無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用

文/孫銀博 中煤航測遙感集團(tuán)有限公司 陜西西安 710000

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，促進(jìn)了各行各業(yè)技術(shù)水平的有效提升，對于測繪工程行業(yè)也是如此，傾斜攝影技術(shù)搭載飛行平臺，可以獲得真實(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，在工程測繪工程中能夠發(fā)揮至關(guān)重要的作用。所以在測繪工程中，應(yīng)充分認(rèn)識到無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的重要性，科學(xué)、合理的運(yùn)用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，以促進(jìn)我國測繪工程的不斷發(fā)展。

1、無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)概述

早期的傾斜攝影技術(shù)主要應(yīng)用建筑里面紋理信息的采集方面，搭載的飛行平臺為有人飛機(jī)。隨著我國無人機(jī)技術(shù)越來越成熟，再加上匹配技術(shù)以及融合技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)應(yīng)用而生，其主要應(yīng)用于大比例尺地圖測繪中。傾斜攝影測量技術(shù)所搭配的航攝系統(tǒng)主要有三種類型，即HO1600、HO1300、HM2200，無人機(jī)主要由傾斜數(shù)字航空攝影相機(jī)、飛行管理系統(tǒng)、定位系統(tǒng)等等。其具體的實(shí)施流程如下：

圖1 無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)應(yīng)用流程

2、無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)優(yōu)勢

無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)具有諸多優(yōu)勢，具體主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是能夠從多角度，對目標(biāo)物進(jìn)行攝影，而且可以獲得目標(biāo)物的側(cè)面紋理信息，彌補(bǔ)了正射影像的不足，可以為三維數(shù)字城市建設(shè)提供更好的信息數(shù)據(jù)。二是無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)通過相應(yīng)的處理軟件系統(tǒng)的使用，實(shí)現(xiàn)單張影像的量測，獲得關(guān)于包括坡度、高度、面積等信息數(shù)據(jù)。三是傾斜影像的色調(diào)、紋理，相比于傳統(tǒng)測繪技術(shù)獲得的影響要清晰，有利于工作人員能夠更加清晰的看到目標(biāo)物的實(shí)際面貌。四是傾斜攝影技術(shù)要比GIS獲得的數(shù)據(jù)量小，便于數(shù)據(jù)共享以及網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用。五是通過無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的運(yùn)用，數(shù)據(jù)采集更加的高校、精準(zhǔn)。

3、無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用

3.1 外業(yè)傾斜攝影航線設(shè)計(jì)

在測繪工程中，運(yùn)用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，還應(yīng)科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)外業(yè)傾斜攝影航線。為此相關(guān)工作人員應(yīng)重視外業(yè)傾斜攝影航線的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)圖中，應(yīng)明確標(biāo)注無人機(jī)飛行高度、分辨率，同時(shí)在完成無人機(jī)傾斜攝影航線的設(shè)計(jì)后，應(yīng)組織相關(guān)專業(yè)人員對設(shè)計(jì)圖進(jìn)行全面審核，及時(shí)的調(diào)整航線設(shè)計(jì)圖中不正確的信息數(shù)據(jù)，保證攝影航線設(shè)計(jì)的科學(xué)合理。本文以某測繪區(qū)域?yàn)槔?，設(shè)計(jì)旁向重疊度、航向重疊度均分別為70%、75%。

3.2 無人機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件

在本次測繪過程中，采用的軟件為SouthUAV 空三軟件，該軟件具有很多的優(yōu)勢，具體主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是在線自檢功能。二是具有三種建模方式，即人工、自動(dòng)、自動(dòng)-人工。三可以獲得較高精度的數(shù)據(jù)，如空三加密成果、點(diǎn)云數(shù)據(jù)等。四是對于DEM、DOM等，能夠高效生成。五是將VirtuoZo、CASS等軟件與該技術(shù)進(jìn)行配套使用，實(shí)現(xiàn)了攝影影像范圍的拓展。六是運(yùn)算速度得到了一定的提升。除此之外該軟件還可以通過影像處理云平臺，為客戶提供相關(guān)的信息，客戶可以通過登陸云服務(wù)平臺，掌握更多的信息數(shù)據(jù)，使得客戶獲取信息數(shù)據(jù)更加的便利，提高作業(yè)效率。

3.3 地面GPS同步觀測

地面應(yīng)合理的布設(shè)GPS，還應(yīng)根據(jù)測繪區(qū)域的實(shí)際情況，選擇有利的區(qū)域，合理的布置GPS接收機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)地面GPS的同步觀測，通過觀測，獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)，然后通過GPS解算確定數(shù)據(jù)的精度，判斷是否滿足相關(guān)規(guī)定要求。為了能夠更好的進(jìn)行同步觀測，在進(jìn)行GPS觀測站建設(shè)時(shí)，還應(yīng)做好以下幾點(diǎn)：1）采用精度高、采集數(shù)據(jù)間隔1s的雙頻GPS接收機(jī)。2）同步觀測之前，應(yīng)檢查電源是否充足，避免出現(xiàn)供電中斷情況的發(fā)生。3）無人機(jī)飛行攝影之前，應(yīng)做好8min同步初始化測量。無人機(jī)返回結(jié)束之前，應(yīng)做好8min的靜態(tài)測量。

3.4 POS數(shù)據(jù)處理

在無人機(jī)航空攝影過程中，會產(chǎn)生相機(jī)的曝光信息、飛行時(shí)間信息等大量的文件數(shù)據(jù)，應(yīng)通過文件數(shù)據(jù)處理工作，及時(shí)的將無用數(shù)據(jù)處理掉，對于相機(jī)曝光時(shí)刻的 Mark記錄與文件中的曝光記錄，二者應(yīng)保持一致，為后期的POS數(shù)據(jù)處理提供便利條件。在實(shí)現(xiàn)傾斜攝影數(shù)據(jù)處理之前，還應(yīng)加強(qiáng)GPS數(shù)據(jù)的有效處理，其具體工作主要包括以下內(nèi)容：下載原始數(shù)據(jù)，并進(jìn)行預(yù)處理，主要是轉(zhuǎn)化原始數(shù)據(jù)DAT文件，分離TXT文件，使其成為統(tǒng)一格式的O文件和N文件，從而為后期的精確處理提供有利基礎(chǔ)。

3.5 傾斜攝影的質(zhì)量

為了保證無人機(jī)傾斜攝影的精度，還應(yīng)加強(qiáng)傾斜攝影的質(zhì)量控制，其具體的質(zhì)量控制措施主要包括兩個(gè)方面，一是數(shù)據(jù)獲取質(zhì)量控制，二是POS數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，具體內(nèi)容如下：

3.5.1 數(shù)據(jù)獲取質(zhì)量控制

數(shù)據(jù)獲取質(zhì)量控制主要包括很多的方面，包括飛行質(zhì)量、攝影時(shí)間以及影像質(zhì)量等。在對攝影時(shí)間進(jìn)行控制過程中，首先應(yīng)合理的選擇攝影時(shí)間，由于太陽高度角對攝影質(zhì)量具有一定的影響，所以還應(yīng)精確計(jì)算太陽高度角進(jìn)行工作，一般情況下，10時(shí)-14時(shí)進(jìn)行工作較為適宜。在飛行質(zhì)量控制過程中，還應(yīng)合理控制旁向重疊度，一般在能夠正常處理影像的數(shù)據(jù)情況下，必須大于像片范圍的15%，這樣才能判斷影像數(shù)據(jù)為合格。在影像質(zhì)量控制過程中，，應(yīng)及時(shí)的對影像進(jìn)行檢查，包括像片顏色飽和程度、色調(diào)、層次等等，是否滿足要求的質(zhì)量，一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)影像不達(dá)標(biāo)的情況，則應(yīng)進(jìn)行重?cái)z或者補(bǔ)攝。

3.5.2 POS數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

為了保證傾斜攝影質(zhì)量，做好POS數(shù)據(jù)質(zhì)量控制也至關(guān)重要，這就需要應(yīng)在完成傾斜攝影數(shù)據(jù)獲取后，對地面基站GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，則應(yīng)及時(shí)的查找數(shù)據(jù)異常的原因，同時(shí)還應(yīng)合理的處理數(shù)據(jù)。對于機(jī)載數(shù)據(jù)失鎖現(xiàn)象，還應(yīng)及時(shí)的進(jìn)行關(guān)注，一旦出現(xiàn)失鎖的情況，對于失鎖的時(shí)間和區(qū)間，應(yīng)及時(shí)的記錄下來。

總結(jié)：

綜上所述，無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)是一項(xiàng)有效的技術(shù)，在工程測繪中具有至關(guān)重要的作用。所以應(yīng)通過無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，獲取準(zhǔn)確信息數(shù)據(jù)，為諸多工程建設(shè)提供重要依據(jù)。近年來，隨著我國測繪工程行業(yè)的不斷發(fā)展，無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)水平得到了有效的提升，可以獲得真實(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。所以在測繪工程中，應(yīng)根據(jù)測繪工程實(shí)際情況，科學(xué)、合理的運(yùn)用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，以促進(jìn)我國測繪工程的不斷發(fā)展。