在測繪工程中無人機傾斜攝影技術(shù)的運用研究

李光運

摘要：隨著無人機技術(shù)、機載定位技術(shù)、圖像處理技術(shù)的快速發(fā)展，新興現(xiàn)代化測量技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于城市快速三維建模中和大比例尺地形圖測量中。本文介紹了無人機傾斜攝影技術(shù)，分析了無人機傾斜攝影技術(shù)在測繪工程中運用情況，希望能為業(yè)界人士提供一些參考。

關(guān)鍵詞：無人機傾斜攝影技術(shù);測繪工程;運用

21世紀的現(xiàn)代社會，無論人們的日常生活，還是各行各業(yè)的發(fā)展，都受到了科技發(fā)展的深刻影響，產(chǎn)生了重大而深遠的變化，其中，傾斜攝影測量就是隨著科技發(fā)展而產(chǎn)生的一項重要科技。它是通過同一飛行平臺搭載多臺傳感器同步采集影像，獲取真實的地物信息而被廣泛應(yīng)用在經(jīng)濟建設(shè)的多個領(lǐng)域中，充分發(fā)揮了它的優(yōu)勢。隨著傾斜攝影測量的發(fā)展，在航攝效率、清晰度、分辨率等方面有了更高的要求，促進了傾斜 攝影測量的革新并向無人機傾斜攝影測量轉(zhuǎn)變。無人機傾斜攝影測量的出現(xiàn)，極大地擴展了攝影測量的應(yīng)用。

1 無人機傾斜攝影技術(shù)介紹

1.1 傾斜攝影方面的原理

無人機攝影技術(shù)通過多個相機的多個角度，對實物及地形進行拍攝。無人機拍攝的角度大多分為兩種，一種是垂直拍攝，另一種則為傾斜拍攝。在無人機攝影過程中，通過自身攝影系統(tǒng)和無人機平臺系統(tǒng)的結(jié)合，來獲得攝影成像控制點的數(shù)據(jù)，進而通過數(shù)字分析軟件對無人機拍攝道德模型和圖像進行數(shù)據(jù)處理和信息整合。

1.2 無人機傾斜攝影的特點

無人機傾斜攝影技術(shù)被測繪工程廣泛應(yīng)用的一個重要原因是圖像效果更加立體、真實，展示了所拍攝區(qū)域最真實的狀態(tài)。其次，無人機操作摒棄了傳統(tǒng)操作的局限性，除操作復(fù)雜性降低之外，可控制性也大幅度提升。無人機通過實現(xiàn)遙感控制，它的圖像采集的時間相較于以前來說也減少。因此，無人機傾斜攝影技術(shù)具有構(gòu)建真實三維信息和模型的作用，通過有效的數(shù)據(jù)支持提升了測繪的效率和質(zhì)量。

1.3 對無人機傾斜相機的要求

作為無人機傾斜攝影的關(guān)鍵，攝影的鏡頭尤為重要。鏡頭的種類較多，對于無人機傾斜攝影系統(tǒng)來說，單頭和多頭攝影鏡頭應(yīng)相結(jié)合，從而獲取多個角度的圖像，提高圖像和數(shù)據(jù)的準確性。無人機在進行航空測量時，對鏡頭像素的要求較高，同時由于傾斜攝影技術(shù)本身的復(fù)雜性，因此測量過程中不能采取單一的像素。為了更好地控制成本，通常情況下將鏡頭的3500像素降低為2000萬左右，對圖像的曝光也進行一定的控制。無人機系統(tǒng)的電池的使用壽命也需要引起注意，在特殊情況下，為了滿足特定的測繪工程的測量，相機的工作時間一般超過90分鐘。對于這種情況而言，應(yīng)使用具有曝光功能的相機來應(yīng)對測量的特殊要求。

2 無人機傾斜攝影技術(shù)在測繪工程中的運用

2.1 POS數(shù)據(jù)處理

（1）文件處理。在無人機航空攝影過程中產(chǎn)生了大量的文件數(shù)據(jù)，包括了相機的曝光信息、GPS設(shè)站點的偽距坐標、飛行時間信息等。因此，在文件數(shù)據(jù)處理過程中 將無用數(shù)據(jù)剔除掉，即在無人機整個飛行過程中，對所記 錄的內(nèi)容進行適當?shù)臄?shù)據(jù)處理，將相機曝光時刻的Mark記錄與文件中的曝光記錄相對應(yīng)一致，為后期POS數(shù)據(jù)的處理奠定基礎(chǔ)。（2）GPS數(shù)據(jù)處理。GPS數(shù)據(jù)的處理是實現(xiàn)傾斜攝影數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)，將原始數(shù)據(jù)下載后進行預(yù)處理工作，把原始數(shù)據(jù)的DAT文件轉(zhuǎn)換成為具有統(tǒng)一格式的O文件和N文件，將數(shù)據(jù)中的出發(fā)事件TXT文件分離出來，為后期開展GPS精確處理和Mark點內(nèi)插提供基礎(chǔ)。

2.2 數(shù)據(jù)獲取質(zhì)量控制

數(shù)據(jù)獲取質(zhì)量控制包含了攝影時間控制、飛行質(zhì)量控制、影像質(zhì)量控制和補攝與重攝等內(nèi)容。其中，攝影時間控制，即在攝影過程中要選擇合適的時間段，精確計算太陽高度角對影像攝影的影像作用，一般選擇10時至14時進行相應(yīng)的工作。飛行質(zhì)量控制，在不影響正常影像數(shù)據(jù)處理的前提下，旁向重疊度應(yīng)大于像片范圍的15%，所獲得的影像數(shù)據(jù)才能視為合格;航向重疊區(qū)域應(yīng)至少 超過邊界一條基線，本文所舉實例的垂向重疊度為70%，航向重疊度為75%，滿足了基本要求;在無人機飛行過程中，旋偏角應(yīng)小于15°，在像片重疊區(qū)域的旋偏角應(yīng)小于25°。影像質(zhì)量控制是影響后期影像數(shù)據(jù)處理質(zhì)量的決定因素，因此，在獲得影像后要檢查影像的反差是否適中，像片顏色的飽和程度，色調(diào)是否一致等，檢查像片的層次是否分明，分辨率能否達到設(shè)計分辨率要求等內(nèi)容。補攝與重攝，在無人機進行傾斜攝影過程中，難免出現(xiàn)攝影影像不達標，出現(xiàn)漏洞等問題，對于已出現(xiàn)的漏洞或缺陷要及時進行補攝或重攝工作，且必須嚴格按照航線飛行設(shè)計進行，長度要滿足區(qū)域網(wǎng)加密布點的要求;此外，在補攝與重攝過程中使用同一類型的數(shù)字航攝儀，可以消除系統(tǒng)誤差。

2.3 對于測繪中傾斜攝影的航線設(shè)計

作為傾斜攝影中測繪工程基礎(chǔ)的外業(yè)傾斜攝影航線設(shè)計，通過該過程中將無人機的飛行高度、距離以及攝影鏡頭的分辨率等進行標注，一定程度上可以提升數(shù)據(jù)分析的準確度。同時對區(qū)域設(shè)計更加完善。

2.4 測繪工程中的地面觀測和GPS布設(shè)

對于測繪工程來說，其GPS布設(shè)是一個關(guān)鍵問題。為了保證無人機攝影系統(tǒng)技術(shù)和相機的有效實施，應(yīng)在一定的范圍內(nèi)進行布設(shè)以便于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步。同時在工作完成之后，對GPS布設(shè)的精度也要進行一定的判斷，看是否滿足要求。GPS布設(shè)完成之后，信號的接受工作也是重點。通過在GPS布設(shè)建設(shè)的基礎(chǔ)上，也要完成數(shù)據(jù)的觀察和接收。通過對GPS接受的精度和時間進行有效地控制，同時保證其電源供電充足。無人機傾斜攝影技術(shù)通過對GPS布設(shè)的測量才能進行測繪工程的數(shù)據(jù)采集，同時在測繪工程完成后進行檢測從而實現(xiàn)效率及準確度的提升。對于GPS 的信號接收具有一定的作用。

3 結(jié)語

與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比，無人機傾斜攝影測量技術(shù)具有非常顯著的優(yōu)勢，其不僅影像的清晰度高，而且所出的模型也更精細和真實，因此 能夠更好的滿足工程項目對建筑模型的需要。在三維模型構(gòu)建完成以后，技術(shù)人員還可以將其與地下管線工程進行有效的結(jié)合，通過GIS、可視化以及三維仿真技術(shù)來對已建設(shè)完成的地下空間進行查詢和展示，由此來為工程建設(shè)提供更加精確的數(shù)據(jù)資料。

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