关键词：无人机倾斜；摄影测量；大比例尺地形图；测绘方法
引言
无人机倾斜摄影测量技术能从一个垂直、多个倾斜角度同时采集影像，弥补了正射影像不能反映地表真实三维景观的缺陷，显著提高了快速三维建模的速度。无人机飞行质量、多视影像质量、像片控制点精度、联合平差精度（空三加密精度）等，对改善提高利用无人机倾斜摄影测量技术生成DEM、DOM、DLG、DRG及3D模型的精度至关重要。
1无人机倾斜摄影测量技术概述
无人机作为一种无线电遥控设备及自动程序控制装置操纵的不载人飞行器。无人机对于数据的勘测及分析，具备了较高可靠性、多样组合性以及机动灵活性。现如今我国共计有300多家从事无人机行业的企业，但是尚未形成比较配套的齐全销售服务体系。随着我国近些年科技水平的不断提升，以及市场需求的逐步扩张，无人机领域技术获得了不断创新改良。无人机的遥感技术作为以电磁波理论为依据，运用多种传感器设备能够实现对远距离目标的辐射及反射电磁波信息收集、处理及成像，实现对地面的探测及识别综合技术。遥感技术的不断创新改良是为了能够对现实问题的高效解决，但是就现阶段来讲，遥感数据分析的精准度还尚且亟待提升，应用效率也普遍较低。无人机倾斜摄影测量技术突破了传统正摄影像仅仅基于垂直视角拍摄的技术局限，能够架载多台传感器设备或单台多角度安置的多镜头系统设备，基于垂直、倾斜的不同角度完成影像采集。该技术很大程度的拓展了遥感影像运用领域，例如在城镇低效用地在开发调查工作中。通过运用无人机倾斜摄影测量技术，能够对调查地区的具体低效用地分布情况、区位特征、面积、权属及用地可利用程度，还有用地的适宜开发情况完成识别和记录，用于后续调查和分析工作，将倾斜摄影系统获取到的海量栅格影像数据汇总录入至影像处理系统内经由一系列的运算、处理创建三维模型，真正实现了自动化、动态化管理生产流程。
2无人机倾斜摄影测量基本原理
无人机倾斜摄影技术，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机上搭载多台摄影仪传感器，同时，从下视、前视、后视、左视、右视，配合惯导系统获取高精度的多视影像信息，并通过专业软件对多视影像信息进行自动空三、密集匹配、DSM生成与TDOM纠正或三维建模等，将用户引入符合人眼视觉的真实直观世界。
3基于无人机倾斜摄影测量的大比例尺地形图测绘方法
3.1无人机型号及飞行参数
文章以某金属矿山1/2000地形图测绘工作为例，分析该技术在大比例尺地形图测绘中的主要步骤。本次采用的无人机型号为HO1600，摄像机为南方测绘倾斜数字航空摄影相机，搭载五棱镜头，配置其他管理及定位系统。根据测绘区域地理位置以及气候条件，设置飞行时段为7月上午10点至下午4点，飞行高度为350m，旁向重叠度和航向重叠度均设置为65%。此外，由于测绘区域地形地貌变化较大，根据地形地貌变化特征将飞行区域划分为两个飞行子区。在测绘区域野外踏勘以及飞行计划编制的基础上，开展测绘区域的外业影像采集工作。在飞行过程中，采用1个垂直摄影相机和4个倾斜摄影相机，获取不同方位的影像资料。飞行过程中严格按照像控点和加密点执行，防止飞行“留白”。
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图1无人机倾斜摄影技术流程示意图
3.2像控点测量
像控点的布设质量直接关系着无人机倾斜摄影测量质量，因此，在布设像控点过程中应注意以下几点内容：①若像控点位于飞行子区块之外，则该类像控点以控制测量整个测绘区域为基础，因此应布设在测绘区域边界线以外，且位于航向大于100m、航向基线不少于1条的区域；②若像控点位于航线两段，则要求像控点的左右偏离半径不大于半条基线的长度；③像控点的布设位置应该不存在地形争议，即布设于地形易识别的区域，此外，像控点的标准必需是清晰的，一般选择地块角、房角等地物，若像控点为多个地物的交汇部位，则必需满足多个地物的交汇角介于30°~150°之间；④像控点一般布设在周边地形变化较小的区域，如山头等部位，可以有效的提高无人机倾斜摄影测量精度；⑤像控点布设应避开植被发育、墙角等部位，防治在飞行摄影过程中因遮挡而无法获得像控点的信息；⑥像控点的布设位置一般选择交通条件方便、易于保存的区域，可作为二次矿山测量的水准点等。
3.3空中三角加密测量
空中三角加密测量是提高航测精度的重要数据处理流程，这是由于在无人机航空摄影过程中虽然采用了多方位、多视角拍摄，但是难免受到植被、高大建筑物遮挡等问题造成摄影“空白区”出现，使得无人机倾斜摄影测量在局部区域的测量精度达不到实际要求，进而影响整体测绘精度。此时，需要对航空影像数据进行三角加密测量以及校正流程，采用无人机航拍过程中系统自动保存的POS数据进行方位元素的预测，进而将植被、高大建筑物等影响因素剔除，可以有效的改善及提高测量精度。在完成空中三角加密测量后，再经过其他校正处理、约束网平差等步骤，可根据实际需求生产DEM、DOM、DSM等产品。
3.4数据采集与三维建模
大比例尺矿山地形图的三维建模是实现数据采集的基础，在经过影像数据处理软件的几何校正、平差处理、多视角匹配等操作的基础上，进一步获取测绘区域的三维倾斜模型。在此基础上采用倾斜摄影配套的数据处理软件获得测绘区域地物、地形信息，即数据的采集。数据的采集主要包含三个方面的内容：一是地物要素的人工采集过程，即通过手动的方式采集测绘区域像控点信息，提取建筑物轮廓等；二是自动获取三维地形信息，主要指的是等高线、高程点信息的自动化提取，仅需要后期人工整饰处理即可；三是遮挡等问题的处理过程，以摄影影像数据为基础，结合全站仪水平测量等对遮挡区域进行补充测量，弥补测量“空白”等问题。此外，在数据采集过程中要根据输出地形图比例尺大小等确定等高距、高程注记点的疏密等，以图形表达美观、符合规范要求为基本原则。
3.5地形图绘制
根据所需比例尺地形图规范要求，按规定的符号和表示方法描绘地物、地貌的平面位置和高程。利用中海达Hidate对三维模型矢量化绘制线画图，在线画图中表示居民地、交通、水系、植被、地貌、注记及高程等要素，最终生成地形图。
结束语
近年来，无人机倾斜摄影测量技术已经被广泛应用在测量工作中，并且取得了良好的应用效果，进一步提高了测量工作的效率。
参考文献
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论文作者:王小贝
论文发表刊物:《城镇建设》2020年1期
论文发表时间:2020/4/3
标签：无人机论文; 测量论文; 地形图论文; 比例尺论文; 地物论文; 区域论文; 影像论文; 《城镇建设》2020年1期论文;