无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的应用

无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的应用

张斌

日照市城乡建设勘察测绘院有限公司 山东日照 276826

摘要：伴随着我国科技技术的不断提升，无人机在测绘工程领域中得到广泛应用，并且有效提升了工作效率。但是，测绘工程中无人机摄影测量技术在实践应用中尚且存在一定的问题。在此基础上，本文结合测绘工程相关内容，就无人机测绘的工作类型与相关技术进行分析，并探讨无人机摄影测量技术在测绘工程中的应用，结合相关实践，进行适当的整理、探讨，总结出几点建议以供广大工作者在实际工作中的具体应用进行参考。

关键词：测绘工程；无人机摄影；测量技术

引言

我国加入世贸组织组织以来，全球经济逐步一体化，各个国家的联系和交流越来越密切，其中也包括科学技术的交流。测绘技术作为工程建设中的重要技术支持，在现代化建设生产中是不可忽视的重要组成部分。随着二十一世纪社会的发展和人民生活水平的提高，无形之中对测绘工程技术的要求也越来越高。为了适应当今时代的发展测绘工程技术也在不断改革创新，但是在测绘工程技术长期发展过程中，存在的问题也不容忽视，应当积极解决，提高测绘工程水平。

1概述

1.1无人机倾斜摄影技术

无人机倾斜摄影技术是通过无人机平台搭载多个航摄相机，根据预设线路采集测区的影像，以同时实现多个角度拍摄，准确反映出地面物体情况，高精度获取物理纹理信息。联合建模技术、融合技术和定位技术，可以自动化生成三维模型。根据技术应用流程，采用POS信息、航片与传感器参数，采集运行影像数据，控制测量相片。注重处理内业数据，加大控制点影像关联度，采用空三运算方式输出结果，以此建立DEM模型和三维实景模型。所以在工程测量中应用无人机倾斜摄影技术，可以提高测绘结果的精准度。倾斜摄影三维自动建模软件属于自动化建模软件，能够通过多源序列影像生成高分辨率三维模型。建模软件通过全自动空三解算，建立不规则三角网络，自动化纹理映射，快速建立三维模型。该建模软件通过倾斜摄影能够在垂直影像上获取结构信息，并且基于单张影像测量原理获取建筑立面结构，通过调整、提拉和编辑等操作获取精细单体化模型。通过倾斜摄影纹理采集特点，能够从影像中采集模型贴图，自动化生成模型贴图。

1.2无人机测绘的原理

无人机测绘系统可以分为硬件和软件2部分。硬件部分包括了无人机、动力供给系统、电源调节装置以及高清摄像头等；软件部分则包括飞行器操作系统、无人机控制系统、遥感系统和图像处理软件等。无人机测绘的基本原理是，由地面控制站依照具体的测绘需求和实际工况，选择恰当的无人机并制定无人机航线，做好无人机姿态稳定控制、飞行轨迹控制和任务管理控制等，设计出最为间接的飞行航线，借助无人机上搭载的传感器和高清摄像机，实现对地物的测量绘制。

2 技术优势分析

2.1角度采集信息

垂直摄影指的是从垂直角度进行拍摄，角度呈现较为单一，获得信息的能力也较为低下。无人机倾斜摄影技术则有效改变了这一状况，通过在多个角度安装摄像头，可以对待测目标进行更多维度的观察，也能有效获取目标的侧面信息，突破了传统垂直摄影的局限性。从多个角度得到的信息为后续的测绘工作打好了基础，有效提高了三维测绘水平和效率。

2.2监测效率高

无人机倾斜摄影技术监测效率高，因此被广泛应用于工程测绘中。工程测绘涉及范围广，且测绘数据非常多。当监测效率低下时，就会影响工程测绘水平，还会影响突发性事件的处理效率。从上述分析能够看出，工程测绘对于监测效率的要求比较高。相比于其他测绘技术来说，无人机倾斜摄影技术结合数码传感器、全球定位技术、飞行器技术，可以提升工程测绘效率。

2.3对待测目标进行还原

在测量工程中，对待测目标进行还原也是工作中的重要一环，可以让后续工作进展更为顺利。垂直摄影方式由于拍摄角度的问题，往往无法对待测目标的侧面信息进行拍摄，这就会让还原工作面临着种种困难。无人机倾斜摄影技术恰恰解决了这一问题，通过对待测目标侧面和顶面信息的采集，从角度、高度等进行全面的呈现，提高了还原工作效率。

3无人机摄影测量技术在实际测绘工程中的运用

3.1像控点布设

在使用无人机进行摄影测量时必须要注意像控点的布设。只有经过科学计算，合理地布置像控点，才能更好地完成测量任务。因为最终要得到一个相对清晰的图像，所以第一点就是要注意像控点能拍摄到一个清晰的图像，这样才能更容易做出正确的判断以及保证后续的立体测量的准备。其次要注意的就是布设的像控点的位置，主要布设在航线附近一旁向距离适当的位置。同时还要注意像控点相对于周边环境的位置选择，要注意选择地势起伏较小，地形相对平缓的地带，不能在地势复杂，倾向角度较大或障碍物较多的位置布设。最后要注意的是，像设点的布控的终极目的是辅助拍摄关键位置清晰、准确的图像，因此，在布设的过程中一定要接近重要位置进行重点布设。只有做到这几点才能完成无人机摄影测量的前期准备工作。

3.2测绘数据获取

参考当地测绘机构建立起的CORS网，对数据进行获取和修正，选择1985国家高程基准，快眼Ⅱ型无人机，考虑工程的实际情况，在无人机上配置佳能EOS5DS数码相机，该相机的像素较高，能够获得比较清晰的图片。借助无人机遥感技术的应用，测绘信息呈现为瓦片形式，对照该信息能够完成正射影像数据的切割工作，然后在百度地图等地图软件中浏览。无人机在数据采集方面有着较好的优势，在运用测量技术、摄影技术、遥感技术等先进技术的情况下，能够获取完善的数据影像，利用空三算法的拼接矫正功能，能够切实保证测绘信息的合理性和准确性，优化区域网中的相关信息，继而输出标准化的数据格式。

3.3测绘数据处理

完成工程测绘外业后，通过多视图多维重建技术处理任意像片。将数码影像导入到软件内，自动化生成高质量正射影像，建立高分辨率三维模型，可以获得毫米级精度的模型。像片导入后，通过计算机技术缩短数据处理时间，在多台计算机上实现引擎运行，之后在作业队列中关联，以此获得实景模型。在此次测绘工作中，共获取12121张像片，将POS数据和像片导入到软件内，按照照片自带参数信息与位置信息排列。软件自动开展空间三角加密处理，添加多个地面像控点坐标，以此确保工程地理坐标和模型坐标相同。通过准确计算后，可以自动化获取航片特征点，匹配同名点，以此计算像片的空间位置与姿态角，确定像片关系。此次测绘采集数据源于多个架次，因此会出现空间三角加密点片层变形和偏移问题，因此必须详细记录姿态信息与航片信息。通过新建任务块加载航片，融合姿态信息和位置信息，反算获得地形加密点数据。在获得无纹理信息、不规则三角网之后，可以从航片中选择高像素纹理着色，以此确保三维模型的真实度。应用传统方式检验精度时，将像控点坐标作为真实数据，通过模型可以获取监测值，计算二者差值，可以获得数据高程误差，约为0.01m，平面坐标误差为0.08m，所以可以满足测量要求。

结语

发挥着重要的作用。本文对其具体应用进行了重点探究。无人机倾斜摄影技术具有广泛的应用，具体体现在航线设计、地面观测、GPS布设、数据处理以及质量控制等方面。倾斜摄影无人机以搭载的多组镜头优势，可以对需要测定的目标进行多角度的拍摄，在提升信息密度的同时，也能使呈现的影像更为立体和直观。

参考文献

[1]曹晓元.无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究[J].江西建材,2018(1):180+184.

[2]曹帅帅.无人机倾斜摄影测量三维建模的应用试验研究[D].昆明理工大学，2017.