無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在規(guī)劃竣工測量中的有效應(yīng)用

雷帶珍

（南寧市勘察測繪地理信息院，廣西 南寧 530000）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，目前，我國已經(jīng)掌握了大量傳統(tǒng)衛(wèi)星影像技術(shù)以及航空攝影數(shù)據(jù)資料。近年來，我國無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)飛速發(fā)展，對遙感數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、高分辨率以及機(jī)動性方面的要求也隨之提高。與傳統(tǒng)的衛(wèi)星獲取信息方式相比，無人機(jī)航攝平臺以及攝影測量技術(shù)更具靈活性。對于無人機(jī)傾斜攝影測量這項(xiàng)新型遙感技術(shù)而言，目前，其正廣泛應(yīng)用于規(guī)劃竣工測量中，它能夠科學(xué)的規(guī)避規(guī)劃竣工測量過程中強(qiáng)度大、周期長等不足。

1 無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)的基本原理以及特點(diǎn)

1.1 無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)的原理

利用無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)拍攝照片時(shí)，其會記錄航高與航速、航向、旁向重疊、坐標(biāo)等數(shù)據(jù)，最后將這些數(shù)據(jù)通過特定的數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行處理，并將拍攝的影像統(tǒng)一納入坐標(biāo)系統(tǒng)中[1]。

1.2 無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)的特點(diǎn)

無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)的具體特點(diǎn)包括3 個(gè)方面。1）通過無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)拍攝得到的三維數(shù)據(jù)能夠?qū)⒌匚锏耐庥^、位置以及高度等屬性真實(shí)的反映出來。2）無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)能夠同時(shí)輸出DSM、DLG 以及DOM 等數(shù)據(jù)，不僅能夠在傳統(tǒng)航空攝影測量的基礎(chǔ)上獲得更多數(shù)據(jù)，而且可以有效降低城市三維建模的成本[2-3]。3）無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)能夠快速采集影像數(shù)據(jù)，提高了工作效率。

2 無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)的操作流程

無人機(jī)在進(jìn)行傾斜攝影測量時(shí)，操作流程如圖1 所示。

3 無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在規(guī)劃竣工中的應(yīng)用

3.1 工程概況

圖1 無人機(jī)傾斜攝影測量操作流程圖

以某規(guī)劃核實(shí)項(xiàng)目為例，測區(qū)包括16 棟高層商品房，需要測量的竣工面積大約是170 000 m2，無人機(jī)通過五鏡頭傾斜攝影相機(jī)進(jìn)行航攝，并在空中測量三角，幫助構(gòu)建三維模型，如圖2 所示。

圖2 該項(xiàng)目的規(guī)劃核實(shí)航拍圖

3.2 航線布設(shè)以及獲取數(shù)據(jù)

在竣工測量中要根據(jù)實(shí)際情況確定飛行的范圍并規(guī)劃飛行的航線，要保證航向重疊度大于80%，旁向重疊度大于60%。在布設(shè)航線時(shí)，基于單鏡頭的無人機(jī)采用實(shí)景三維飛行方案，放慢數(shù)據(jù)采集速度，要保證有足夠的重疊度，如果要獲取全方位無盲點(diǎn)的傾斜影像，就要在不同的角度、不同的高度飛行。因此，在設(shè)計(jì)航線時(shí)，不僅對規(guī)劃設(shè)計(jì)要求很高，同時(shí)對航攝員的操作也有很高要求[4]。首先，要根據(jù)測區(qū)的走向使測區(qū)的邊界線平行于首末航線。其次，航線的范圍應(yīng)大于測區(qū)邊界線200 m，這樣才能使傾斜攝影相機(jī)所拍攝的邊緣物體能夠立體成像。該測區(qū)布設(shè)了14 條航線，航向重疊度和旁向重疊度均大于80%，且高度保持在150 m，航向間距與旁向間距分別為25 m 和38 m，由此獲得了5 組影像數(shù)據(jù)，每張相片都有POS 數(shù)據(jù)。

此外，通過提前在地面設(shè)置像控標(biāo)志物（可以將典型的地物當(dāng)作像控點(diǎn)），可以利用無人機(jī)采集項(xiàng)目區(qū)多個(gè)視角的影像。

3.3 空三加密與自動建模

利用無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)導(dǎo)入傾斜攝影數(shù)據(jù)以及外業(yè)像控點(diǎn)，并進(jìn)行空三加密。通過生成點(diǎn)云建立不規(guī)則的三角網(wǎng)，將自動紋理與DSM 進(jìn)行映射，就能夠獲取建筑規(guī)劃竣工測量所需要的全景三維模型。

3.4 矢量測圖

利用DP-Modeler 對傾斜攝影獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，包括建筑物矢量以及點(diǎn)狀地物等數(shù)據(jù)，并且在每個(gè)地物上標(biāo)記好相應(yīng)的編碼，最后將其導(dǎo)出，獲得CASS 成圖。

3.5 成果精度分析

根據(jù)《城市測量規(guī)范》所要求的建筑竣工測量地形圖的測量精度，竣工測量地形圖的主要地物點(diǎn)相對于鄰近圖根點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差不超過50 mm，次要地物點(diǎn)相對于鄰近圖根點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差不超過70 mm，地物點(diǎn)間距中誤差不超過50 mm，高程點(diǎn)相對于鄰近圖根點(diǎn)的高程中誤差不超過40 mm。表1 是該項(xiàng)目成果報(bào)告中建筑退間距的成果表。

表1 建筑邊長、間距、退距核實(shí)成果表

4 無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在規(guī)劃竣工測量中的問題以及展望

無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)與傳統(tǒng)攝影技術(shù)相比具有其特有的優(yōu)勢，但是在實(shí)際操作中還存在一些問題。首先，該技術(shù)對天氣以及光線方面有很高要求，需要知道當(dāng)天的天氣、云層厚度以及光照、空氣的能見度等是否符合航拍條件。其次，在城市新建的高層建筑以及綠化密度較高的小區(qū)中，會出現(xiàn)影像遮擋的問題[5]。最后，該技術(shù)對技術(shù)人員的專業(yè)度有很高要求，尤其是內(nèi)業(yè)作業(yè)人員不僅需要有相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，還應(yīng)對操作有一定的熟練度，避免在繪制地物時(shí)出現(xiàn)誤差。

由于無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)廣泛應(yīng)用于規(guī)劃竣工測繪中，獲得了很好的效益，通過與實(shí)景的真實(shí)三維模型相結(jié)合，能夠?qū)Τ鞘幸?guī)劃的決策起輔助作用，有效提升了城市規(guī)劃竣工驗(yàn)收的工作效率。

5 結(jié)語

總而言之，無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)能夠快速提供信息，其作為一種低成本、高效率的新型航空測繪技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃竣工測量中，不僅可以提高工作效率，優(yōu)化測量效果，而且可以真實(shí)反映規(guī)劃建設(shè)項(xiàng)目的各項(xiàng)指標(biāo)，為規(guī)劃主管部門的規(guī)劃審批工作提供便利，為城市規(guī)劃竣工提供了更好地服務(wù)。此外，該項(xiàng)技術(shù)能夠如實(shí)反映規(guī)劃報(bào)建與竣工現(xiàn)狀中不一致的地方，有助于規(guī)劃管理部門進(jìn)行決策。該技術(shù)的應(yīng)用彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測繪手段的不足，提高了工程效率以及測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，降低了規(guī)劃竣工的測量成本。隨著科技的不斷進(jìn)步，無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在規(guī)劃竣工方面能夠發(fā)揮更好的作用，在城市規(guī)劃管理綜合服務(wù)中有著更重要的意義。