無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在城市基礎(chǔ)測(cè)繪中的應(yīng)用

宋學(xué)哲

河北省煤田地質(zhì)局物測(cè)地質(zhì)隊(duì) 河北 邢臺(tái) 054000

在現(xiàn)階段的測(cè)繪工作中，無人機(jī)是一種非常常用的工具，具有極強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能夠全面的反映被測(cè)繪物體各方面的情況。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)越來越受到相關(guān)行業(yè)的青睞，無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在極短的時(shí)間內(nèi)采集數(shù)據(jù)，并且完成自動(dòng)化的三維建模，能夠?yàn)楹罄m(xù)工作的開展提供更大的便捷[1]。結(jié)合現(xiàn)階段的實(shí)際情況來看，將無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用在城市基礎(chǔ)規(guī)劃中具有積極的應(yīng)用意義，并且仍然具有較大的發(fā)展空間，需要進(jìn)一步的開發(fā)和優(yōu)化，從而更好的發(fā)揮出無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的作用，促進(jìn)我國(guó)測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展。

1 無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)概述

1.1 無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)介

無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)指的是在無人機(jī)上搭載攝影設(shè)備，并且從不同的方向采集影像，形成對(duì)于被測(cè)繪物體的完整體現(xiàn)[2]。隨著無人機(jī)技術(shù)的成熟和發(fā)展，測(cè)繪行業(yè)當(dāng)中越來越多的開始應(yīng)用無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)。并且通過與其他測(cè)繪技術(shù)相對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)不僅能夠從更加全面的角度獲取高清晰度的影像信息，同時(shí)，還能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的三維建模，在城市基礎(chǔ)測(cè)繪中具有極強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

1.2 無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)原理

無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)主要是在無人機(jī)上搭載多個(gè)數(shù)碼相機(jī)，從多個(gè)角度來對(duì)于被測(cè)繪物體進(jìn)行拍攝，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)獲取被測(cè)繪物體的數(shù)據(jù)信息，然后利用計(jì)算機(jī)軟件能夠形成模型，還能夠結(jié)合無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)獲取到的圖像信息對(duì)于模型進(jìn)行操作和處理。

1.3 無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)特點(diǎn)

首先，無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)形成的圖像更加立體逼真，能夠真正實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)的可視化，給工作人員開展工作提供便捷。其次，能夠?yàn)槿S建模提供更加完整和真實(shí)的信息，并且測(cè)量的精確度更高。另外，無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)是利用無人機(jī)來完成測(cè)繪，完全可以進(jìn)行低空遙感測(cè)繪，不僅操作更為便捷，同時(shí)，調(diào)整起來也更加靈活，能夠在極大程度上提升工作的效率，縮短測(cè)繪工作開展的周期[3]。無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)能夠獲取到真實(shí)性和完整性更強(qiáng)的三維模型，同時(shí)，還能夠獲取到各種需要應(yīng)用到的數(shù)據(jù)信息，能夠在極大程度上彌補(bǔ)傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)的弊端，提升測(cè)繪效率的同時(shí)，測(cè)繪的質(zhì)量精確度也得到了極大的提升，能夠?yàn)楹罄m(xù)工程建設(shè)的開展提供更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用示意圖見圖1。

圖1 無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用示意圖

2 無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用步驟

2.1 航線設(shè)計(jì)

在無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用中，航線設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的工作內(nèi)容之一，[4]會(huì)對(duì)于后續(xù)工作開展的質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響。在對(duì)于無人機(jī)進(jìn)行航線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)具有多角度拍攝的特點(diǎn)，對(duì)于無人機(jī)在測(cè)繪當(dāng)中的高度、焦距、拍攝角度等參數(shù)進(jìn)行合理的調(diào)整和控制，能夠進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)采集的精確度，從而確保無人機(jī)測(cè)繪能夠順利有序的進(jìn)行。

2.2 地面觀測(cè)

在測(cè)繪工作開展的過程中，地面觀測(cè)是非常重要的工作內(nèi)容之一[5]。在這一環(huán)節(jié)中，不僅要對(duì)于地面的平面特征有全面的了解，還需要包括地面上的物體情況。傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)具有較大的局限性，一般只能在頂部獲取信息，高度相關(guān)的數(shù)據(jù)很難獲取到。而無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)則可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)角度進(jìn)行測(cè)繪，完全可以獲取到地面高度的相關(guān)信息，對(duì)于提升測(cè)繪水平是有積極意義的。

2.3 GPS部署

在測(cè)繪工作進(jìn)行的過程中，GPS部署也是關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)之一。通過對(duì)于GPS進(jìn)行部署，能夠?qū)崟r(shí)對(duì)于無人機(jī)獲取到的信息進(jìn)行同步，有助于提升測(cè)繪工作的效率和質(zhì)量，而想要達(dá)到這一點(diǎn)，就必須要保證GPS部署的精確度。另外，當(dāng)GPS部署完成后，需要接收來自無人機(jī)的測(cè)繪數(shù)據(jù)，為了能夠保證工作更好的進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)保證無人機(jī)電源充足，不存在潛在故障等[6]。傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)能夠獲取到的信息非常有限，因此，想要獲得更多的信息，必須要擴(kuò)大拍攝的面積，這也導(dǎo)致拍攝的時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)，對(duì)于無人機(jī)的續(xù)航能力和供電能力都提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。而無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)能夠在極短的時(shí)間內(nèi)在多個(gè)角度進(jìn)行攝影，能夠大大降低攝影的時(shí)間，減輕無人機(jī)在續(xù)航以及供電方面的壓力。無人機(jī)垂直攝影與傾斜攝影對(duì)比示意圖見圖2。

圖2 無人機(jī)垂直攝影與傾斜攝影對(duì)比示意圖

2.4 數(shù)據(jù)處理

在利用無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)獲取到數(shù)據(jù)信息后，還需要進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理，這能夠?yàn)楹罄m(xù)工作的開展創(chuàng)造良好的條件。與傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)相比，無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)具有更大的優(yōu)勢(shì)，能夠從多個(gè)角度切入，更加全面的獲取到被測(cè)繪物體的數(shù)據(jù)信息，這也在一定程度上提升了數(shù)據(jù)處理的工作量，對(duì)于數(shù)據(jù)處理工作提出了更高的要求[7]。此外，通過多個(gè)角度獲取的信息，能夠?yàn)閿?shù)據(jù)處理工作提供更加全面的數(shù)據(jù)信息，對(duì)于提升數(shù)據(jù)處理工作的效率和質(zhì)量都有著積極的幫助。另外，無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在應(yīng)用中，一般都會(huì)在無人機(jī)上配置預(yù)處理系統(tǒng)，起到的作用是在拍攝完成后，先對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的處理，這一步能夠過濾掉無效的數(shù)據(jù)信息，減少后續(xù)數(shù)據(jù)處理的工作量，提升數(shù)據(jù)處理的效率。無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)數(shù)據(jù)處理流程圖見圖3。

圖3 無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)數(shù)據(jù)處理流程圖

3 無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在城市基礎(chǔ)測(cè)繪中的具體應(yīng)用

3.1 城市選址中的應(yīng)用

城市選址工作是城市規(guī)劃建設(shè)的基礎(chǔ)，而在進(jìn)行城市選址時(shí)，同樣離不開測(cè)繪技術(shù)的支持，尤其是城市當(dāng)中的一些基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，更要依靠測(cè)繪技術(shù)提供的數(shù)據(jù)支持進(jìn)行選址[8]。比如學(xué)校是教育事業(yè)的基礎(chǔ)建設(shè)，除了要考慮到交通的建設(shè)和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，還需要選擇相對(duì)比較安靜的區(qū)域；大型超市應(yīng)當(dāng)設(shè)置在居民集中的區(qū)域，并且為了為居民提供便捷，還應(yīng)當(dāng)保證交通環(huán)境的良好；醫(yī)院則需要選擇在交通比較便捷的地段，而想要實(shí)現(xiàn)這些基礎(chǔ)設(shè)施的合理建設(shè)，就需要應(yīng)用測(cè)繪技術(shù)來進(jìn)行選址，確保能夠更好的滿足基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的條件。利用無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行測(cè)繪，能夠?qū)⒊鞘薪ㄔO(shè)中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行精準(zhǔn)的收集，并且整合在一起進(jìn)行分析，找到最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，使得城市的規(guī)劃布局更加科學(xué)合理。此外，在進(jìn)行城市建設(shè)之前，還需要應(yīng)用到無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)對(duì)于城市地質(zhì)的相關(guān)信息進(jìn)行測(cè)繪，并且以此為基礎(chǔ)，對(duì)于城市的土地結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的分析，從而確定選址能否滿足設(shè)施建設(shè)的要求，確保地面上的結(jié)構(gòu)具有良好的穩(wěn)定性，充分滿足居民對(duì)于使用功能的需求的同時(shí)，也能夠切實(shí)保障居民的生命安全。

3.2 不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪中的應(yīng)用

無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在測(cè)繪工作中能夠發(fā)揮出強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，因此應(yīng)用的范圍也越來越廣泛，而利用無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪，能夠有效解決傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)難以解決的問題。在城市基礎(chǔ)測(cè)繪中對(duì)于不動(dòng)產(chǎn)進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，受到一些主客觀因素的影響，有些地方是不能進(jìn)入進(jìn)行實(shí)際測(cè)繪的，或者需要先與相關(guān)的人員進(jìn)行溝通協(xié)商后才能夠開展測(cè)繪工作，這樣不僅降低了測(cè)繪工作的效率，浪費(fèi)了大量的時(shí)間，同時(shí)，還對(duì)于測(cè)繪的質(zhì)量造成了一定程度的不良影響，對(duì)于后續(xù)工作的開展是非常不利的。而利用無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)則能夠有效的避免這一弊端，無人機(jī)更加靈活，操作更加便捷，能夠在極短的時(shí)間內(nèi)完成測(cè)繪工作。

3.3 建筑物提取中的應(yīng)用

在建筑物提取的過程中，保證數(shù)據(jù)的精確度至關(guān)重要，而這可以通過數(shù)據(jù)檢索能力來實(shí)現(xiàn)[9]。利用無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)能夠?qū)τ诮ㄖ锏男畔⑦M(jìn)行全面的采集，并且能夠以可視化的方式展示出來。而在應(yīng)用無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行建筑物提取的過程中，需要注意的是，為了能夠使得數(shù)據(jù)信息更好的發(fā)揮出作用，應(yīng)當(dāng)對(duì)于數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類，不同的數(shù)據(jù)分類在不同級(jí)別下，并且按照級(jí)別設(shè)置索引，這能夠?yàn)楹罄m(xù)工作的開展創(chuàng)造更加良好的條件。同時(shí)，技術(shù)人員在應(yīng)用無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)提取建筑物的信息時(shí)，還可以充分利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)于圖像進(jìn)行處理，能夠形成影像數(shù)據(jù)集，并且為數(shù)據(jù)提取工作提供便捷。

3.4 國(guó)土執(zhí)法中的應(yīng)用

在進(jìn)行國(guó)土執(zhí)法工作的過程中，利用無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)能夠?qū)τ趪?guó)土執(zhí)法區(qū)域進(jìn)行航測(cè)，能夠?qū)崟r(shí)獲得三維實(shí)景模型。通過對(duì)于不同階段拍攝的實(shí)景模型進(jìn)行對(duì)比，能夠清晰的了解在不同階段模型之間的差異，之后相關(guān)的工作人員能夠依據(jù)實(shí)景模型展示出的信息前往相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，確定是否存在違規(guī)的用地情況。將無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用在國(guó)土執(zhí)法中，能夠在極大程度上提升國(guó)土執(zhí)法的效率，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)違規(guī)用地情況，并且采取有效的措施進(jìn)行處理，有助于提升國(guó)土資源規(guī)劃的有效性和合理性。

3.5 城市管理中的應(yīng)用

無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在極短的時(shí)間內(nèi)獲取到城市的數(shù)據(jù)信息，并且建立城市的三維模型，這對(duì)于城市管理工作的開展來說意義重大。利用無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)可以實(shí)時(shí)獲取到城市的信息，并且將測(cè)量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾砣藛T所在的終端，而城市管理人員可以利用這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行深入的分析和研究，制定更好的城市管理方案，對(duì)于城市進(jìn)行更加科學(xué)高效的管理。

3.6 城市軌道交通中的應(yīng)用

首先，無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)多源數(shù)據(jù)合成。利用無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)構(gòu)建出三維實(shí)景模型，能夠?qū)τ谡麄€(gè)城市的情況有全面的了解，能夠直觀的查看到施工的環(huán)境，確保能夠更加全面的掌握地上和地下的全部信息。在實(shí)際的施工過程中，也能夠借助無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)展示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行指揮和調(diào)配，能夠有效提升管理工作的效率和有效性，使得管理更加井然有序，推動(dòng)施工順利有序進(jìn)行的同時(shí)，還能夠有效節(jié)約人力。其次，無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)空間分析，利用已經(jīng)獲取到的數(shù)據(jù)信息，能夠形成三維實(shí)景模型，而利用某一點(diǎn)作為核心，向周邊環(huán)顧，能夠進(jìn)行整體的規(guī)劃和調(diào)整。最后，無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)方案比選。隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，在進(jìn)行城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中，重點(diǎn)內(nèi)容是要保證城市與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)，利用無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，設(shè)計(jì)人員能夠把設(shè)計(jì)的各種方案整合在一起進(jìn)行對(duì)比和分析，進(jìn)行多個(gè)角度的觀察，比較各個(gè)設(shè)計(jì)方案的合理性，并且選擇更加科學(xué)化的方案，有助于提升規(guī)劃設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。

4 結(jié)束語

總而言之，將無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用到城市基礎(chǔ)測(cè)繪中，具有積極的應(yīng)用意義，能夠在極大程度上提升工作效率和工作質(zhì)量，為后續(xù)工作的開展奠定良好的基礎(chǔ)。而隨著相關(guān)技術(shù)的成熟和完善，無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)也會(huì)不斷的完善，應(yīng)用的范圍會(huì)越來越廣泛，必然會(huì)在城市基礎(chǔ)測(cè)繪中發(fā)揮出更大的作用，為城市建設(shè)提供更加直觀和高效的三維分析能力，這對(duì)于提升城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性有著積極的意義。