关键词：无人机倾斜摄影；测量；应用
引言
无人机航测技术包含垂直摄影技术和倾斜摄影技术两个方面，后者有效的改善了垂直摄影无法获得更多方位信息的弊端，逐步实现了多角度获取测绘区域信息的目的，显著的提高了测绘精度。与传统的测绘技术相比，无人机倾斜摄影技术具有精度高、周期短的优势，因此逐渐应用于各行业中。
1无人机倾斜摄影测量技术原理
无人机倾斜摄影测量技术是指借助航测系统获取地物位置和姿态信息的一门技术，而航测系统由无人机和多种不同类型、不同角度的传感器组成，基于此系统上的优势，即可获取全面的地表地物位置和姿态信息。整个数据采集过程中，无人机在空中拍摄时会通过GPS和惯导系统自动记录拍摄照片的空间位置和角度姿态，在保障影像航向重叠度和旁向重叠度达到66%以上便可以利用空中三角测量自动解算空间立体模型。由于多角度传感器的存在，该技术可以打破地表建筑与复杂地形的限制，此外由于航测系统飞行高度较低，可高效率地获取地面高质量的多角度影像。同时，其主要通过多视影像的地表地物的同名点坐标实现密集匹配，经此处理可生成密集点云，在此基础上对不规则三角网进行构建。最后，借助ContextCapture软件结合影像POS数据和地面GPS-RTK采集控制点数据等技术实现三维重建。其中，最关键的为空中三角测量，与传统的摄影测量类似，无人机倾斜摄影测量通过后方交会和共线方程原理对影像进行定位。
2无人机倾斜摄影技术优势分析
与无人机垂直摄影技术以及其他测绘技术相比，无人机倾斜摄影技术具有明显的优势，主要体现在：①无人机倾斜摄影技术实现了多角度、多方位实时动态拍摄的目的，促进了矿山测绘由二维向三维转变，为实现智能化矿山奠定了基础；②具有分辨率高的优势，无人机倾斜摄影技术采用了多个无棱镜头，实现了多角度、多方位拍摄的目的，有效的弥补了垂直摄影仅能获取垂直影像的弊端，提高了影像资料的分辨率和精度；③降低了测绘盲区的出现概率，垂直摄影技术受地形地貌以及垂直摄影影像，在测绘过程中往往出现较多测绘盲区，而无人机倾斜摄影技术有效的改善了上述弊端；④具有经济优势，无人机倾斜摄影技术能够在较短的时间内获取较大面积的影像资料，减少了的大量测绘人员外业工作量，缩短了测绘周期，降低了测绘成本，具有较高的经济意义。
3无人机倾斜摄影技术在矿山测绘中的应用
3.1无人机倾斜摄影测量准备工作
本次选用的无人机型号为HARWAR-YT无人机，配套安装相应GPS定位系统、飞行管理系统，选用哈瓦倾斜数字航空摄影相机搭载。无人机倾斜摄影测量技术对无人机飞行条件的要求较高，在使用该技术时应注意以下几点内容：①不同的天气气候对无人机倾斜摄影质量影响较大，因此需根据测绘区域的气候变化选择合适的季节飞行，一般选择在每年的五六月份进行，该阶段气候一般吻合、少雨，普遍适用无人机飞行；②在确定大致飞行时段内要选择具体的气候变化，如选择天气晴朗、无风或者微风天气等，即需要根据测绘区域的气候制定相应的飞行时段，一般选择上午10点至下午2点之间；③重叠度设计问题，根据测绘区域地形地貌变化特征制定相应的旁向重叠度、航向重叠度等参数；一般旁向重叠方向以平行于测绘区域边界的首末航线敷设，并位于测绘区域边界外侧，而航线重叠方向按照超出测绘区域边界设计基线长2倍进行。
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3.2空中三角加密测量
在获取矿山测绘区域影像资料后，需要进行影像数据的预处理，包括影像资料的畸变纠正、旋转、增光匀光等处理。完成上述操作之后开展空中三角加密测量，这是由于无人机倾斜摄影测量技术虽然有效的改善了无人机垂直摄影技术仅能够获取垂直方向影像资料的缺陷，实现了多角度、多方位拍摄测绘区域影像数据的目的，获取的影像数据信息更加全面，降低了测绘区域测绘盲区出现概率，但是无人机倾斜摄影技术不可避免的受高大树木、建筑物等影响而出现摄影盲区，此时需要进行空中三角加密测量，才能够通过航拍过程中自动存储的POS数据进行解算，生产出精度更高的矿区成果资料。
3.3原始数据的采集
以矿山测绘中的地形图测量工作为例，分析该技术在矿山测绘中的应用效果。矿山地形图测绘的原始数据包括测绘区域的影像数据、地面相控数据、POS数据等。测绘所使用的无人机为HO1300无人机，摄像机采用南方测绘生产的数字航空摄影相机，搭载辅助系统等，其中摄影相机从垂直以及4个倾斜角度对矿山区域进行拍摄。根据矿山地形地貌以及区域气候状况，拍摄时间为6月初，本次设计飞行高度为300m，航向重叠度为75%，旁向重叠度设置为65%，设置地面像控点密度为每平方米布设像控点3个。
3.4大比例尺地形图生成
在完成上述数据处理的基础上，为建设矿山三维地形图奠定了基础。其中，点云数据的匹配一般采用单模型点云提取模式进行，将矿山测绘区域分割成不同规模的子区块，进行地形信息的提取等处理。此外，使用无人机倾斜摄影测量技术显著的提高了数据处理的自动化程度，具有效率高的优势，以数据处理软件平台为基础，通过自动化处理生成相应比例尺的地形图，手动采集其他地形信息。所获的地形图需及时检查，对地形图中有缺陷或者错误的区域进行检核纠正，直至地形图所表达信息无误为止。
3.5像控点测量
像控点测量工作是无人机倾斜摄影测量必不可少的环节，是提高无人机倾斜摄影测量质量的主要手段之一。因此，加强地表像控点布设的合理性至关重要，如像控点一般布设在地形无争议、较明显区域等。空中三角加密测量也是提高无人机倾斜摄影测量精度的重要方法之一，但是空中三角加密测量并不完全取决于测绘区域地表像控点的密度，而是与测绘区域的地形地貌和像控点均有较大的关系，如在复杂地形地貌区域，为了提高测绘质量可在规范要求密度基础上加密布设像控点，而在地形地貌变化范围小的平原区域，可适当的降低像控点的布设密度。
结束语
综上所述，无人机倾斜摄影测量技术在大比例矿山测量中具有明显的应用优势，通过实际测量实践表明，无人机倾斜摄影测量能够在较短的时间内完成测绘任务，提高了社会服务效益，获取的大比例尺地形图平面位置中误差为6.5cm，高程中误差为12.6cm，测量精度完全满足相应比例尺误差要求。因此，将该技术广泛的应用于现代化大比例尺地形图测绘中，不仅提高了测量精度，而且降低了测绘更本。
参考文献
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论文作者:彭军
论文发表刊物:《城镇建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/14
标签：无人机论文; 测量论文; 区域论文; 地形图论文; 影像论文; 矿山论文; 技术论文; 《城镇建设》2020年第2期论文;