無人機傾斜攝影在測量工程中的應(yīng)用分析

王露露

摘要：科技的發(fā)展，各領(lǐng)域的技術(shù)水平逐漸提高，信息技術(shù)應(yīng)用更加廣泛的今天，隨著無人機技術(shù)的不斷成熟，無人機已被廣泛應(yīng)用于測量工程中。

關(guān)鍵詞：無人機;傾斜攝影;測量工程;應(yīng)用

分類號：E926.3;E91;TP391.41

引言

為加大無人機航測技術(shù)的應(yīng)用推廣力度，提高技術(shù)應(yīng)用水平，對無人機航測技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，為從業(yè)人員提供技術(shù)指導(dǎo)。

一、無人機傾斜攝影技術(shù)

無人機傾斜攝影技術(shù)是通過無人機平臺搭載多個航攝相機，根據(jù)預(yù)設(shè)線路采集測區(qū)的影像，以同時實現(xiàn)多個角度拍攝，準(zhǔn)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(shù)、融合技術(shù)和定位技術(shù)，可以自動化生成三維模型。根據(jù)技術(shù)應(yīng)用流程，采用POS信息、航片與傳感器參數(shù)，采集運行影像數(shù)據(jù)，控制測量相片。注重處理內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)，加大控制點影像關(guān)聯(lián)度，采用空三運算方式輸出結(jié)果，以此建立DEM模型和三維實景模型。所以在礦山測量中應(yīng)用無人機傾斜攝影技術(shù)，可以提高測繪結(jié)果的精準(zhǔn)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(wǎng)絡(luò)，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(jié)構(gòu)信息，并且基于單張影像測量原理獲取建筑立面結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整、提拉和編輯等操作獲取精細(xì)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。

1、傾斜攝影測量的原理

傾斜攝影測量是在無人機上搭載多臺相機，同時從下視、斜視等不同視場角度進(jìn)行影像獲取，獲取的信息可以完整地表達(dá)地物的具體情況。相對于地面成90°夾角拍攝獲取的影像稱為垂直影像，相對于地面有相對應(yīng)的夾角拍攝獲取的影像稱為傾斜影像。把傾角大于15°的拍攝相機都稱為傾斜相機。傾斜攝影的發(fā)展不是對限定相機鏡頭數(shù)量進(jìn)行設(shè)計，傾斜相機的關(guān)鍵指標(biāo)是獲取不同方向影像的能力和每個架次作業(yè)范圍的大小。

二、無人機傾斜攝影在測量工程中的應(yīng)用

1、在環(huán)境治理工程中的應(yīng)用

在環(huán)境治理工程中，對無人機航測技術(shù)的應(yīng)用，可以有效減小復(fù)雜氣候條件對環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量造成的影響，全面掌握測區(qū)生態(tài)環(huán)境情況，為后續(xù)環(huán)境治理工作的開展提供信息支持。例如，在水環(huán)境治理工程中，無人機航測技術(shù)的應(yīng)用價值包括：第一，可見光波段提取植物。采取變通VDVI算法，采取可見光波段提取法，在短時間內(nèi)即可從所獲取測繪影像中提取植被特征，以判斷水環(huán)境中藍(lán)藻等水生植物的生長情況，判斷是否存在水生植物過度繁殖問題。第二，應(yīng)急快速成圖。在特殊情況下，為快速掌握測區(qū)環(huán)境情況，需要運用無人機航測技術(shù)，迅速掌握測區(qū)相關(guān)情況，運用無人機在高空快速獲取測區(qū)影像資料，并在服務(wù)器端直接完成數(shù)據(jù)處理與計算過程，從而生成鑲嵌正射影像、DSM影像與DTM影像等成果。

2、測量臨河設(shè)施

以長江為例，長江的整體長度較長，跨越了多個省市，且整個長江干線的沿岸分布著諸多的碼頭等臨河設(shè)施。需要注意的是，長江沿岸的大部分碼頭為非固定碼頭，即浮式碼頭，當(dāng)長江干線的水位發(fā)生變化時，碼頭的具體位置、高度等均會發(fā)生改變。在長江沿線設(shè)施較多的情況下，若采取傳統(tǒng)的測繪技術(shù)，則需要數(shù)年時間才能夠?qū)崿F(xiàn)對整個巷道情況的更新，且測量結(jié)果僅僅能夠反映測量階段的具體狀況，不具備實時性，無法反映實時信息。無人機測繪技術(shù)的應(yīng)用不僅可以有效彌補傳統(tǒng)測繪技術(shù)效率慢、周期長等弊端，且能夠?qū)崿F(xiàn)對碼頭等臨江設(shè)施的實時數(shù)據(jù)獲取，從而為航道管理工作提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。

3、在GPS布設(shè)方面的應(yīng)用

在測量工程中，GPS布設(shè)也是其中關(guān)鍵的一環(huán)，有利于實現(xiàn)無人機攝像數(shù)據(jù)的同步，是提高工作效率和效果的重要途徑。想要實現(xiàn)這一目標(biāo)，就需要對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(shè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，目的在于更順暢地接收測繪方面的數(shù)據(jù)。無人機在接收信號前，首先應(yīng)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(biāo)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(shù)來進(jìn)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(shè)的工作效率提高到一個新的等級。

4、三維建模與數(shù)據(jù)采集

在建立三維數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)模型建立后，可以通過數(shù)據(jù)處理軟件獲得區(qū)域內(nèi)的地貌和地物數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集所涉及的內(nèi)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(biāo)注點、等高線采集等，再由人工通過現(xiàn)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(nèi)的遮擋區(qū)域，進(jìn)行補充測量，確保整體測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠全面提升測量精度與準(zhǔn)確度。

結(jié)語

在現(xiàn)代工程項目中，為全面提高工程測量精度及作業(yè)效率，突破傳統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用局限，企業(yè)必須提高對無人機航測技術(shù)的重視程度及應(yīng)用力度，深入了解技術(shù)原理與優(yōu)勢特點，結(jié)合工程情況針對性制定無人機航測技術(shù)方案，保證航測過程科學(xué)合理。

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