摘要：随着地理信息系统的应用升级，三维建模技术得到了快速发展和广泛运用。在三维建模过程中，如何把无人机倾斜摄影测量影像处理运用得更好是急需要解决的问题。无人机倾斜摄影测量技术应用的优势是显而易见的，比如：突破了以往航测遥感影像拍摄方法的局限性，方便传感器在不同方位任何角度获取被摄物体的表面信息，并使众多传感器同一时间进行工作，使得采集的工作效率大大提高，保证数据既真实可靠、完整，同时也避免了采集工作的重复性。人们对三维信息的需求都可以通过后期处理得到，影像解译后还可以获得更多信息。
关键词：无人机倾斜；摄影测量技术；应用
引言
随着地理信息系统的应用升级，三维建模技术得到了快速发展和广泛运用。在三维建模过程中，如何把无人机倾斜摄影测量影像处理运用得更好是急需要解决的问题。无人机倾斜摄影测量技术应用的优势是显而易见的，比如：突破了以往航测遥感影像拍摄方法的局限性，方便传感器在不同方位任何角度获取被摄物体的表面信息，并使众多传感器同一时间进行工作，使得采集的工作效率大大提高，保证数据既真实可靠、完整，同时也避免了采集工作的重复性。人们对三维信息的需求都可以通过后期处理得到，影像解译后还可以获得更多信息。
1、无人机倾斜摄影测量技术概述
为了实现对无人机倾斜摄影测量技术的高效利用，需要对该技术的相关内容有着必要的了解。这些内容包括以下方面：
1.1与传统摄影测量的区别
作为一种高新技术方法，无人机倾斜摄影测量方法实践应用中取得了良好的作用效果，未来的发展潜力大。该测量技术相关的倾斜摄影测量，是指通过对需要测量区域各摄站点多个方向（像垂直、左视、右视的等）影像的有效获取，实现三维实景模型构建，进而对测量过程中的摄影区域的横断面、性质、场景模拟等特征进行深入分析并展示出来；若测量过程中采用传统摄影测量方式时，则需要对测量区域各摄站点的中心投影影像进行充分考虑，进而对处理得到的正射影像加以使用，了解被摄影地物特征，像性状、地理位置等。因此，倾斜摄影测量与传统摄影测量是有区别的：前生成可正射影像；后者在得到正射影像的同时还能实现三维实景模型构建。
1.2在使用无人机与有人机倾斜摄影测量的过程中，需要对二者的优缺点有着一定的了解。其中，无人机倾斜摄影测量实践应用中具有灵活性强、时效性显著、生产活动影响小等优点，缺点在于：留空时间短、每次飞行时的测量区域相对小；有人机倾斜摄影测量使用中的优点在于：摄影范围广、摄影姿态较为稳定，缺点在于：成本高、申请飞行程序复杂、飞行中的拍摄时间受限等。因此，需要根据实际情况，注重这两种测量技术的配合使用。
1.3无人机倾斜摄影测量技术使用中具有自身的优点：精度高、分辨率良好、性价比高，三维地理信息框架搭建时花费的时间短、三维城市建模成本低等。同时，对基于无人机倾斜摄影测量技术下获取的数据进行处理时，需要注重数字表面模型生成、多视影像的联合平差等关键技术的配合使用。
2、无人机倾斜摄影测量技术
2.1无人机数字影像获取
倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器（目前常用的是五镜头相机），同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像，获取地面物体更为完整准确的信息。垂直地面角度拍摄获取的影像称为正片（一组影像），镜头朝向与地面成一定夹角拍摄获取的影像称为斜片（四组影像）。
海量的倾斜模型数据和模拟的三维立体不仅验满足了旅游、景区等行业应用，更为房产、国土、城管、智慧城市、规划、水利、电力、矿山开发及能源开采等行业应用提供了基础平台。同时基于GPU的三维空间分析功能与倾斜摄影模型的高精度的结合，可以在突发事件时快速反应事发地周围的详细信息，在应急行动中对人员及财产的安全有时甚至能起到决定性作用。
2.2无人机影像特征提取
特征提取详细的操作主要是对于影像中同名点的图像信息，利用仅仅一台计算机进行提取，使相同的影像特征存在于信息，并将信息归类划分，最后呈现的是一个个各异的子集，这样的子集的构成一般都是由一个单独的点、一条相连接续的曲线、一个相连接续的地域共同构成的。在实行提取时每每都必须要有依据，但是详细的应对措施还需要根据当前面临的状况来决策，打个比方就是对于灰度在一定的区域散布的情况，经过研究这一情况来一步步固定位置、形状、大小。
2.3影像匹配技术要点
影像匹配是指通过一定的匹配算法在两幅或多幅影像之间识别同名点的过程。它是图像融合、目标识别、目标变化检测、计算机视觉等问题中的一个重要前期步骤，在遥感、数字摄影测量、计算机视觉、地图学及军事应用等多个领域都有着广泛的应用。基于无人机摄影测量中的图像匹配研究，探索采用各种算法进行特征点检测与匹配，然后进行自动空三解算，最后生成DEM和DOM。由于匹配点的分辨率决定了DEM和DOM的精度，因此根据此类影像的特点探索适合的特征匹配算法，对于提高正射影像及其它产品的精度十分必要。根据提取特征的层次，可将影像匹配方法分为三类：基于灰度的图像匹配算法，基于特征的图像匹配算法，基于理解和解译的图像匹配算法。比较典型的计算方法有协方差法、相关系数法、平均绝对差法、零平均标准相关系数法、平均平方差算法等。
3、无人机倾斜摄影测量在矿山监测中的应用
通过无人机倾斜摄影测量可以同时获得高分辨率的真正射影像（TDOM）和三维实景模型，管理者可以清晰直观地观察矿山开采情况，制定相应的管理措施。
3.1开采范围监测
矿区的监测主要集中在矿坑的采矿区和是否超过矿区。在无人机倾斜测量中，可以得到高分辨率的真实投影图像（TDOM）数据和高分辨率的三维现实模型数据。在TDOM取得的成果中，可以通过开采矿山边界线的开采，直接看到项目区域和地形的整个范围，以及采矿权证书矿区的拐点坐标的附件叠加比较，确定是否跨境开采，如果越界，可在软件中对越界部分进行平面量测，量算出越界开采面积等数据，为矿山开采范围监管提供证据（如图2所示，红线区域为采矿许可范围，黄线区域1、2、3处为越界开采范围）。目前，无人机测量平面精度可达厘米级，大大提高了矿区监测精度。
图2矿山越界开采监管示意图
3.2动态储量监测
一是在本文采用三维扫描软件对软件中的垂直三维模型进行了测量，并进行了计算。在三维模型上进行倾斜测量，对矿山开采过程进行动态监测，为矿山的管理提供直观、准确、及时、有效的数据支持。
二是可根据两次无人机倾斜摄影测量得到的矿山DEM数据，在GIS软件中，利用网格区域的统计工具来计算不同的参数。对矿山动态储量进行监测。无人机倾斜摄影测量得到的DEM精度较高，点云密度较大，反映矿开采情况，计算精度较高，满足矿山动态储量监测的要求。
4、结语
倾斜摄影测量可以从多角度观察地物，更加真实的反映地物的实际情况，弥补基于正射影像应用的不足。在倾斜摄影测量的基础上采用了先进的定位技术，嵌入了精确的地理信息，可以直接通过支持软件对图像的高度、长度、面积、体积等进行测量，大大扩展了遥感图像的应用领域，能够有效的解决矿山监测中传统测量成本高、周期长，数据采集难度大、不精确等问题。
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论文作者:赵伯超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/24
标签：无人机论文; 测量论文; 影像论文; 矿山论文; 技术论文; 射影论文; 模型论文; 《基层建设》2019年第3期论文;