無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用

趙廣建

摘要：隨著無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的不斷成熟，利用其可快速、準(zhǔn)確獲取地物信息的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于大比例地形圖測(cè)繪項(xiàng)目中，為大比例地形圖測(cè)繪項(xiàng)目提供滿足精度要求的信息數(shù)據(jù)，有效解決傳統(tǒng)測(cè)繪外業(yè)工作量大、項(xiàng)目成本高、效率低、作業(yè)周期長(zhǎng)等問(wèn)題，進(jìn)一步提高了大比例地形圖測(cè)繪的生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：傾斜攝影技術(shù);無(wú)人機(jī);測(cè)繪

21世紀(jì)，科技發(fā)展日新月異，對(duì)社會(huì)各行各業(yè)都產(chǎn)生了極為重要的影響，傾斜攝影測(cè)量便是其中之一。它是通過(guò)飛行平臺(tái)將傳感器搭載起來(lái)，搭載的傳感器數(shù)量并不限于1臺(tái)，完成影像的同步采集，從而獲得更為真實(shí)的地物方面的信息。這一技術(shù)具有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛應(yīng)用，在經(jīng)濟(jì)建筑的諸多領(lǐng)域都可以見(jiàn)到其身影。隨著傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，對(duì)航攝效率、分辨率等提出了更嚴(yán)苛的要求，促進(jìn)了其進(jìn)一步的革新和發(fā)展，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量便是在此背景下誕生的。這一最新型的測(cè)量技術(shù)，將攝影測(cè)量的應(yīng)用提升到了一個(gè)新的高度。

1傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在實(shí)際測(cè)繪應(yīng)用中，是利用傾斜航拍攝影機(jī)進(jìn)行測(cè)量地形圖的影像資料獲取、分析與處理，滿足地形圖測(cè)繪需求。其中，傾斜航拍攝影機(jī)關(guān)于地形圖影像拍攝與獲取，是通過(guò)一定的傾斜角度設(shè)置實(shí)現(xiàn)傾斜攝影和測(cè)量。對(duì)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的主要特點(diǎn)，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：（1）它是在對(duì)傳統(tǒng)航空攝影技術(shù)的融合、發(fā)展與應(yīng)用基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的一種測(cè)量技術(shù)，在具體測(cè)量分析中能夠通過(guò)對(duì)無(wú)人機(jī)等多種飛行載體的搭載利用，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的影像數(shù)據(jù)快速采集與獲取，從而構(gòu)建全自動(dòng)化的三維分析模型，為有關(guān)測(cè)量和分析提供支持;（2）傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在測(cè)繪應(yīng)用中，能夠通過(guò)對(duì)多視點(diǎn)與視角影像的獲取，對(duì)測(cè)量分析地物的外觀、高度以及位置等信息進(jìn)行全面采集，實(shí)現(xiàn)DSM、DLG和DOM、TDOM等多種測(cè)量分析成果獲取，對(duì)傳統(tǒng)的航空攝影測(cè)量技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行替代;（3）傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的攝影分辨率較高，并且在攝影測(cè)量中的視場(chǎng)角相對(duì)較大;（4）傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在實(shí)際測(cè)繪應(yīng)用中，還能夠針對(duì)同一地物實(shí)現(xiàn)多重分辨率的影像獲取，為有關(guān)測(cè)繪工作開(kāi)展提供充分的支持。

2無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用

2.1在航線設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)傾斜攝影與垂直攝影相比，具有多角度采集影像數(shù)據(jù)的特征，因此，其可以展開(kāi)對(duì)無(wú)人機(jī)的鏡頭和待測(cè)目標(biāo)距離、飛行高度等方面數(shù)據(jù)的計(jì)算，有利于提高計(jì)算的準(zhǔn)確性，讓航線設(shè)計(jì)工作有了新的指導(dǎo)方向，提高了航線設(shè)計(jì)的工作效率。

2.2在地面觀測(cè)方面的應(yīng)用

在測(cè)量工程中，地面觀測(cè)是其重要的工作環(huán)節(jié)之一。進(jìn)行地面觀測(cè)時(shí)，不僅需要對(duì)地面的平面特征進(jìn)行觀測(cè)，還需要對(duì)地面的狀態(tài)、存在的目標(biāo)等進(jìn)行觀測(cè)。傳統(tǒng)的垂直攝影在觀測(cè)時(shí)，往往只能從頂部入手，而無(wú)法觀測(cè)到其他的信息，如與地面高度方面的信息。傾斜攝影技術(shù)的多角度拍攝特征，可以獲知地面高度的變化。這些信息對(duì)于測(cè)繪人員來(lái)說(shuō)具有重要的作用，通過(guò)為其提供高度信息，可以使測(cè)繪人員對(duì)地面不同高度的目標(biāo)分析更為準(zhǔn)確，也有利于提高其測(cè)繪分析的效率。

2.3在GPS布設(shè)方面的應(yīng)用

在測(cè)量工程中，GPS布設(shè)也是其中關(guān)鍵的一環(huán)，有利于實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)攝像數(shù)據(jù)的同步，是提高工作效率和效果的重要途徑。想要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就需要對(duì)GPS布設(shè)的精度有著嚴(yán)格要求。在完成GPS布設(shè)后，接下來(lái)要做的工作便是接收信號(hào)，可以說(shuō)信號(hào)接收是在完成GPS布設(shè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，目的在于更順暢地接收測(cè)繪方面的數(shù)據(jù)。無(wú)人機(jī)在接收信號(hào)前，首先應(yīng)保障其具有充足的供電，對(duì)于傳統(tǒng)的垂直攝影方式而言，由于得到信息密度較低，需要擴(kuò)大面積來(lái)完成對(duì)待測(cè)目標(biāo)的攝影，無(wú)疑會(huì)延長(zhǎng)攝影時(shí)間，因而需要無(wú)人機(jī)擁有更充足的供電。傾斜攝影是以多種攝影模組的形式存在的，可以用更少的拍攝次數(shù)來(lái)進(jìn)行多角度的拍攝，大大縮短了攝影工作時(shí)間，能夠有效降低無(wú)人機(jī)在供電方面的壓力，擴(kuò)大其攝影工作的范圍，讓GPS布設(shè)的工作效率提高到一個(gè)新的等級(jí)。

2.4在數(shù)據(jù)處理方面的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)在攝影完成后，需要對(duì)攝影采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，從而為后續(xù)工作的順利開(kāi)展奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。傾斜攝影技術(shù)與傳統(tǒng)攝影技術(shù)相比，能夠從多個(gè)角度來(lái)獲取等待測(cè)試目標(biāo)的信息，有效增加了數(shù)據(jù)處理的維度，獲得更多的參考信息，大大提高了數(shù)據(jù)處理工作的效率和效果。此外，由于傾斜攝影技術(shù)搭載了預(yù)處理系統(tǒng)，可在攝影完成后利用這一處理系統(tǒng)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，一些無(wú)效的數(shù)據(jù)能被有效剔除，大大提高了POS數(shù)據(jù)處理效率，使其精度和速度都提升到了一個(gè)新的高度。具體來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)處理使用的軟件共包括兩類，分別為Smart3D4.4.9、EPS2016三維測(cè)圖軟件。這兩種軟件具有不同的工作原理，如Smart3D軟件構(gòu)建三維實(shí)景的模型和測(cè)區(qū)正射影像的數(shù)據(jù)來(lái)源于無(wú)人機(jī)影像;EPS2016三維測(cè)圖軟件則是根據(jù)測(cè)區(qū)正射影像、三維實(shí)景模型來(lái)進(jìn)行三維的測(cè)圖。相關(guān)工作者在處理無(wú)人機(jī)的影像前，首先要做的是對(duì)采集到的影像數(shù)據(jù)的處理工作，如篩選、剔除，將曝光度較高、成像模糊或重復(fù)的影像進(jìn)行刪除處理，否則Smart3D軟件的處理工作將無(wú)法順利完成;其次，便是對(duì)像控點(diǎn)的處理，可將其刺在影像上，并對(duì)空中的三角測(cè)量加以處理。在進(jìn)行這部分工作時(shí)，由于POS數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)寫(xiě)進(jìn)影像中，因此處理時(shí)無(wú)須再將POS數(shù)據(jù)導(dǎo)入，而是處理完像控點(diǎn)之后就可以進(jìn)行空中三角測(cè)量的處理。此外，還可以從工程的實(shí)際需要出發(fā)，來(lái)對(duì)Smart3D軟件的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，軟件便會(huì)自動(dòng)構(gòu)建;最后，利用EPS2016軟件讓二三維聯(lián)動(dòng)起來(lái)對(duì)地形圖進(jìn)行繪制。這樣的測(cè)量方法能夠提高測(cè)量的精度，降低地理環(huán)境對(duì)其的影響，提高其數(shù)據(jù)處理效率。

2.5在質(zhì)量控制方面的應(yīng)用

2.5.1數(shù)據(jù)獲取控制

無(wú)人機(jī)在攝影中獲得的數(shù)據(jù)較多，影響數(shù)據(jù)獲取的因素眾多，如攝影時(shí)間、角度、高度等。傾斜攝影技術(shù)由于能夠從不同的角度來(lái)拍攝，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行對(duì)比、分析，可以大大提高測(cè)量工程中的無(wú)人機(jī)成像質(zhì)量。與此同時(shí)，通過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)航線，保障了所拍攝的影像質(zhì)量，當(dāng)其不符合測(cè)量方面的要求時(shí)，可以通過(guò)補(bǔ)拍的方式，來(lái)降低測(cè)量工程工作中的誤差。

2.5.2數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

數(shù)據(jù)質(zhì)量對(duì)于測(cè)量工程來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，是決定其水平高度的重要因素。當(dāng)無(wú)人機(jī)在拍攝完成后，POS可對(duì)GPS數(shù)據(jù)和拍攝的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析，在此過(guò)程中，一些不連續(xù)的數(shù)據(jù)能夠得到有效的補(bǔ)充。傾斜攝影可以大大提高數(shù)據(jù)的處理質(zhì)量，可以使相關(guān)的數(shù)據(jù)信息更全面、更精確，因此，數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)垂直攝影技術(shù)相比，出現(xiàn)的不連續(xù)數(shù)據(jù)較少。與此同時(shí)，由于信息密度較大，也會(huì)大大提高數(shù)據(jù)補(bǔ)全工作效率。

3結(jié)語(yǔ)

無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)作為一種新型技術(shù)，在現(xiàn)代測(cè)量中發(fā)揮著重要的作用。本文對(duì)其具體應(yīng)用進(jìn)行了重點(diǎn)探究。無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用，具體體現(xiàn)在航線設(shè)計(jì)、地面觀測(cè)、GPS布設(shè)、數(shù)據(jù)處理以及質(zhì)量控制等方面。傾斜攝影無(wú)人機(jī)以搭載的多組鏡頭優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)需要測(cè)定的目標(biāo)進(jìn)行多角度的拍攝，在提升信息密度的同時(shí)，也能使呈現(xiàn)的影像更為立體和直觀。

參考文獻(xiàn)：

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