摘要：相对于传统的测量技术，倾斜摄影测量主要是在飞行器上安装多个传感器，以实现不同维度的实物坐标信息采集和处理。随着科学技术的不断完善，当前倾斜摄影测量技术逐渐朝着无人机的方向发展，使其应用的范围更大，对于一些复杂地区的测量，可以实现精准度更高的测量。文章对无人机低空摄影测量在三维建模中的应用进行了研究，以供参考。
关键词：无人机低空摄影测量；三维建模；应用措施
1无人机倾斜摄影测量的优点
1.1精确性
利用该技术对地面上的物体进行测量的过程中，其具体的位置高度以及整体外观等数据可以准确显示出来，营造相对较强的真实感。与传统的人工模型相比，利用无人机倾斜摄影测量技术开展设计工作时，其仿真度更高，工作效率也能得到保证。
1.2低成本性
利用该技术可以有效完成空间测量和数据成像等要求，及时将规范性数据输出来，还能在原有技术要求的基础上获得更多不同类型的数据信息，方便后续三维建模工作以合理方式开展，这明显降低了建设过程测量设计过程中的成本支出，性价比相对较高。
1.3高效率性
利用该技术开展摄影测量工作，可以及时完成城市的三维建模。在此过程中还会对相关数据进行必要的调整，与传统方法的相比，其工作速度和效率得到明显提高，建模耗费的周期大大缩短，可以及时推动后续各项工作以合理方式开展。
2无人机倾斜摄影测量技术
2.1多视影像联合平差
无人机倾斜摄影测量技术应用过程中使用了新的多视影像联合平差技术，可以有效解决传统的测量系统在数据处理方面的不灵敏等问题，以合理方式处理影像之间的遮挡关系，及时确定合理的连接点和连接线等，提高了成像结果的准确度。
2.2多视影像密集匹配
无人机倾斜摄影测量技术在应用过程中使用了多式影像密集匹配技术，不仅提高了摄影测量的分辨率，还增大了覆盖的面积范围。在利用该技术开展匹配的过程中，可以及时对各类多余的信息进行研究，通过明确坐标点的位置，可以获取地面物体的准确三维信息。通过多元影像密集匹配技术，可以利用建筑物的侧面等来提取各类信息，建筑物的边缘信息和文理信息等也可以被充分利用起来，继而形成相对完善的二维数据，通过该技术将其转变为三维数据，建筑物的高度和轮廓信息等可以及时提取出来。
2.3模型生成和影像纠正
在多视影像技术的帮助下，可以及时将地面建筑物的各类数据扫描表达出来，继而形成相对较为全面的数字表面模型。但是在实际测量建设工作开展过程中，受到角度和尺度的差异，很可能出现建筑物遮挡以及阴影等现象。为了降低概率因素对数字表面模型造成的影响，应当及时利用影像外的方位元素来开展匹配设计工作，结合当前比较相对的算法等开展各项计算，提高计算效率的同时合理确定建筑物的高度等相关数据，保障三维建模工作的精确性。在获得了高密度的数据之后，应当及时进行滤波处理等工作，将不同的匹配单元融合起来，形成整体统一的数据。在利用多式影像技术开展各项工作的过程中，应当及时对屋顶重建等几何信息进行提取，结合其他相关技术来开展信息优化等工作，制定合理的全局优化措施，合理开展均光处理，保证各项工作的有效性。
3案例分析
3.1 测区概况及成图要求
测区为某矿区废弃矿山，为进行废弃矿山地质环境治理，制作该矿山实景三维模型及地形图。测区为不规则多边形（图1），测区面积约1.7 km2。测区海拔约30～110 m，高差约80 m，地形为丘陵，无高山，无高大建筑物，飞行空域良好。
测图比例尺为1：1 000，地形为丘陵，精度要求平面位置中误差为±0.6 m，等高距为1 m，等高线插求点中误差为±0.5 m。
3.2 像片控制测量
本次像控点采用区域网布点方式，像控点基本按照400～500 m间距布设1个像控点，共布置14个像控点，其中10个控制点参与平差计算，4个控制点用做空三检查点。像控点施测采用基于网络CORS站的网络RTK测量方法，每个控制点独立观测2次，平面坐标系统采用“2000国家大地坐标系”，高程基准为“1985国家高程基准”。通过检查及计算，像控点平面中误差0.023 m，高程中误差0.034 m，满足像片控制点相对于最近基础控制点的平面位置中误差，平地、丘陵地不超过0.12 m，高程中误差，平地、丘陵不超过0.1 m的要求。
3.3 倾斜摄影航飞
航摄设计以青蜓无人机配套的地面监控软件青蜓1系列航空摄影系统，以谷歌影像数据为基础背景图，确定任务区域范围，依据设计的地面分辨率、相对航高、基线、航线间隔等信息，完成航线设计（图1）。本次设计相对航高368 m，航向重叠度80%，旁向重叠度60%，航线间间距198 m，航向拍照间距74m，像片地面分辨率8 cm，本测区共飞行4架次，获取0.08 m分辨率的倾斜摄影影像1 015张。
图1 测区范围及航线设计
3.4实景三维模型制作
目前市场上实景三维建模软件主要有街景工厂StreetFactory、ContextCapture、PhotoMesh、DP-smart等软件。本次应用实验采用ContextCapture软件，该软件是基于图形运算单元GPU的快速三维场景运算软件，无需人工干预从简单连续影像中生成最逼真的实景真三维场景模型。
实景三维模型包括以下过程，首先为多视影像联合平差，本次10个像控点参与平差计算，4个像控点进行空三检查，检查结果为检查点平面误差4.1cm，高程误差22.5 cm，参照《数字摄影测量空中三角测量》规范，满足1：1 000空三规范要求；其次多视影像联合平差及密集匹配后，生成三维TIN及白模，最后通过纹理映射后生成实景三维模型。
3.5 矿山地形要素采集
本次基于实景三维模型的矿山地形要素采集，使用清华山维EPS三维测图软件模块（试用版）。基于实景三维模型的EPS的DLG测绘数据采集，采用二三维一体化，实现测量外业工作的内业化，二三维符号一致、二三维编辑联动，快速简易的采集方法，媲美航测。
3.6精度分析
本次矿区主要侧重于地形要素的采集，本次通过在实景三维模型上直接采集高程点，然后通过采集的高程点生产等高线。通过实地采集地形高程点，与生成的等高线高程进行对比，进行等高线精度统计。
通过实地采集20个特征点包括房屋角点、道路交叉点等，计算出平面
精度29.2 cm，通过实地采集40个高程点，计算得出等高线插求点的高程精度为42.8 cm，满足1：1 000丘陵地区地物点平面位置点位中误差60 cm及等高线插求点高程中误差50 cm的精度要求（注：1：1 000丘陵等高距1 m，等高线插求点中误差为1/2等高距）。
结语
近年来，基于无人机倾斜摄影测量进行三维建模发展迅速，成果其具有纹理真实、数据精度高等诸多优点，无人机测量矿山以后不仅效率高，成本低，而且不用像传统测量那样危险，可以满足矿山地形测量的同时，也可以保留矿山三维模型，便于存档以及设计需要。
参考文献：
[1]杨国东，王民水.倾斜摄影测量技术应用及展望[J].测绘与空间地理信息，2016，3901：13-15+18.
[2]曲林，张淑娟，冯洋，等.倾斜摄影测量高中低空解决方案研究[J].测绘与空间地理信息，2016，3901：19-20+23.
论文作者:陆忠堂,覃柳姣
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/22
标签：测量论文; 无人机论文; 高程论文; 误差论文; 技术论文; 影像论文; 等高线论文; 《基层建设》2019年第24期论文;