供完善的參考數據，在保證工程建設質量的前提下，對建設速度進行提升，確保水利工程可創造出更為可觀的社會與經濟效益。測量流程可被概括如下：采集基本數據—分析并處理數據—建立三維模型—開展測圖工作—全面檢核精度—提交測量成果。

事實證明，該技術的優勢主要體現在以下方面：其一，傾斜攝影能夠獲得建模所需原始數據，確保技術人員能夠更好地了解到測繪現場的地形狀況。其二，該技術能夠為技術人員提供更加全面的數據，通過對側面細節進行補充的方式，使人工模仿在真實度方面所存在不足得到彌補，最大程度縮小三維模型和現場情況的差距。其三，在提升工作的質量和效率方面，該技術同樣具有突出表現，通常只需1d時間，便能夠獲得1km2的數據。其四，該技術對外界環境和天氣所提出要求相對較低，可通過減少人力資源投入、有效控制飛行周期的方式，對飛行成本進行降低。每架無人機都能夠搭載多個攝像設備，在架次相同的前提下，傾斜攝影所獲得影像數據往往較常規航攝更為豐富。在后期處理環節，技術人員可利用相關軟件對數據進行批量處理，這樣做既能夠提升工作速度，還可以避免儀器出現不必要的損耗。其五，技術人員可借助傾斜攝影的靈活性，在任何時間地點開展測繪工作，實現泛在測繪。

2.傾斜攝影水利工程測繪應用要點

傾斜攝影測量的優勢，主要是能夠快速獲得不同視角的數據，其中，既包括垂直數據，還包括傾斜數據。空中三角測量相關軟件不具備分析傾斜攝影數據的功能，要想使該技術發揮出應有作用，關鍵是要對以下內容引起重視：

2.1 基礎數據采集

由傾斜攝影所制作數據均為基本技術數據，換言之，對水利工程而言，只要獲得了傾斜攝影數據，技術人員便可通過模型對DOM、DEM等輔助數據進行提取。另外，對傾斜攝影數據進行處理時，技術人員還可以根據工程需求，導出數據對應點云或圖像，以此來降低日后工作的難度。

現階段，傾斜攝影大有取代航空攝影和衛星遙感之勢，作為常規測繪技術，航空攝影的不足在于其手段單一，不能對圖像進行高精準度的采集與分析，而衛星遙感的劣勢主要體現在時效性和圖像分辨率方面。傾斜攝影有效規避了上述問題，通過和傳統攝影相結合的方式，在確保質量的同時提高數據的精準程度，基于傾斜攝影數據所構建三維模型，使測量結果以更為直觀的方式被展現了出來，這對水利工程的有序推進具有重大意義。

2.2 攝影狀態調整

要想使傾斜攝影優勢得到充分發揮，關鍵是要對攝影狀態進行及時調整，當無人機處于低空飛行狀態下，可進行高清拍攝，此時，無人機所采集數據的分辨率可達到約2cm。除特殊情況外，無人機所設置地面分辨率均為5cm，確保每日所測繪面積均能夠達到1km2。若地面分辨率可提高至2cm，通常能夠最大程度保證經過處理所得模型視覺感和現場一致，這對日后水利決策的制定具有重要意義。在得到三維模型后，技術人員便可以利用現有軟件，根據工程要求完成模型量取和立體測圖的操作。事實證明，對可視性良好的三維模型加以運用，可使決策人員產生身臨其境之感，由此所制定決策自然更加科學。

2.3 實現泛在測繪

早在上世紀五十年代，測繪領域就已對POS和TBS技術與測繪工作進行了結合，在確保測繪精度及速度得到顯著提高的基礎上，逐漸減弱自身對專業理論所具有依賴性，相關人員只需具備對無人機進行操作的能力，便可獨立完成生產測繪數據的工作。對航測數據進行處理的工作，正隨著軟件平臺的升級而朝著自動化方向邁進，技術人員只需提前設置相關參數，便可確保后續工作按照既定流程開展，泛在測繪的設想隨之實現。

2.4 工作注意事項

在利用傾斜攝影技術對水利工程進行測繪時，技術人員應對以下內容引起重視：首先要確保圖像為符合測繪要求的彩色圖像，并且清晰度滿足要求。其次要保證利用傾斜攝影所采集影像數據的分辨率達到行業標準，避免由于分辨率過低而對施工造成影響。再次是要注意無人機的航向重疊問題，杜絕所獲取數據不符合要求的情況出現。最后是要最大程度提高圖像的清晰度和辨識度，保證無模糊圖像存在，為后續工作的有序進行助力。如果航飛過程中，受無人機自身因素或外界因素影響，導致局部區域缺少影像覆蓋或是相片質量不符合要求，則需要第一時間進行補拍，根據原定航線及相關參數，完成漏洞填充工作。此外，在測繪工作正式開始前，技術人員還要對無人機的拍攝鏡頭進行檢查并調整，確保無人機能夠對各個方位進行拍攝，杜絕拍攝死角和拍攝盲區出現。

3.傾斜攝影實際應用案例

作為輸水工程的重要節點，某水利工程計劃使用7臺雙吸離心泵完成建設工作。在對施工方案進行設計時，技術人員預估該工程每日輸水量的平均值為50萬噸，需要同時為3個市區提供水源。對工程現場進行測繪時，技術人員決定采取傾斜攝影結合BIM技術的策略，在獲得立體地形圖的前提下，對工程地點的地形地貌進行全方位了解。

測繪過程中，技術人員以工程實際情況為依據，使用無人機對工程數據進行了采集。此次測量區的面積在0.5km2左右，共拍攝了大約3000張的照片，其重疊度約為90%。隨后，技術人員選擇利用現有建模軟件，對測繪數據進行處理，并對工程進行三維建模，這一環節的任務，主要有水利工程的特征點的提取、影像資料的匹配以及數據的運算等。在獲得三維模型后，技術人員便結合模型所傳遞信息，對工程中存在的問題進行發現并及時解決，為實際施工提供有效的參考。

在這次水利工程項目的測繪工作中，技術人員利用傾斜攝影技術，在對原始信息進行采集和提取的基礎上，通過軟件對數據進行整理，通過建模的方式，使工程測量懸停精度得到嚴格控制，在三維模型的輔助下，后續施工得以有序開展。由此可見，將傾斜攝影用于水利工程測繪是大勢所趨，這樣做所帶來的好處，可被歸納為以下兩點：一是在水利工程中，該技術能夠提升水資源的管理應用能力，使各項信息的精準度得到保障。將傾斜攝影與信息技術結合，可提高施工方案的合理性，而高清攝影與衛星定位技術的加入，更是在極大程度上加強了水利工程測量結果的準確性。二是傾斜攝影能夠提高測繪工作的效率，該技術不僅操作簡單，所獲取數據也有著較高的精準度，操作人員無需進行后續拍攝，只要使用信息技術就可以對采集到的數據進行處理。另外，根據傾斜攝影數據所創造出的立體模型，較其他模型更具真實感，這點同樣需要引起重視。

4.結論

傾斜攝影強調通過無人機所搭載多個攝像頭進行多角度拍攝，并借助計算機技術對原始數據進行處理，從而獲得立體的地理數據信息，以完成測繪工作，為后續工作提供有效的原始數據。利用該技術對水利工程進行測繪，可對原始數據進行采集，但要注意在采集過程中對攝影狀態進行及時調整，從而有效提高工作效率。此外，還要對無人機的航線重疊問題引起重視，確保圖像的清晰度、原始資料的分辨率均符合相關要求，只有這樣才能夠讓測繪工作達到應有的效果。