关键词：无人机倾斜摄影技术；测绘工程；应用??
引言
无人机倾斜摄影是指通过携带有摄像头的无人机，通过多个角度对待测目标进行测量的操作。相较于传统的垂直摄影，倾斜摄影可以将待测物体或地区的高度差展示出来，使所拍摄的景象更加的真实、直观。因此，研究无人机倾斜摄影在测绘工程中的应用，对于提升我国的测绘水平具有重要的意义。
1无人机倾斜摄影技术的原理
1.1倾斜摄影方面的原理
无人机摄影技术通过多个相机的多个角度，对实物及地形进行拍摄。无人机拍摄的角度大多分为两种，一种是垂直拍摄，另一种则为倾斜拍摄。在无人机摄影过程中，通过自身摄影系统和无人机平台系统的结合，来获得摄影成像控制点的数据，进而通过数字分析软件对无人机拍摄道德模型和图像进行数据处理和信息整合。
1.2无人机倾斜摄影的特点
无人机倾斜摄影技术被测绘工程广泛应用的一个重要原因是图像效果更加立体、真实，展示了所拍摄区域最真实的状态。其次，无人机操作摒弃了传统操作的局限性，除操作复杂性降低之外，可控制性也大幅度提升。无人机通过实现遥感控制，它的图像采集的时间相较于以前来说也减少。因此，无人机倾斜摄影技术具有构建真实三维信息和模型的作用，通过有效的数据支持提升了测绘的效率和质量。
1.3对无人机倾斜相机的要求
作为无人机倾斜摄影的关键，摄影的镜头尤为重要。镜头的种类较多，对于无人机倾斜摄影系统来说，单头和多头摄影镜头应相结合，从而获取多个角度的图像，提高图像和数据的准确性。无人机在进行航空测量时，对镜头像素的要求较高，同时由于倾斜摄影技术本身的复杂性，因此测量过程中不能采取单一的像素。为了更好地控制成本，通常情况下将镜头的3500像素降低为2000万左右，对图像的曝光也进行一定的控制。无人机系统的电池的使用寿命也需要引起注意，在特殊情况下，为了满足特定的测绘工程的测量，相机的工作时间一般超过90分钟。对于这种情况而言，应使用具有曝光功能的相机来应对测量的特殊要求。
2无人机倾斜摄影的技术优势
2.1多角度获取信息
垂直摄影仅存在一个摄影角度，因此，难以获得顶部之外的信息，获取信息的能力非常有限。而无人机倾斜摄影通过多个多角度的摄像头，实现对待测目标的多角度观察，这种方式可以得到目标的侧面信息，从而弥补了传统垂直摄影的局限性。从多角度获取信息可以为测绘工程中三维模型的建立与三维测量工作提供有效的参考，从而提升三维测绘水平。
2.2便于还原待测目标
对待测目标的还原是测绘工程中的重要环节，可以为后续工程提供参考。而传统的垂直摄影方式因无法取得待测目标的侧面信息，在进行还原工作时会存在困难，而无人机倾斜摄影通过多角度拍摄的方式，可以得知待测目标的顶部与侧面信息，以及角度、高度、坡度等各项信息，极大地方便了还原工作。
2.3成像更清晰
倾斜摄影所搭载的摄像头具备更强大的成像能力，所拍摄的影像的分辨率更高，各种纹理等也能清晰可见。这对分析目标特征及其周围环境的工作有着非常大的帮助。
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3无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的应用
3.1对于测绘中倾斜摄影的航线设计
作为倾斜摄影中测绘工程基础的外业倾斜摄影航线设计，通过该过程中将无人机的飞行高度、距离以及摄影镜头的分辨率等进行标注，一定程度上可以提升数据分析的准确度。同时对区域设计更加完善。
3.2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。
3.3POS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。
3.4质量控制
相较于传统的垂直摄影技术，倾斜摄影技术不但信息更加丰富，其质量也可以得到良好的控制，这对于高精度测绘来说非常有帮助。倾斜摄影中的质量控制主要包括2部分，一是数据获取过程中的质量控制，二是数据本身的质量控制。（1）数据获取中的质量控制。无人机在摄影中需要取得大量的数据，因此，决定数据获取质量的影响因素很多，例如，摄影的时间、倾斜摄影的角度、摄影的高度、照片质量等。而倾斜摄影的方式可以将不同角度下所拍摄的影像进行比对，通过对不同角度下影像的重叠度进行分析，可以有效地保证测绘工程中无人机成像的质量。同时，结合预先设计好的航线，可以最大限度地保证所拍摄的影像的质量，在所拍摄的影像不符合测绘的要求时，可以及时地进行补拍，从而减小测绘工程中的误差。（2）数据质量控制。数据质量是决定测绘工程水平的关键，当无人机拍摄完毕后，需要借助POS对其所拍摄的数据进行处理，同时对GPS数据进行分析，以便对数据不连续的部分进行补全。而倾斜摄影在提升数据处理质量方面具有天然的优势，倾斜摄影方式获得的数据信息更加全面，因此，数据不连续的部分较少；同时信息密度较大的数据也可以显著提升数据补全工作的效率。
结语
无人机倾斜摄影测绘技术作为一种新型的遥感数据获取的重要手段之一，有着传统摄影技术无法比拟的优势。随着无人机技术的逐步发展，无人机倾斜摄影技术的普遍运用，把原本大量的外业工作转变成内业工作，极大地解放了测绘人的劳动时间和劳动强度，降低了测量技术成本。因此，无人机倾斜摄影技术的运用前景非常大。
参考文献
[1]张军,高洁纯.无人机三维倾斜摄影技术在矿山监测中的应用[J].世界有色金属,2018(19):17-18.
[2]潘成军.无人机倾斜摄影在道路工程中的应用与分析[J].测绘工程,2018(12):64-69+74.
[3]张朝丰.无人机倾斜摄影技术在矿区工程测量中的应用[J].世界有色金属,2019(11):15+17.
[4]谭仁春，李鹏鹏，文琳，潘澄．无人机倾斜摄影的城市三维建模方法优化［J］．测绘通报，2019(11):39-42．
论文作者:李福强
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第24期
论文发表时间:2020/4/14
标签：无人机论文; 数据论文; 工程论文; 摄影技术论文; 测量论文; 信息论文; 数据处理论文; 《建筑实践》2019年第24期论文;