無人機傾斜攝影技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用

劉曉娜

沈陽祺鵬集團有限公司 遼寧沈陽 110141

無人機傾斜攝影是指通過攜帶有攝像頭的無人機，通過多個角度對待測目標進行測量的操作。相較于傳統(tǒng)的垂直攝影，傾斜攝影可以將待測物體或地區(qū)的高度差展示出來，使所拍攝的景象更加的真實、直觀。因此，研究無人機傾斜攝影在測繪工程中的應(yīng)用，對于提升我國的測繪水平具有重要的意義[1]。

1 無人機傾斜攝影技術(shù)概述

無人機攝影技術(shù)是在無人機上安裝以及搭載多個傳感器的方式，可以從多個角度來進行區(qū)域拍攝和測量。在無人機的技術(shù)不斷發(fā)展過程中，其傾斜攝影技能也被運用到多個領(lǐng)域。傾斜攝影技術(shù)，也就是在多個角度來提供更高分辨率的影像技術(shù)信息，從而能建立起三維模式的數(shù)字模型，在進行城市建設(shè)、山地測繪發(fā)揮著重要的作用，并且與傳統(tǒng)垂直攝影技術(shù)比較，通過無人機傾斜攝影在進行測圖工作過程中可以不再佩戴立體觀測眼鏡。對于工作人員而言有方便快捷。當無人機在使用傾斜攝影進行測量的過程是通過將各個攝影點進行前視、后視、右視、左視以垂直等五個角度進行測量，如此就能有效生成一個三維實景模型，通過分析整理、計算就能很快得到地理位置、地勢情況以及縱橫斷面等各方面地域特征。然而在以往的測量方式和方法，僅僅將各攝站點中心投影影像進行整合處理，由此生成正射的影像，但是如何有效分析出地物具體情況還是非常有限的。兩者進行比較，無人機傾斜攝影測量可以有效生成正射影像，同時還能對于多個比例尺進行測制，建立事物三維圖像，對于地物有一個全面的展示，還可以計算出地物的縱橫斷面，為方便研究地物的全方位打下堅實的基礎(chǔ)，更好地發(fā)揮其測量作用[2]。

2 無人機傾斜攝影技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用

2.1 傾斜攝影

傾斜攝影技術(shù)相比與傳統(tǒng)航測的優(yōu)勢：①反映地物周邊真實情況：相對于正射影像，傾斜影像能讓用戶從多個角度觀察地物，更加真實地反映地物的實際情況，極大地彌補了基于正射影像應(yīng)用的不足。②傾斜攝影測量可以便捷地對被測物進行幾何量測。通過配套軟件的應(yīng)用，可直接基于成果模型進行量測，擴展了測量成果的應(yīng)用緯度。③建筑物側(cè)面紋理可采集。針對各種三維數(shù)字城市應(yīng)用，利用航空攝影大規(guī)模成圖的特點，加上從傾斜影像批量提取及貼紋理的方式，能夠有效降低城市三維建模成本。④易于發(fā)布。傾斜影像的數(shù)據(jù)格式可采用成熟的技術(shù)快速進行網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，實現(xiàn)共享應(yīng)用。

2.2 數(shù)據(jù)獲取中的質(zhì)量控制

無人機在攝影中需要取得大量的數(shù)據(jù)，因此，決定數(shù)據(jù)獲取質(zhì)量的影響因素很多，例如，攝影的時間、傾斜攝影的角度、攝影的高度、照片質(zhì)量等。而傾斜攝影的方式可以將不同角度下所拍攝的影像進行比對，通過對不同角度下影像的重疊度進行分析，可以有效地保證測繪工程中無人機成像的質(zhì)量。同時，結(jié)合預先設(shè)計好的航線，可以最大限度地保證所拍攝的影像的質(zhì)量，在所拍攝的影像不符合測繪的要求時，可以及時地進行補拍，從而減小測繪工程中的誤差。

2.3 GPS布設(shè)

在進行無人機測繪過程中，對于測繪的工程中CPS布設(shè)一個關(guān)鍵問題。只有合理化地提升GPS布設(shè)工程，那么無人機所拍攝出的數(shù)據(jù)就能實現(xiàn)同步，大大提升工作的效率。在此之外，通過GPS布設(shè)的相關(guān)工作完成之后，那么就需要對所接受的信息進行整理，那么其最終的目標在于能及時地接受無人機在進行測繪的數(shù)據(jù)。當信息進行接受工作過程，需要保證無人機的供電充足，然而，在傳統(tǒng)的垂直攝影方式在進行所獲取的信息是非常有效的，則會需要對目標點的更大面積進行拍攝，這在一定程度上會增加拍攝的時間。由于無人機在進行拍攝的過程是需要多角度進行拍攝，而且是次數(shù)比較多從而有效地縮短無人機在進行工作所需的時間，這可以有效提高無人機使用電量，同時也能擴大拍攝的范圍，最終提升GPS在進行布設(shè)工作的效率。

2.4 外業(yè)調(diào)繪及精度驗證

一是外業(yè)調(diào)繪。內(nèi)業(yè)采集后，導出DWG格式數(shù)據(jù)進行外業(yè)調(diào)繪。外業(yè)主要工作內(nèi)容：①對內(nèi)業(yè)采集的房屋角點進行外業(yè)檢核；②對房屋結(jié)構(gòu)層次進行核實；③對內(nèi)業(yè)未能準確判定或隱蔽區(qū)進行外業(yè)補測；④對采集地物的完整性進行檢查。二是精度驗證。經(jīng)外業(yè)實測房角點與內(nèi)業(yè)采集房角點進行精度分析后，發(fā)現(xiàn)在房屋無遮擋情況下，生成的房屋模型精度較高，精度可以達到0.05m以上；存在局部拉伸或在隱蔽、密集區(qū)域的模型精度較低，精度在0.1m以內(nèi)。外業(yè)調(diào)繪完成后，發(fā)現(xiàn)內(nèi)業(yè)采集房屋附屬設(shè)施結(jié)構(gòu)時，易漏采集房屋陽臺結(jié)構(gòu)或錯誤將陽臺結(jié)構(gòu)繪制成房屋主體。本案例均勻分布采集255個房角點進行檢核，其中平面精度最大值為0.099m，最小值為0.011m，中誤差為0.0621m，滿足城市測量規(guī)范要求。

2.5 地面觀測

地面觀測是測繪工作中的重點環(huán)節(jié)之一，地面觀測環(huán)節(jié)不僅需要觀測地面的平面特征，對于地面的狀態(tài)、地面上存在的目標以及不平整地面的高度差等也需要進行觀測，而傳統(tǒng)的垂直攝影方式只能夠得到來自頂部的信息，對于與地面高度相關(guān)的數(shù)據(jù)難以進行觀測。傾斜攝影技術(shù)通過多角度拍攝，可得知地面高度變化信息。這種高度差信息可以為測繪人員分析地面不同高度的目標提供幫助，使分析結(jié)果更加詳細，提升測繪分析的水平。

3 結(jié)語

隨著我國城市化進程的加快，現(xiàn)代化建設(shè)的步伐也在不斷地加速中，人們對于資源的需求量也在提高，由此，這也在很大程度推動了礦山開采的進程。礦山測繪是建立在礦山開采的基礎(chǔ)上，傳統(tǒng)的人工測繪在使用過程中，其存在準確性和效率低下的缺點。而無人機傾斜攝影技術(shù)在這個基礎(chǔ)上進行很大的改進，有效提升了拍攝圖片的質(zhì)量。因此，在資源需求不斷增加的今天，無人機傾斜攝影技術(shù)將會得到進一步的發(fā)展和應(yīng)用，從而推動我國礦山那測繪儀以及管理的數(shù)字化進程，為我國的經(jīng)濟又好又快發(fā)展做出貢獻。