库尔勒天拓勘察测绘院 新疆尔勒市 841001
摘要：目前，在建筑规划竣工地形图的测绘中运用无人机倾斜摄影测量技术，不仅仅可以确保规划竣工的测绘精度达到要求，且还可以有效的提升测绘的效果和生产效率。但是该项技术运用还存在一定的局限性，其主要表现在：地面分辨率不足，影响成图的精度；模型扭曲变形的情况，在测量时就需要结合其他方式进行补充处理；该项技术的设备软件需要的成本和维修费用比较高，在工程中就难以实际推广。鉴于此，本文主要分析无人机倾斜摄影测量在建筑规划竣工测绘中的应用。
关键词：无人机倾斜摄影测量；建筑规划；竣工测绘
引言
将无人机倾斜摄影测量技术应用于建筑规划竣工测绘，获取记录三维数字信息的规划竣工测量成果，将是未来测绘服务城市规划管理的发展趋势。国家测绘地理信息局于2014年12月18日发布的《城市建设工程竣工测量成果规范》(CH/T6001－2014)中已包含了三维模型成果的相关要求和内容。无人机倾斜摄影测量技术的应用可以打破以往航测遥感影像拍摄方面的限制，其支持多台传感器从不同角度进行数据采集，且采集速度有很大的提升，数据的真实性、有效性以及实时性均有所保障，充分满足人们对三维信息的需求。
1、倾斜摄影测量与传统摄影测量的区别
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。
2、无人机倾斜摄影测量技术的特点
①无人机具有灵活性、飞行高度的特点，且其中包含很多相机组，能够在飞行过程中实现全方位无死角拍摄，充分获取影像数据；②相邻影像间航向重叠度和旁向重叠度高影像表达内容十分丰富；③其自动化特征较为明显，整个操作过程中鲜少需要进行人工操作，自动化的影像匹配和建模等工作，往往均由计算机独立完成；④以往的影像机虽然也可以起到信息收取作用，但鉴于其性能不完善，导致获取角度较为单一，通常只是以顶部纹理为主，而倾斜摄影技术则与其有很大的不同，其不仅可以实现顶部纹理的采集，同时也可以对侧面纹理进行映射，保证了信息的全面性；⑤综合成不低。虽然该技术的应用会耗费一定的成本，但其应用年限较长，且应用效率高，能够大量减少人们的工作压力，也可以减少工作时间，在最短的时间内创造更多的价值；其应用领域虽然在不断拓展，但至今为止其依然活跃在数据采集和城市三维模型生产方面，今后还应对其进行系统完善，以期能够在更多领域中发挥作用。
3、无人机倾斜摄影测量数据处理关键技术
无人机倾斜摄影测量获取的多视影像数据，不仅包括垂直摄影数据，还包括4个方向的倾斜摄影数据。进行无人机倾斜摄影测量数据的处理，需要能很好地处理倾斜摄影数据，而传统的空中三角测量软件又无法很好地处理倾斜摄影数据，因此，无人机倾斜摄影测量数据处理需要解决4大关键技术：多视影像的联合平差、多视影像的密集匹配、数字表面模型（DSM）生成和真正射影像(TDOM)纠正。无人机倾斜摄影测量数据处理的主要技术流程如图1所示。
图1 无人机倾斜摄影测量数据处理流程
4、无人机倾斜摄影测量在建筑规划竣工测绘中的应用
4.1、应用实施
（1）无人机倾斜摄影组合的航摄仪运用的是五镜头，主要是获取航摄数据，单镜头的设置焦距是24mm，达到了航向重叠度的85%，旁向重叠度的80%，而影像的地面分辨率高于3．5cm。运用无人机地面站软件进行计算，应用中布设的飞行架次需要4个，航线27条，其中的绝对航高是189m，基线长度12m，间距是24m，总共的航线长度是20．8km。结合实际的航摄情况，确定具体需要的五镜头倾斜影像数据的组数，了解其对应的POS数据。本次航摄共获取五镜头倾斜影像数据 5 组，每组 1 886张及对应 POS数据。航线设计如图2所示。
（2）空三加密，自动建模。在Smart3D软件平台中导入倾斜影像和外业像控点，实行空三加密，密集匹配和联合平差等都包括在内。然后进行生成点云、不规则三角网构建、创建DSM和全自动纹理映射，最终生成测区全自动的实景三维模型。
图2 航线设计图
（3）采集数字线划图。运用DPModeler软件中的矢量测图模块实行内业数字线划图的使用采集，通过无人机倾斜摄影技术可以获取相关的影像数据，保证其地形数据矢量采集工作的高精度。而且在运行中，不必进行立体眼镜的佩戴，只要依据影像和自动空三生成的三维模型就可以实现地物要素三维信息的直接定位。要相应的减少外业调绘的工作量，保证内业的屋檐改正，还需要提供垂直辅助线和十字辅助线，使得垂直水平移动有相应的参考，但采集的数据必须要准确。
4.2、误差分析和优化
（1）像片原始分辨率的误差。结合实际建筑规划的影像地面分辨率，因为在地形图地物点精度上建筑规划竣工测绘有比较高的要求，但在实际的测量过程中地面分辨率可能会难以满足其要求。无人机可以优化航飞参数，比如降低航高、换长焦镜头等等，提高影像地面分辨率的获取，最终实现数据成果的高精度。
（2）空三加密的影响。在Smart3D自动空三加密中，误匹配和飞点数据等情况都会发生，对空三的精度产生影响。此时就可以进行人工干预，优化空三的成果精度，并保证建筑规划竣工地形图的高精度成果。
（3）人工采集的误差。人工采集经常会产生误差，这是不可避免的。而且如果不同的高程面有某一地物，在视差上采集矢量的准确性就难以保证，作业员在作业中就需要结合不同角度获取的影像图进行调整。在实际的测量作业中，作业员要有较高的作业经验和熟练度，保证矢量采集的精度。
4.3、生产效率对比
采用传统全野外数字化测量方式和倾斜摄影测量方式完成本项目测图部分工作的生产效率情况。由此可见，采用无人机倾斜摄影技术测制竣工地形图，可有效节省作业时间，对于导线布设较为困难的作业区，效果尤为明显。同时，由于外业时间较短，可减小测绘工作受天气因素制约的影响。此外，三维建模的成果的多角度可视性，可最大限度地还原现场的真实场景，质检人员无需再到现场核对图纸，可提高该环节的生产效率。
结束语
我国社会经济的发展，推动了建筑行业的发展。作为我国的传统行业，在国民经济中建筑业占据有重要的地位，但是因为建筑工程自身的特点，其施工周期长、资源消耗大、施工现场复杂、施工过程的变化因素多等特点，严重影响建筑行业的低能耗、高效率的发展。将无人机测绘技术运用在建筑领域，可以有效的提高工程的施工质量，在加快施工的进度、劳动力和建设成本的节约方面都发挥着重要作用，对建筑行业的信息化、工业化和智能化的发展起着重要的推动作用。
参考文献：
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[3]王静宇.浅谈无人机倾斜摄影测量技术及其应用[J].工程建设与设计,2017(14):200-201.
论文作者:陈杰林
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/31
标签：无人机论文; 测量论文; 影像论文; 数据论文; 地物论文; 地形图论文; 作业论文; 《建筑学研究前沿》2017年第36期论文;