無人機的傾斜攝影測量技術(shù)對建筑物的提取及分析

劉珊紅+陳月英+王翠平

摘要：無人機的傾斜攝影測量技術(shù)的應(yīng)用可以起到提高地面高層建筑物提取精度的效果。這一方面與無人機傾斜攝影測量技術(shù)本身的性能與特性有關(guān)，另方面也與地面高層建筑物數(shù)據(jù)的提取模式有著相應(yīng)的聯(lián)系。本文從闡述無人機傾斜攝影測量技術(shù)的優(yōu)越性與技術(shù)流程入手，對于提高地面高層建筑物提取精度的方法進行了分析。

關(guān)鍵詞：無人機；傾斜攝影；測量技術(shù)；高層建筑；精度分析

傳統(tǒng)的無人機搭載測量存在著諸如航片像幅小、測量精度低等方面的問題，且如果采用全野外布點后，就難以獲得區(qū)域網(wǎng)空三平差迭代計算的初值，因此這導致了測量工作的開展變得不現(xiàn)實又不經(jīng)濟。故在這一前提下對于基于無人機的傾斜攝影測量技術(shù)的地面高層建筑物的提取及精度進行分析就有著很高的必要性了。

一、無人機傾斜攝影測量技術(shù)簡析

無人機傾斜攝影測量技術(shù)是一項系統(tǒng)性的技術(shù)，以下從技術(shù)優(yōu)越性、技術(shù)應(yīng)用流程、系統(tǒng)組成部件、技術(shù)應(yīng)用要點等方面出發(fā)，對于無人機傾斜攝影測量技術(shù)進行了分析。

1.技術(shù)優(yōu)越性

無人機傾斜攝影測量技術(shù)具有較強的技術(shù)優(yōu)勢。無人機傾斜攝影測量本質(zhì)上是基于DEM數(shù)據(jù)的對于地形地貌的真實呈現(xiàn)方式，這種測量技術(shù)能夠在高精度情況下得到較好的測量效果，因此這意味著其能夠在地質(zhì)分析與空間分析與工程設(shè)計在實際應(yīng)用中的應(yīng)用。其次，隨著社會的不斷發(fā)展，對中國的信息技術(shù)和科學技術(shù)水平，在這個過程中，無人機低空攝影測量技術(shù)也越來越成熟并且達到了能夠?qū)嶋H應(yīng)用的程度。與此同時，通過將無人機低空攝影測量技術(shù)應(yīng)用于地面建筑物的高度測量制作過程中就能夠在低成本情況下大大提高數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性。

2.技術(shù)應(yīng)用流程

無人機傾斜攝影測量技術(shù)的應(yīng)用流程較為獨特。通常來說無人機傾斜攝影測量技術(shù)應(yīng)用的主要過程包括結(jié)合無人機低空攝影測量技術(shù)的高分辨率三維地形景觀圖的前提下，然后在該地區(qū)的無人機平臺的航空攝影測量，最后通過三提取試驗區(qū)高精度DEM數(shù)據(jù)加密。其次，無人機傾斜攝影測量技術(shù)還能夠利用DEM數(shù)據(jù)對影像進行數(shù)字微分糾正，最終可以以此為基礎(chǔ)來形成高分辨率DOM數(shù)據(jù)。與此同時，無人機傾斜攝影測量技術(shù)能夠形成帶有地物模型的高分辨無人機傾斜攝影測量，并可以對于測區(qū)快速進行三維分析操作，故具有較高的使用價值。

3.系統(tǒng)組成部件

無人機傾斜攝影測量技術(shù)的系統(tǒng)組件相對獨特。低空攝影測量的組成是基于數(shù)字攝影測量理論。這意味著該系統(tǒng)的主要細節(jié)將與飛機平臺、測控信息傳輸、傳感器、遙感空間為基礎(chǔ)的交互控制、地面處理、綜合安全等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。其次，無人機低空攝影測量技術(shù)能夠進行包括非量測相機檢校的前提工作，故在實際的工作中利用非量測數(shù)碼相機代替，因此為了能夠滿足攝影測量的要求必須進行高精度的檢校。

4.技術(shù)應(yīng)用要點

無人機傾斜攝影測量技術(shù)有著不可或缺的技術(shù)應(yīng)用要點。無人機傾斜攝影測量技術(shù)的應(yīng)用能夠顯著的降低影像數(shù)據(jù)的變形率并提高空三加密的精度。因此工作人員在技術(shù)在應(yīng)用過程中，重疊度為80%，重疊度保證為40%。其次，工作人員為了能夠有效的為平差解算提高冗余度，則可以通過采用縱橫垂直的架構(gòu)線路和空中三角測量來顧及和改正影像系統(tǒng)誤差的影響，最終能夠取得較為良好的技術(shù)應(yīng)用效果。

二、提高地面高層建筑物提取精度的方法

提高地面高層建筑物提取精度的方法有很多，以下從合理控制像素誤差、提升數(shù)據(jù)檢索能力、提高三維模型精度、逼真反映地面情況等方面出發(fā)，對于提高地面高層建筑物提取精度的方法進行了分析。

1.合理控制像素誤差

提高地面高層建筑物提取精度的第一步是合理控制像素誤差。技術(shù)人員在合理控制像素誤差的在GPS記錄和相機曝光同步的過程中，基于地面航拍照片的相對位置，在合理合理的初始值的基礎(chǔ)上，減少波束控制三角的快速計算。其次，像素誤差的合理控制也應(yīng)盡量降低測量成本低，如技術(shù)人員通過該公司的應(yīng)用軟件空三加密，然后通過自由網(wǎng)平差的曝光點剩余，西格瑪值小于0.5m到確保基礎(chǔ)。同時，在像素誤差的合理控制工藝技術(shù)人員，應(yīng)在三個空白地區(qū)完整的網(wǎng)絡(luò)解決方案，建立三維模型，然后完成及時通過計算機立體視覺方法可以自動生成DEM數(shù)據(jù)，最終通過去除建筑物和樹木以及公路等構(gòu)造物來得到真實地表點。

2.提升數(shù)據(jù)檢索能力

提高地面高層建筑物提取精度的關(guān)鍵是提升數(shù)據(jù)的檢索能力。技術(shù)人員在提升數(shù)據(jù)檢索能力的過程中可以通過合理的利用RTK對該區(qū)域進行碎步采集。在這一過程中技術(shù)人員可以通過設(shè)計了一個可用于顯示大場景的大量數(shù)據(jù)，以支持柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)的無縫顯示。其次，在提高數(shù)據(jù)檢索能力的過程中，技術(shù)人員應(yīng)對數(shù)據(jù)進行分組，根據(jù)級別設(shè)置緩存和索引。與此同時，技術(shù)人員在提升數(shù)據(jù)檢索能力的過程中還可以通過利用DEM分別對像對進行逐像元投影改正、鑲嵌、圖幅裁剪，最終能夠一次為基礎(chǔ)來生成數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)集并且進行數(shù)據(jù)的提取工作。

3.提高三維模型精度

提高地面高層建筑物提取精度離不開對于三維模型精度的提升。技術(shù)人員在提高三維模型精度的過程中首先應(yīng)當確保曲面體可通過多個地面點來表示，從而能夠在此基礎(chǔ)上建立連續(xù)的三維地面透視曲面模型。其次，技術(shù)人員在提高三維模型精度的過程中還應(yīng)當在生成的三維地面并且將DOM上的灰度和紋理信息映射到三在此基礎(chǔ)上疊加矢量數(shù)據(jù)，最終能夠以此為基礎(chǔ)來更好的協(xié)助于地形分析。與此同時，技術(shù)人員在提高三維模型精度的過程中應(yīng)當通過利用DOM數(shù)據(jù)可以分圖層采集平面數(shù)據(jù)，然后根據(jù)實際尺寸通過推拉等工具建立地物的三維模型。

4.逼真反映地面情況

提高地面高層建筑物提取精度的關(guān)鍵在于更加逼真的反映出地面的實際情況。技術(shù)人員在逼真反映地面情況的過程中首先應(yīng)當通對于植物和蔬菜，三維建模的住宅區(qū)可以反映更逼真的地面條件。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)需要對三維模型進行油漆和油漆等操作，達到高保真度的影響。其次，技術(shù)人員在逼真反映地面情況的過程中還應(yīng)當努力的節(jié)約工程建設(shè)成本，并為工程勘察等設(shè)計提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，最終能夠以此為基礎(chǔ)來進一步的提高無人機傾斜攝影測量的逼真程度。

結(jié)束語：基于無人機的傾斜攝影測量技術(shù)的應(yīng)用能夠合理的提升檢測的精度與影像定位的精度，故只有對于測量中存在的問題進行合理的分析，才能夠在此基礎(chǔ)上切實的提升測量的實際效果。