無人機傾斜攝影測量技術在水利工程中的應用探究

董波

中國水電建設集團十五工程局有限公司 陜西 西安 710000

1 無人機傾斜攝影測量特點

1.1 時效性高

傳統的測量技術主要以測繪人員外業采集數據為主，測繪周期長，獲得的成果精度也較低，效率低下。無人機傾斜攝影測量技術的應用能夠快速、高效、全面獲取地理信息。

1.2 技術先進，精度較高

無人機傾斜攝影測量技術采用了各類高精度數字化成像儀，低空分辨率可達到厘米級，可以獲取頂部和側面的紋理信息。影像匹配精度高，可以獲取高精度的同名點，實現全自動高精度三維建模。

1.3 經濟效益較為顯著

由于無人機傾斜攝影測量技術充分融入了網絡技術、通信技術等各項內容。顯著降低了大量的外業工作量，有效縮短了工作周期，降低了測繪成本，同時能夠獲取更大范圍的影像數據，與傳統的測繪技術相比，無人機傾斜攝影技術提高了社會經濟效益[1]。

2 無人機傾斜攝影測量的原理及流程

2.1 無人機傾斜攝影測量原理

無人機傾斜攝影測量技術基本原理是無人機飛行平臺上搭載航測系統，從垂直、傾斜等不同角度獲取地面影像，以及影像的IMU以及GPS信息數據，在獲取外業影像數據后，采用空中三角加密測量的方式對其進行處理，得到像片加密點大地坐標及像片的外方位元素。再把不同攝站影像數據進行拼接和校正，消除其中的影像畸變差，利用計算機軟件生產4D產品及三維模型。

2.2 作業流程

2.2.1 航攝準備及實施。航攝實施前應進行航攝準備，進行航線、航高、重疊度等航飛參數設計，現場實施無人機測量前，需要在測區范圍內由人工布設像控點，并測量像控點坐標。設置好無人機飛行參數后，對測區進行攝影，采集影像信息。

2.2.2 空中三角測量加密。將無人機采集到的像片上傳至專業處理軟件，導入像控點坐標。選中其中一個像控點，在像片中查找含有該像控點的像片并一一刺點。當所有含有像控點的像片刺點完成后進行空三處理?？杖幚硗瓿珊?，檢查空三處理結果，直至全部像控點空三處理合格。

2.2.3 三維建模?？杖幚砗细窈?，利用專業建模軟件開始自動三維建模，生成DSM/DOM模型。

2.2.4 質量檢查。實景三維模型生成后，在三維模型中提取特征點三維坐標，與現場RTK測量的三維坐標進行比較，判斷模型的精度及準確性[2]。

3 應用案例及分析

3.1 案例應用

該項目測區范圍較大，以灌木林山地及河灘地形為主，測區平均高程350m。采用大疆精靈4Pro小型多旋翼高精度航測無人機，具備厘米級導航定位系統和高性能成像系統。按照航線規劃飛行，共獲取傾斜多視影像2000余張。像控點布設及測量國家標準執行，平面控制采用GNSS系統進行，高程控制采用四等水準測量。

3.2 精度評估及分析

為驗證基于無人機傾斜攝影測量實景三維模型精度情況，提取實景三維模型特征點與現場實測特征點三維坐標進行比較，其誤差統計見下表1。

經比較得知，6個平面特征點坐標誤差最大的為Δx=8.2cm、Δy=6.8cm，高程最大誤差為6.9cm滿足規范要求[3]。

4 結束語

應用案例表明：無人機傾斜攝影測量可以在適當條件下取代傳統的測繪工作，其具有操作簡便、速度快、采集信息量大、經濟等優點，4D產品以及三維模型可以廣泛應用于水利工程中進行壩面裂縫監測、高邊坡監測、工程規劃、施工、竣工測量等，因此它的應用前景更加廣泛。