無人機(jī)傾斜攝影快速地形圖測繪方法研究

黃福亮

摘要：本文以某校園測繪工程為例，對無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)定義、特點及其在地形圖測繪中應(yīng)用的作用進(jìn)行簡單闡述，并分析基于無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)下地形圖測繪方法，希望借助新的影像采集技術(shù)促使測繪工作水平提升，為實際測繪工作開展提供參考。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)傾斜拍攝技術(shù);地形圖測繪方法;測繪水平

引言：

傳統(tǒng)地形圖測繪工作開展，多使用正射影像技術(shù)，該技術(shù)在數(shù)據(jù)采集角度、測繪方式等方面具有一定局限性，會直接影響測繪工作開展的效果。而隨著技術(shù)的不斷更新，無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，在測繪方面的應(yīng)用，不僅可以真實、準(zhǔn)確地反映出地面物體信息，建模成本相對較少，而且能夠解決以往測繪效率、精確度低等問題。

一、無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)定義、特點及其在地形圖測繪中應(yīng)用的作用分析

（一）定義

傾斜攝影技術(shù)指的是利用同一飛行平臺所搭載的多臺傳感器，以垂直、傾斜等多個角度對影像進(jìn)行采集的技術(shù)[1]。該技術(shù)是對傳統(tǒng)影像采集角度的完善和補(bǔ)充，作為一種新的測繪技術(shù)。無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)指的是借助無人機(jī)、傾斜攝影設(shè)備采集影像的技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用可以促使影像數(shù)據(jù)采集的速度提高，并且在建模方面更加便捷、快速，便于以多視角對地物情況進(jìn)行觀察，確保測量工作準(zhǔn)確、高效開展。

（二）特點

與傳統(tǒng)測繪技術(shù)相比較，無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的特點具體體現(xiàn)在以下方面：其一，能夠清晰地將地物周邊情況反映出來，以多角度對地物進(jìn)行觀察，所獲取的影像信息更加全面、真實，便于對特定的長寬度、坡度等進(jìn)行測量，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)影像技術(shù)的缺陷。其二，該技術(shù)下所生成的三維模型，可以便捷地采集建筑物側(cè)面紋理信息，所獲取的影像數(shù)據(jù)量相對較小，便于將其上傳、共享于網(wǎng)絡(luò)平臺。

（三）應(yīng)用的作用

其一，測繪工作的開展需要觀察、區(qū)別周圍環(huán)境，傳統(tǒng)測繪技術(shù)下，由于測繪的視角比較單一，很難獲取所需的影像數(shù)據(jù)，且所獲取的地形圖數(shù)據(jù)與實際存在一定偏差，會降低測繪的準(zhǔn)確性。而無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在地形圖測繪中應(yīng)用，為測圖操作創(chuàng)設(shè)三維環(huán)境，以多視角對三維模型進(jìn)行測量、觀察，在確保數(shù)據(jù)獲取時效性的同時，確保地形圖測繪工作的質(zhì)量提高。其二，在實際開展測繪工作時，可以借助空中三角測量手段輔助該項工作實施，對地面情況清晰進(jìn)行觀察，便于測繪人員對立體圖形的繪制。其三，在應(yīng)用傳統(tǒng)技術(shù)對地形圖進(jìn)行測繪時，測繪結(jié)果會受多方面因素影響。而無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在地形圖測繪中應(yīng)用，根據(jù)實際情況設(shè)置多個散點，使檢測的范圍得以擴(kuò)大，有效控制測量誤差，并且測量方式更加靈活，確保測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性。

二、無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)下地形圖測繪方法分析

（一）三維模型的構(gòu)建

根據(jù)具體項目情況設(shè)計航拍、建模的方案，然后按照攝影測量相關(guān)規(guī)定進(jìn)行實際操作。其一，在對外業(yè)數(shù)據(jù)采集過程中，應(yīng)按照飛行范圍來設(shè)置像控點，提前對所需的無人機(jī)、傾斜相機(jī)等設(shè)備性能進(jìn)行檢查，外業(yè)數(shù)據(jù)采集的步驟如下：首先，需對無人機(jī)螺旋槳、電池進(jìn)行安裝，完成軟件連接、參數(shù)設(shè)置以及靜態(tài)數(shù)據(jù)采集等工作;其次，在完成準(zhǔn)備工作后將相機(jī)啟動，無人機(jī)在接收到起飛指令后到達(dá)指定的高度，按照規(guī)定航線進(jìn)行飛行期間，以多個角度進(jìn)行拍攝;最后，當(dāng)無人機(jī)完成拍攝后，會達(dá)到返航高度，接收到降落指令后會快速降落到指定的位置[2]。其二，在對航拍照片質(zhì)量進(jìn)行檢查的基礎(chǔ)上，歸類、整理所獲取的攝影數(shù)據(jù)，進(jìn)行三維模型的建立。首先，打開工程軟件，對該項目進(jìn)行命名、存儲，將影像數(shù)據(jù)導(dǎo)入?yún)^(qū)塊文件中，選中控制點對其信息進(jìn)行編輯、提交，并設(shè)置相關(guān)參數(shù)，其次，在計算完成之后，通過區(qū)塊重建、收縮等方式提高重建模型的時效性，并以不同格式生成模型結(jié)果，完成建模后對數(shù)據(jù)效果進(jìn)行查看。

（二）基于EPS下的地形圖測繪

EPS三維測圖系統(tǒng)下，可以對正射影像、實景以及點云數(shù)據(jù)的采集，該系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)采集、編輯常用的工具，該項目中主要使用導(dǎo)傾斜攝影三維測圖。其一，將該軟件打開新建一個工程，將工程軟件輸出的建模結(jié)果導(dǎo)入索引文件，然后啟動菜單欄，將實景三維模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字表面模型（0DSM），且生成對應(yīng)的文件，當(dāng)模型呈現(xiàn)出來后，在三維界面對地物進(jìn)行編輯，目的是對準(zhǔn)確地畫出房屋建筑的實際位置[3]。其二，在對房屋建筑描畫后進(jìn)行道路的勾畫，一般依據(jù)道路情況對道路屬性進(jìn)行確定，由于本項目中的交通歸屬內(nèi)部道路系統(tǒng)，所以在對內(nèi)部道路進(jìn)行勾畫時，應(yīng)準(zhǔn)確控制道路的邊線。另外，由于實際地形圖測繪受植被、建筑物等影響，為了將各區(qū)域清晰地呈現(xiàn)出來，需對各區(qū)域進(jìn)行合理切割，比如使用該軟件中操作工具畫出道路邊線，在畫另一邊道路邊線時，需與第一條道路邊線保持平行。其三，借助三維測圖系統(tǒng)對地形圖進(jìn)行測量時，需采取相應(yīng)的技術(shù)對其精度進(jìn)行驗證，比如使用RTK技術(shù)合理地對像控點進(jìn)行布設(shè)，在測區(qū)內(nèi)均勻設(shè)置多個檢查點，便于后期對其檢查[4]。在建模環(huán)節(jié)，當(dāng)計算完成后，輸入已測出的像控點坐標(biāo)值，再次進(jìn)行計算，確保所建模型與規(guī)范坐標(biāo)系保持一致，在畫圖環(huán)節(jié)，可以根據(jù)實際需求隨時獲取模型各個坐標(biāo)的值。另外，將模型導(dǎo)入EPS軟件，并且選定多個檢查點，借助三維模型界面來查找檢查點，以對比的方式判斷模型、實際坐標(biāo)之間的誤差范圍，盡可能地縮小二者之間的誤差。

三、結(jié)束語

在目前科技快速發(fā)展的大環(huán)境下，無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，是測繪行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，不僅可以適應(yīng)目前地形圖測繪要求，而且還能滿足大比例尺地形圖測繪要求。同時，在目前 5G技術(shù)環(huán)境下，新的攝影技術(shù)與5G技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用，會促使數(shù)據(jù)處理的時間、效率提升，各類圖像傳輸?shù)乃俾?、分辨率等會進(jìn)一步提高，突顯出各類技術(shù)融合的新功能，為整個行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展做好鋪墊。

參考文獻(xiàn)：

[1]林潔.基于無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的地形圖測繪方法研究[J].信息與電腦（理論版），2021，33（03）：19-21.

[2]柯生學(xué).基于無人機(jī)高精度傾斜攝影測量的礦山地形圖測繪方法[J].世界有色金屬，2020（15）：20-21.

[3]紀(jì)菲.基于無人機(jī)傾斜攝影測量的大比例尺地形圖測繪方法[J].住宅與房地產(chǎn)，2020（15）：269.