航測傾斜攝影在山地建模中的應用

顧振偉

浙江省水利水電勘測設計院 浙江 杭州 310002

隨著當前不動產權籍調查工作的興起，傳統(tǒng)的地籍測圖方式已經(jīng)無法對此項工作提供更多的幫助了，而隨著無人機航測傾斜技術的不斷發(fā)展，能夠使當前的山地模型繪測工作在進行的時候，獲得更高的精確度和簡短的繪測時間，改善傳統(tǒng)測圖模式的人力投入大、時間周期長等問題。航測傾斜攝影技術在當前遙感和繪測的領域得到了廣泛的引用，相比傳統(tǒng)的三維建模方法，航海傾斜攝影的應用能夠讓山地建模的繪測工作變得更加高效、降低了投資成本，提高了工作的質量。所以，在山地建模的繪測中進行使用，將山地建模工作的整體質量做到切實有效的提高，也保證了工作的最終效率。可見，對航測傾斜攝影在山地建模中的應用進行深入探討是十分必要的。

一、航測傾斜攝影技術的特點

首先，航測傾斜攝影技術能夠依托帶有準確和智能定位的照相設備來獲取所需的數(shù)據(jù)，例如，周邊的地物情況。而傾斜影像與正攝影像略有不同，可以從多個角度來采集測量物體的全部信息，例如，側立面情況、表面特征等各類信息，同時將其進行科學地還原。其次，該技術能夠在配套軟件的科學使用下掌握所需測量的物體的真實情況，包括總長度、實際的高度等內容，從而對其面積做到科學和準確的計算，將該技術在各行業(yè)的運用范圍做到極大程工的拓寬。然后，航測傾斜攝影技術能夠采集到建筑物側面的紋理。在現(xiàn)代化城市的建設中，先進技術的使用可以將測繪工作的整體質量做到極大程度的提升，尤其是航測傾斜攝影可以為山地建模工作提供所需的各類數(shù)據(jù)，在批量獲取的方式下實現(xiàn)大規(guī)模的成圖，將測繪工作的整體成本不斷減少。最后，航測傾斜攝影技術的應用能夠使自身的數(shù)據(jù)量變小，對網(wǎng)絡的發(fā)布提供有效地幫助。例如，通過各類影像的全面獲取，對數(shù)據(jù)進行科學的分析，讓網(wǎng)絡信息發(fā)布更為高效，從而為應用的不斷共享帶來極大程度地促進[1]。

二、航測傾斜攝影技術攝影的步驟

在勘測階段中，需要對所拍攝的山區(qū)范圍和無人機的起飛場地等內容進行明確，加大范圍拍攝，從而使數(shù)據(jù)缺失的情況能夠得到有效地避免控制。另外，需要選擇所拍攝的影響信息分辨率，選取相應的無人機航測傾斜攝影裝置，讓其能夠將自身的精度得到良好的控制。除此之外，在進行航測飛行之前，需要在待測場地內布置許多的控制點，所控制的內容是已經(jīng)知道了的地理位置信息，如經(jīng)緯度或者高低等，選擇待測區(qū)外的邊界點進行“金字塔”的擺放法則，盡可能均勻的分布在整個待測山區(qū)內。在這時，需要設置數(shù)量適宜的控制點，防止控制點出現(xiàn)過多而導致后期圖像處理工作量增加的情況。

在進行航測傾斜攝影技術進行山地建模的測繪工作時，通常需要對多條相互交叉的飛行航線來代替多目無人機單條航線 采集的圖像信息，一般情況下，需要將這一內容設計為五條航線。在已經(jīng)對無人機的飛行路線進行了規(guī)劃之后，需要讓無人機在之前選擇的控制點進行起飛一次，飛行的高度即進行航測時的高度，在經(jīng)濟條件許可的情況下可以在無人機上垂直向下掛一個紅外激光燈，使無人機飛到設定的高空之后與控制點經(jīng)緯度進行重合，重合之后調整無人機姿態(tài)，并且拍攝一些圖片，為后期處理提供更多的素材[2]。

在已經(jīng)校正完成了無人機的具體位置之后，需要按照之前所設計的多條無人機飛行路線進行航測，并且拍攝一定量的圖片。注意無人機的飛行時間，在電量不足以滿足一條飛行航線的時候，需要提前返航更換電池，防止出現(xiàn)因為電量不足而提前返航的情況。

在采集到了一定量的圖片之后，需要進行室內的處理，通過相關的處理軟件將圖片進行點位校正、建立空三模型、計算三維模型和紋理映射等步驟，從而得到一個立體的三維模型和傾斜影像圖。山地地形的測量結果和所生成的三維模型需要進一步的校點核算，當出現(xiàn)紋理缺失或者測量的精度沒有達到標準的時候，就需要根據(jù)缺失的數(shù)據(jù)來進行外業(yè)補測工作，從而為測量工作的全面開展帶來極大程度的保障。

通過該技術的有效應用，不僅僅可以將實際的情況做到最為真實地反映，還能夠依托各類先進技術完成精準的定位，將地理信息做到合理嵌入，給使用者帶來優(yōu)質和全新的體驗，從而將遙感影像的運用領域做到有效拓展，使遙感影像行業(yè)能夠在全新的環(huán)境下獲得長足發(fā)展。因為航測傾斜攝影技術能夠對地理信息進行展現(xiàn)，又給用戶帶來友好和優(yōu)質的體驗感，彰顯出其獨有的應用價值，從而促進遙感影像行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。由于該技術已在發(fā)達國家做到不斷應用，我國也開始將其應用于國土安全管理的相關工作，特別是在山地建模中進行了廣泛的推廣[3]。

三、航測傾斜攝影技術的要點

航測傾斜攝影技術對成片質量的要求很高，不僅僅需要保障一定程度的曝光量，還需要降低圖像點位移和鏡頭漸暈情況的發(fā)生，將影響的信噪比進行良好的提高，就應該考慮多種因素所帶來的不同影響，例如，氣象變化、所需的航高等因素，為最佳曝光的參數(shù)設置帶來切實有效的保障。由于一部分無人機多是選用非測量型的單反來進行航空攝影的工作，所以十分容易出現(xiàn)鏡頭畸形變化或者照片邊緣逐漸明顯的情況發(fā)現(xiàn)，使成像點無法達到三點共線的工作條件，三維模型的建立及其精度將受到不同程度的影響。對此，工作人員帶著極高的責任心，重視相機的校驗環(huán)節(jié)，對畸形的照片進行科學和高質量的修正，給后續(xù)的各項工作帶來直接的影響。

雖然航測傾斜攝影技術自帶的pos精度較差，但是在進行山地建模的測繪工作中，應巧用pos數(shù)據(jù)完成各像片之間相對位置關系的科學確定，再借助空中的三角測量方式對pos數(shù)據(jù)進行相應的優(yōu)化。為了保證曝光位置數(shù)據(jù)的準確性，技術人員應掌握好連接點的匹配度，切不可盲目增加連接點，以免使測量失敗。除此之外，技術人員還應對加密環(huán)節(jié)做到極大程度的重視，掌握工作的要點，結合無人機的特點，考慮到pos數(shù)據(jù)所具有的精度，對錯誤區(qū)誤的控制點進行調整，將所遇問題做到有效解決。

通過飛機搭載多個方向的相機航飛采集。航測傾斜攝影技術與地面成一定的角度，結合pos系統(tǒng)的使用，獲得影響的同時，能夠記錄相機三維坐標和姿態(tài)，對于同一個區(qū)域內只需要飛行一個架次，就能夠獲得垂直拍攝及東南西北四個方向的傾斜影像，對采集回來的數(shù)據(jù)能夠制作一個正射影像，然后進行傾斜影像定位定向，將處理的數(shù)據(jù)向管理軟件中進行導入，設計一個良好的影像數(shù)據(jù)庫，最后通過專業(yè)的分析軟件和網(wǎng)絡發(fā)布的平臺來提供給各個部門[4]。

除了能夠反映被測量的城市實際情況，航測傾斜攝影技術所得到的數(shù)據(jù)還能夠與高科技先進的定位系統(tǒng)進行良好的結合，從而得到一個更加精準的城市地理位置信息，有效地彌補了傳統(tǒng)三維建模在測量城市地形時的缺陷和不足。這一種三維建模是航測傾斜攝影技術所測量出的結果和參數(shù)化技術建模的結合進行構建的，最終能夠通過數(shù)據(jù)的過濾測量來繪制出真實準確性更高的山地建模測繪圖。

四、存在的問題和解決措施

由于航測傾斜攝影技術的攝影比例尺有所不同，而且分辨率也存在一定的差異，將加大后續(xù)處理工作的難度，從而留下不同程度的安全隱患，也暴露出諸多的問題，而先進的攝影技術可以獲得各類信息，可以完成航測傾斜攝影技術的高精確的匹配。那么，在進行傾斜的測量操作時，技術人員在數(shù)據(jù)的支持下完成山地的建模，在模型中出現(xiàn)不同程度的失真情況。為了將三維模型內涵蓋的信息進行科學的補充與糾正，技術人員將采用人工的方式來完成，例如，借助相機來拍攝所需的影像、依托車載近景測量等多種手段。隨著時代的發(fā)展和科技的不斷進步，無人機作為傾斜攝影實測的一種載體，為了讓其自身的便捷性和靈活性和續(xù)航能力得到良好的提高，科研人員在研制體積小、長續(xù)航的電池。在新時代下，傾斜攝影的先進技術在實踐中愈發(fā)成熟，山地建模工作也面臨著新的挑戰(zhàn)，給技術的使用提出了更多的高要求，必須使用高分辨率的相機，同時對航線做到調整，將技術使用中所遇的問題做到針對性地解決[5]。

結束語

縱觀全文，隨著我國綜合國力的不斷進步提高，航測傾斜攝影技術在山地建模的繪測工作中得到了有效使用，通過航測傾斜攝影來進行山地建模，是一個綜合性較強、涉及面更廣的問題。本文通過基于航測傾斜攝影的方法進行了分析探討，通過實驗驗證了航測傾斜攝影技術在山地建模的繪測工作是可行的，并且能夠較好的應用于部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)的山地人工測量工作。這一技術的有效使用，能夠讓山地建模的測繪工作得到更多的，能大大降低外業(yè)的人力物力，節(jié)約了一定的時間，使山地建模的測繪工作效率能夠得到良好的提高。在不斷的實踐中，航測傾斜攝影技術的科學應用為各階段的城市建設帶來極大程度的推動，也為空間數(shù)據(jù)的采集開辟了新的思路。