无人机倾斜摄影测量技术及其应用

无人机倾斜摄影测量技术及其应用

吴宝亚

湖北省神龙地质工程勘察院 湖北武汉 430050

摘要：作为当前一项高科技技术，无人机倾斜摄影测量技术在众多行业之中被广泛地运用。伴随科技的飞速发展与相关专业人员的进一步优化，无人机倾斜摄影测量技术极大程度上推动了相关行业的进步，特别是对城市规划、优化国土资源配置、智慧城市建设等诸多方面大有裨益。本文结合作者多年工作经验，阐述无人机倾斜摄影测量技术的应用及技术分析，以促进无人机倾斜摄影测量技术的发展。

关键词：无人机；倾斜摄影测量技术；应用

引言

无人机的运行原理是通过无线的遥感设置对无人机进行自动控制，让其按照设想的轨道运行，保证路线能够固定。无人机倾斜摄影测量技术可以从多个维度不同视角获得飞行的信息数据，能从正面及侧视分辨图像，通过将不同的摄影镜头进行综合交叉，保证不同程度、不同角度的数据影像资料采集，最终呈现需要的图像结果。

1无人机倾斜摄影测量技术的基本原理

无人机摄影技术的特点是能够在同一平台上安装多个影像采集传感器，还可以从各个方向拍摄图像，超越了传统航空摄影的范围。无人机倾斜摄影测量技术是按照倾斜的4个方位加上竖直方向的观测来提供有效的信息图像，比传统的航空摄影更具有真实性。无人机倾斜摄影测量技术能够从各个方位获得高分辨率的图像信息，还能自动生成三维数字模型，这种技术适用于城市规划建设、地质灾害、工程建筑等多个领域，为人们生活提供了便利。微型无人机具有灵活性和轻便性等特点，它能够以更低的成本和高效率的方式在实地获得更准确和完整的信息。当前，无人机倾斜摄影测量技术不只是个摄影技术，更趋于新型的勘测技术，适用范围更广泛，在各个领域的探测方面有着不可忽视的作用。

2无人机倾斜摄影测量技术的特点分析

（1）技术效率较高。通过无人机来采集数据以及拍摄影像，发挥倾斜摄影测量技术的优势，利用全自动化模式，技术效率较高。如以往的技术在应用期间，建模需要一至两年的时间，但是对于无人机技术来说，则仅需要三到五个月即可，有效控制测量时间，效率得到保障。（2）机动灵活。和有人机相比较，无人机倾斜摄影测量技术，继承无人机的优点，可以自由选择起降的场地，应用灵活方便。此外，倾斜倾斜相机和无人机的装置体积较小，利于匀速和携带，利用普通家用的车辆就可以轻松的装卸与运输。（3）精准度较高。测图成果以及模型的精准度，受到详细相控点以及分辨率精度的影响。对于相机的分辨率来说，优于1.5厘米精度越高，而相控点的精度则应该控制在2厘米之下，这样就获得到成果点的精度可达百分之九十五，优于五厘米。

3倾斜摄影测量的关键技术

3.1多视影像联合平差

多视影像包括垂直影像数据和倾斜影像数据。传统的空中三角测量系统不能很好的进行倾斜摄影数据的处理工作，所以多视影像的应用很好的对影像间的几何变化和遮挡关系进行分析和考虑。结合POS系统下的多视影像测量技术是由粗到细采用金字塔匹配策略，匹配最好的同名点。再者为了保证平差结果的准确度，建立连接点和连接线、控制点坐标等对多视影像自检校正区域的误差方程。、

3.2多视影像密集匹配

建模需要的同名点一般难以由一种匹配基元和匹配策略完成，所以最近人们的研究目的放在了计算机视觉发展的多基元和多视影像匹配上。目前已经取得了一定程度的进步，应用在建筑物的侧面自动识别和提取，建筑物的边缘信息、墙面边缘信息和纹理信息的提取。通过多视影像获得大量二维数据，二维数据在不同的视角中可以转变为三维数据，扫描和分割建筑物的每个墙面，达到获取建筑物侧面结构的目的，最终提取建筑物的高度和整体轮廓。

3.3数字表面模型生成和真正射影像纠正

多视影像密集技术已经成为新一代的空间数据基础的重要技术，能够对地形地貌的起伏特征通过高精度分辨率的数字表面模型表达出来。在多角度倾斜影像测量中会存在着尺度的差异，遮挡和阴影等问题，想要解决以上这些问题就要利用自动空三计算出来的影像外方位元素，将匹配单元进行分析和选择，引入算法进行计算，从而对计算效率进行提升。高密度的数据在获取后要经过滤波进行处理工作，才能融合各种不同的匹配单元，形成统一数据。多视影像技术包含大量的多角度影像，有数据密集和计算密集两大典型的特点。通过对地形和离散地形的轮廓、面片拟合、屋顶重建等几何特征进行信息提取，语义信息通过影像分割、边缘提取和纹理聚类等方法进行提取，从而建立全局优化的采用策略，最后进行整体均光处理。

4无人机倾斜摄影测量技术的应用

4.1在绘测地形图中的应用

近年来，随着城市建设的快速发展，许多外观造型复杂及测量精度要求较高的高层建筑物应运而生，建筑物的外形趋向复杂化。时代的进步推动了现代化城市的数字化信息发展，与此同时，其对地理空间的信息精准度要求也不断提高。无人机倾斜摄影测量在各行业各领域工程的地形测量中构建了全新的三维地形测量体系，开发出了一种全新的测量技术。通过三维建模软件，可以将无人机倾斜测量获得的数据进行输入、整合和构建，最终形成直观、清晰的三维模型。该模型能够反映地物的外观、坐标等属性，满足人们对三维信息的需求，同时还能保障测绘的精度，为后续建设打下坚实的基础。凭借其灵活性与机动性，其在获取数据方面上不但能确保精准度，还能够降低人力成本，在满足地形图绘测的同时还能够推进城市数字化进程。

4.2在地质灾害调查中的应用

无人机倾斜摄影测量技术应用在我国地质灾害调查中发挥着明显的作用，它能够迅速且真实地反映受灾区域的具体情况，如受灾规模、大小、程度等状况，帮助救援方充分了解当地受灾情况并制定合理计划有效开展救援工作，并为灾后重修工作提供必要的支持系统。

4.3三维数字城市建模中的应用

第一，资料收集和准备。收集所测区域的相关资料，了解研究区域的周边环境和需要注意的事项，为进行航测做好充足的前期工作。第二，控制点布设、现场摄影。为保障数据的精度，要选择控制点并对其进行测量，在进行航测的同时，应该设计好飞行航线。

地面地物是构成城市三维模型的主要信息，也是城市建筑和交通等重要信息。控制点信息可从前期收集的数字地形图或城市规划设计图上获取控制点平面坐标，也可使用专业测量仪器进行重新测定；同时为了记录部分复杂地貌侧面纹理信息，还需用数码相机现场拍照，便于后期查找与比对。第三，获取影像信息。地面纹理数据信息和地物高程信息数据可通过航天航空摄影技术获得，如无人机倾斜摄影测量技术。无人机倾斜摄影测量系统由飞控系统、地面监控系统、传输系统、地面设备组成。在无人机拍摄前，根据所需要被测地物，设定无人机飞行的航空路线、航摄高度，无人机按照规划的航摄路线拍摄，然后将拍摄的数据信息进行整理，并对影像数据进行质量检查。检查内容包括影像质量、文件格式、影像的重叠度、影像变形及定位定姿系统（position and orientation system,POS）信息与影像对应关系等，若影像符合要求则进一步对获取的航摄影像进行预处理，并将处理后的影像数据成果进行更深入地处理，得到所需成果。

5结束语

当前我国的倾斜摄影测量技术仍处于发展的过程之中，亟需进一步对其进行创新，与此同时，也不要仅仅发展倾斜摄影测量技术这一门技术，努力实现多技术的结合应用化，让他们能够互补结合，形成一种复合型的新兴测量技术，从而推动测量领域的发展。

参考文献：

[1]曹琳.基于无人机倾斜摄影测量技术的三维建模及其精度分析[D].西安科技大学，2016.

[2]卢君成.无人机倾斜摄影在测绘领域的应用[J].科技创新导报，2017，14（34）：94-95.

[3]倪自强.无人机倾斜摄影测量在城市三维建模中的应用[J].智能建筑与智慧城市，2017（09）：57-58.