無人機傾斜攝影在測量工程中的應用分析

孔國盛 俞春燕

摘要：21世紀，科技發(fā)展日新月異，對社會各行各業(yè)都產(chǎn)生了極為重要的影響，傾斜攝影測量便是其中之一。它是通過飛行平臺將傳感器搭載起來，搭載的傳感器數(shù)量并不限于1臺，完成影像的同步采集，從而獲得更為真實的地物方面的信息。這一技術具有自己獨特的優(yōu)勢，因此被廣泛應用，在經(jīng)濟建筑的諸多領域都可以見到其身影。隨著傾斜攝影測量技術的發(fā)展，對航攝效率、分辨率等提出了更嚴苛的要求，促進了其進一步的革新和發(fā)展，無人機傾斜攝影測量便是在此背景下誕生的。這一最新型的測量技術，將攝影測量的應用提升到了一個新的高度。

關鍵詞：無人機傾斜攝影;測量工程;應用

引言

無人機傾斜攝影技術是近些年發(fā)展起來的一項高新產(chǎn)業(yè)，通過無人機對某一景觀進行多角度拍攝，通過空間三維運算處理之后形成三維模型的一種技術。這種技術的應用，大大降低人工測量的難度和工作量，使現(xiàn)場工作變得更加高效和直觀。

1傾斜攝影拍攝要點

使用專業(yè)傾斜攝影無人機進行拍攝，需要在同一飛行平臺上搭載多臺鏡頭傳感器（目前常用的是五向鏡頭相機），同時從1向垂直、4向傾斜等不同角度采集影像，然后經(jīng)數(shù)據(jù)處理形成實景模型。為清晰地顯示工作區(qū)域的實際情況，飛行范圍不僅需要涵蓋施工區(qū)域，還要包括周邊的區(qū)域。

無人機拍攝前，除設定飛行路線外，需注意設定拍攝的視頻或照片涵蓋相機位置、鏡頭信息等關鍵信息，作為數(shù)據(jù)形成的必備條件，選擇在無風天氣晴朗可視度良好的情況下進行拍攝。為保證順利完成三維建模并提高模型精度，控制飛行速度，照片的重疊率最少要在80%以上，同一物體連續(xù)拍攝的照片角度偏差不超過15度、拍攝至少不少于3張照片，不能有飛行速度和高度的突變以免出現(xiàn)數(shù)據(jù)模糊。如果有凸出、鏤空以及要求精確顯示的建筑物或工程實體部位，需要對局部進行多角度環(huán)繞拍攝采集。高度方向如過高，也應分層設置飛行軌跡。因無人機一般采用WGS84經(jīng)緯網(wǎng)和橢球高程，提前對無人機的測量參數(shù)進行設定，避免形成的模型與需要的模型位置不一致，造成大量的后處理工作。

2無人機傾斜攝影在測量工程中的應用分析

2.1在航線設計方面的應用

無人機傾斜攝影與垂直攝影相比，具有多角度采集影像數(shù)據(jù)的特征，因此，其可以展開對無人機的鏡頭和待測目標距離、飛行高度等方面數(shù)據(jù)的計算，有利于提高計算的準確性，讓航線設計工作有了新的指導方向，提高了航線設計的工作效率。

2.2在地面觀測方面的應用

在測量工程中，地面觀測是其重要的工作環(huán)節(jié)之一。進行地面觀測時，不僅需要對地面的平面特征進行觀測，還需要對地面的狀態(tài)、存在的目標等進行觀測。傳統(tǒng)的垂直攝影在觀測時，往往只能從頂部入手，而無法觀測到其他的信息，如與地面高度方面的信息。傾斜攝影技術的多角度拍攝特征，可以獲知地面高度的變化。這些信息對于測繪人員來說具有重要的作用，通過為其提供高度信息，可以使測繪人員對地面不同高度的目標分析更為準確，也有利于提高其測繪分析的效率。

2.3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(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，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(shù)據(jù)。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(shù)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。

2.4在數(shù)據(jù)處理方面的應用

無人機在攝影完成后，需要對攝影采集到的數(shù)據(jù)進行處理和分析，從而為后續(xù)工作的順利開展奠定扎實的基礎。傾斜攝影技術與傳統(tǒng)攝影技術相比，能夠從多個角度來獲取等待測試目標的信息，有效增加了數(shù)據(jù)處理的維度，獲得更多的參考信息，大大提高了數(shù)據(jù)處理工作的效率和效果。此外，由于傾斜攝影技術搭載了預處理系統(tǒng)，可在攝影完成后利用這一處理系統(tǒng)來對數(shù)據(jù)進行初步處理，一些無效的數(shù)據(jù)能被有效剔除，大大提高了POS數(shù)據(jù)處理效率，使其精度和速度都提升到了一個新的高度。

具體來說，無人機數(shù)據(jù)處理使用的軟件共包括兩類，分別為Smart3D4.4.9、EPS2016三維測圖軟件。這兩種軟件具有不同的工作原理，如Smart3D軟件構建三維實景的模型和測區(qū)正射影像的數(shù)據(jù)來源于無人機影像;EPS2016三維測圖軟件則是根據(jù)測區(qū)正射影像、三維實景模型來進行三維的測圖。

相關工作者在處理無人機的影像前，首先要做的是對采集到的影像數(shù)據(jù)的處理工作，如篩選、剔除，將曝光度較高、成像模糊或重復的影像進行刪除處理，否則Smart3D軟件的處理工作將無法順利完成;其次，便是對像控點的處理，可將其刺在影像上，并對空中的三角測量加以處理。在進行這部分工作時，由于POS數(shù)據(jù)會自動寫進影像中，因此處理時無須再將POS數(shù)據(jù)導入，而是處理完像控點之后就可以進行空中三角測量的處理。此外，還可以從工程的實際需要出發(fā)，來對Smart3D軟件的參數(shù)進行設置，軟件便會自動構建;最后，利用EPS2016軟件讓二三維聯(lián)動起來對地形圖進行繪制。這樣的測量方法能夠提高測量的精度，降低地理環(huán)境對其的影響，提高其數(shù)據(jù)處理效率。

結束語

無人機傾斜攝影技術作為一種新型技術，在現(xiàn)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(xiàn)在航線設計、地面觀測、GPS布設、數(shù)據(jù)處理以及質(zhì)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(xiàn)的影像更為立體和直觀。

參考文獻

[1]曹曉元.無人機傾斜攝影測量影像處理與三維建模的研究[J].江西建材，2018（1）：180+184.