摘要：随着无人机技术、机载定位技术、图像处理技术的快速发展，新兴现代化测量技术已广泛地应用于城市快速三维建模中和大比例尺地形图测量中。本文以无人机倾斜摄影技术为研究对象，分析了该技术的优势，简要地介绍了该技术在测绘工程中的应用，通过实例认为，无人机倾斜摄影技术足以满足现代化测绘工程领域的基本要求，可以进行大规模的推广使用。
关键词：无人机倾斜摄影技术；测绘工程；应用研究
一、无人机摄影技术
无人机摄像技术是在无人机上搭载多个影像采集传感器，并且同时从垂直和4个倾斜的方向采集出5个不同角度的影像，拍摄出一个真实直观的世界。伴随着无人机技术的高速发展，相关行业对无人机所具备的垂直摄影技能和倾斜摄影技能进行广泛使用。通过对无人机的这2种技术进行对比发现，无人机倾斜技术可以在各种角度获取高分辨率的影像信息，还能自动生成数字三维模型，并非常广泛地应用到城市管理、应急救灾抢险和建设数字城市过程中。对比传统垂直摄影技术，再也不用配戴立体观测眼镜开展测图工作。
二、无人机倾斜摄影技术的优势分析
与传统的摄影技术相比，无人机倾斜摄影技术具有明显的优势，主要体现在以下几个方面：（1）能够从多角度获取摄影目标物的影像，与正射影像相比，该技术能够从多方位观察目标物，能够快速的实现目标物侧面纹理信息的获取，有效的弥补了正射影像仅从直射方向获取目标物信息的缺点，且该技术获得的数据信息更适合于建设三维数字城市等，降低了建设三维模型的成本；（2）实现了单张影像量测，借助相应的处理软件系统实现了单张影像中高度、角度、面积、长度、坡度等信息的获取；（3）获得的倾斜影像分辨率更高，影像色调、纹理更清晰，有助于更真实的还原目标物的实际面貌；（4）与GIS技术数据相比，倾斜摄影技术获得的数据量小，便于网络化应用，有助于推动数据共享建设进程；（5）简单、高效生产DEM、DOM，该技术在数据采集过程中具有高的采集效率和精度，提高了生产DEM、DOM等的效率。
三、倾斜摄影技术
倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术，它颠覆了以往正射影象只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从1个垂直和4个倾斜5个不同的角度采集影像，将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。倾斜摄影测量是通过获取研究区域各摄站点含垂直、前视、后视、左视、右视5个方向的影像，生成三维实景模型来研究被摄区域地物的平面位置、大小、性质、形状、侧面、立面、纵横断面、地形起伏及场景模拟等特征的高新技术方法。而传统的摄影测量主要是通过获取研究区域各摄站点的中心投影影像生成正射影像来研究被摄地物的平面位置、大小、形状和性质。传统的摄影测量主要用于生产正射影像、测制各种比例尺地形图；而倾斜摄影测量除了可以生产正射影像、测制各种比例尺地形图，还能生产三维实景模型，测量地物的侧立面和纵横断面，进行三维场景模拟等，360°无死角地对地物进行研究，极大地扩展了摄影测量的应用。
四、无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的应用
4.1外业倾斜摄影航线设计
外业倾斜摄影航线设计是无人机倾斜摄影技术在测绘领域中应用的基础，在航线设计过程中，将无人机的飞行高度、分辨率要求等详细信息标注在设计图中。本文以某测绘区域为例，旁向重叠度选择70%，航向重叠度选择75%。
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4.2无人机数据处理
软件及优势分析本文所使用的数据处理软件为SouthUAV空三软件，该软件具有以下几点优势：（1）该技术能够提供在线自检校功能；（2）实现了低空影像自动空中三角控制平差处理等；（3）实现了自动、人工、自动—人工三种建模方式；（4）可获得精度高的点云数据、三维模型图、空三加密成果等；（5）能够高效的生成DEM、DOM等成果；（6）能够融合多种软件进行配套使用，如CASS、JX－4、VirtuoZo等软件，拓宽了影像应用范围；（7）显著的提高了运算速度。此外，该技术可以利用南方影像处理云平台，使用“云”里的信息为客户提供服务，实现对于云计算平台资源的管理、硬件及应用系统的性能和故障监控。云服务提供：面向云服务消费者，提供统一登陆界面和访问；通过虚拟化技术进行整合，形成一个对外提供资源的池化管理（包括内存池、服务池、储存池等），同时通过云平台的管理，对外提供运行环境等基础服务；提供数据挖掘、数据分析和数据展现工具，实现“一键处理”，整合成三维成果，节约人力成本，大大提高作业效率。
4.3地面GPS同步观测
（1）地面GPS布设。为保证数字相机系统和机载GPS/IMU系统技术的实施，在测量范围内有利的区域布设GPS接收机，便于同步进行GPS观测并获得相应的观测数据，在完成后对其进行GPS解算，判断其精度是否能够满足基本要求。（2）GPS接收机与观测。在完成GPS观测站建设的基础上，进行同步数据的观测，需要满足一下几点内容：（1）GPS接收机采用双频仪器，且精度越高越好，采集数据间隔为1s；（2）在观测过程中要配备充足的电源，确保观测过程中供电不间断；（3）在无人机飞行前，需要进行至少8min的同步初始化测量后才能进行飞行摄影；④无人机返回后，也要进行至少8min的静态测量后才能结束本次测量工作。
4.4POS数据处理
（1）文件处理。在无人机航空摄影过程中产生了大量的文件数据，包括了相机的曝光信息、GPS设站点的伪距坐标、飞行时间信息等。因此，在文件数据处理过程中将无用数据剔除掉，即在无人机整个飞行过程中，对所记录的内容进行适当的数据处理，将相机曝光时刻的Mark记录与文件中的曝光记录相对应一致，为后期POS数据的处理奠定基础。（2）GPS数据处理。GPS数据的处理是实现倾斜摄影数据处理的基础，将原始数据下载后进行预处理工作，把原始数据的DAT文件转换成为具有统一格式的O文件和N文件，将数据中的出发事件TXT文件分离出来，为后期开展GPS精确处理和Mark点内插提供基础。
五、无人机倾斜摄影测量技术的关键
做到多视影像联合平差是无人机倾斜摄影测量技术的关键所在。无人机倾斜摄影搜集到的影像主要包含垂直摄影影像和倾斜摄影影像2种。无约束区域网平差、附加约束的区域网平差以及倾斜摄影的直接定向为倾斜摄影测量主要方位。多视影像密集匹配是无人机倾斜摄影测量技术的另外一个关键技术所在，相较于传统摄影影像方式，倾斜影像可以使地上的物体几何变大并且让分辨率变大。无人机倾斜摄影测量技术，经过对三维模型生产与倾斜摄影所得影像进行预处理，可以制作三维模型。
六、无人机倾斜摄影获取的数据流程
无人机倾斜摄影获取的数据流程，首先是基础信息完整获取，无人机倾斜摄影能够快速地获取地上物体的信息，这种信息包含了城市房屋的外框以及周边等的矢量信息，工作人员基于倾斜摄影的信息，通过这些信息快速生成三维模型测绘地形图。其次是快速建立模型库，以无人机倾斜摄影提供的数据为基础，借助第三方数据处理软件，通过对无人机倾斜摄影数据的提取，人机交互三维建模，生成三维模型，检查数据无明显的错误后，进行三维模型的计算，建立空间系统的参考，提交工程，设置一个名称，这样之后就可以查看模型的生成结果。
结语：
无人机倾斜技术在现代化测绘领域中具有广泛的应用，经过大量社会实践表明，该技术能够满足大比例尺地形图测绘、建筑工程测量、水利水电工程测量等领域的精度要求，能够满足社会发展的基本需要。因此，可以进行大规模推广使用。
参考文献：
[1]赵玉江，王岳．无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的应用[J].工程建设与设计，2018（20）：277－278．
[2]于晶晶．无人机倾斜摄影测量技术在测绘大比例尺地形图中的应用［J].山东工业技术，2018（17）：111．
[3]明国辉．无人机倾斜摄影测量技术在电力工程中的应用[J].工程建设与设计，2017（20）：199－200．
论文作者:李大琦
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/9/2
标签：无人机论文; 测量论文; 影像论文; 技术论文; 数据论文; 摄影技术论文; 射影论文; 《基层建设》2019年第16期论文;