無人機傾斜攝影在測量工程中的應用分析

趙威

摘要：近些年，隨著社會的發(fā)展，帶動了我國科學技術水平的進步，目前，測繪技術也獲得了良好的發(fā)展機遇。將無人機傾斜攝影技術運用到測量方面，成為相關工作者關注的焦點。這一攝影技術由于具有快速、高效、靈活、成本低廉等優(yōu)勢，使其逐漸成為測繪行業(yè)的新寵兒。將該技術應用到無人機上，實際上是通過做三維模型的方式，展現更為直觀、真實的待測目標。通過對無人機傾斜攝影在測量工程中的應用進行重點探究，希望為測量工程的進一步發(fā)展奠定基石。

關鍵詞：無人機傾斜攝影;測量工程;應用

引言

地質災害識別是防災減災業(yè)務的重要工作，更是全生命周期管理中不可忽視的必要環(huán)節(jié)。全國發(fā)生危害交通設施的地質災害頻起，對經濟和人民生命造成直接及間接的巨大損失。因此建設一套地質災害識別體系可以安全高效的提出地質災害預警，填補國內預警技術體制的空白。傳統(tǒng)的勘察設計手段已經無法滿足新形勢下的建設需求，在勘察設計、施工建設、后期運營各階段中，迫切需要對工程具有重要影響的不良地質體進行實時查看和判別，以減少地質災害對施工及后期的影響。傾斜攝影技術是國際測繪領域近些年發(fā)展起來的一項高新技術，該技術目前在歐美等發(fā)達國家已經廣泛應用于各個行業(yè)。但是，在我國仍然存在較大的空白，傾斜影像技術的引進和應用，可以使目前高昂的三維建模成本大大降低。無人機遙感系統(tǒng)具有成本低、速度快、易操作等優(yōu)勢，已廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測、生態(tài)農業(yè)、災害應急與三維重建等領域中。利用無人機搭載傾斜相機，對地質災害地區(qū)進行航拍，獲取原始影像，通過三維建模軟件對原始影像數據進行處理，獲得實景三維模型，通過在三維模型上測量及評估，結合地質專家意見，得到該地質的災害預警信息。同時還可以給設計提供參考，并指導任務區(qū)域的施工及后期運維情況。

1無人機傾斜攝影技術

無人機傾斜攝影技術是通過無人機平臺搭載多個航攝相機，根據預設線路采集測區(qū)的影像，以同時實現多個角度拍攝，準確反映出地面物體情況，高精度獲取物理紋理信息。聯(lián)合建模技術、融合技術和定位技術，可以自動化生成三維模型。根據技術應用流程，采用POS信息、航片與傳感器參數，采集運行影像數據，控制測量相片。注重處理內業(yè)數據，加大控制點影像關聯(lián)度，采用空三運算方式輸出結果，以此建立DEM模型和三維實景模型。所以在礦山測量中應用無人機傾斜攝影技術，可以提高測繪結果的精準度。傾斜攝影三維自動建模軟件屬于自動化建模軟件，能夠通過多源序列影像生成高分辨率三維模型。建模軟件通過全自動空三解算，建立不規(guī)則三角網絡，自動化紋理映射，快速建立三維模型。該建模軟件通過傾斜攝影能夠在垂直影像上獲取結構信息，并且基于單張影像測量原理獲取建筑立面結構，通過調整、提拉和編輯等操作獲取精細單體化模型。通過傾斜攝影紋理采集特點，能夠從影像中采集模型貼圖，自動化生成模型貼圖。

2具體應用

2.1在GPS布設方面的應用

在測量工程中，GPS布設也是其中關鍵的一環(huán)，有利于實現無人機攝像數據的同步，是提高工作效率和效果的重要途徑。想要實現這一目標，就需要對GPS布設的精度有著嚴格要求。在完成GPS布設后，接下來要做的工作便是接收信號，可以說信號接收是在完成GPS布設的基礎上進行的，目的在于更順暢地接收測繪方面的數據。無人機在接收信號前，首先應保障其具有充足的供電，對于傳統(tǒng)的垂直攝影方式而言，由于得到信息密度較低，需要擴大面積來完成對待測目標的攝影，無疑會延長攝影時間，因而需要無人機擁有更充足的供電。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來進行多角度的拍攝，大大縮短了攝影工作時間，能夠有效降低無人機在供電方面的壓力，擴大其攝影工作的范圍，讓GPS布設的工作效率提高到一個新的等級。

2.2像片控制測量

像片控制測量有助于提升測繪結果的精度，在布設控制點時，應當參考標準要求設置。此次測繪選擇航向重疊度為65%，旁向重疊度為60%。在布設像控點時，應當關注到以下問題：第一，根據測繪區(qū)域的地形地貌，劃分不同的測繪區(qū)域。測繪區(qū)域外的像控點，多設置在輪廓線以外，位于航向基線數量在1條以上，旁向超過100m位置;第二，在選擇像控點時，應當聯(lián)合測繪區(qū)域的地形地貌，選擇易識別、無爭議的區(qū)域，例如明顯的地物標志;第三，在山頭選擇像控點時，可以在地形起伏小的區(qū)域，以此確保測量結果的精度。在布設像片控制點時，應當選擇高程變化小的區(qū)域，以此提升傾斜攝影測量精度;第四，針對制備發(fā)育區(qū)域，存在高大構筑物的區(qū)域，則會加大像控點布設難度。在開展業(yè)內測量時，會出現測量遮擋視線問題，從而降低測量精度;第五，當測繪區(qū)域內存在大面積水域時，會加大像控點布設難度;第六，在布設像控點時，應當全面分析測繪區(qū)域的交通條件，選擇交通條件良好，便于存儲的區(qū)域。

2.3正射影像生產

2.3.1 單航片DOM數據范圍確定

利用生成的DEM數據對影像進行正射糾正，航片糾正范圍應在定向點以內，最大范圍不應超過像片上控制點連線外20m。相鄰航片糾正范圍應有一定的重疊度，以保證相鄰像片DOM 之間保留100像元以上的重疊。

2.3.2 單航片DOM勻色

為保證圖幅正射影像色調的一致性和圖幅內接邊線處色調的平緩過渡，在進行DOM拼接前將測區(qū)所有的單片DOM進行勻色。勻色時要根據測區(qū)各標段內不同區(qū)域的特點分別選取具有代表性的樣本影像，以保證整個測區(qū)內不同圖幅間影像色調的一致性。

2.3.3 接邊與鑲嵌

DOM的制作要利用所有的航片，即根據影像的色彩、清晰度及投影差等選擇每張航片的中心部分進行影像的鑲嵌，鑲嵌線應避開房屋等建筑物，保證房屋的完整性及接邊處具有良好的視覺效果。

2.4三維建模與數據采集

在建立三維數據模型時，需要通過多角度傾斜影像的校正操作、聯(lián)合平差操作、多視匹配操作等，以此獲得三維傾斜模型。完成三維數據模型建立后，可以通過數據處理軟件獲得區(qū)域內的地貌和地物數據。數據采集所涉及的內容如下：第一，采集地物要素。該采集工作由手動完成，例如拍攝影像像控點、建筑物等有效控制測量精度;第二，自動化提取地貌要素三維信息，涉及到高程標注點、等高線采集等，再由人工通過現代化處理軟件平臺整合處理;第三，在處理地物遮擋問題時，對像片內的遮擋區(qū)域，進行補充測量，確保整體測量數據準確可靠全面提升測量精度與準確度。

結語

無人機傾斜攝影技術作為一種新型技術，在現代測量中發(fā)揮著重要的作用。本文對其具體應用進行了重點探究。無人機傾斜攝影技術具有廣泛的應用，具體體現在航線設計、地面觀測、GPS布設、數據處理以及質量控制等方面。傾斜攝影無人機以搭載的多組鏡頭優(yōu)勢，可以對需要測定的目標進行多角度的拍攝，在提升信息密度的同時，也能使呈現的影像更為立體和直觀。

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