簡述無人機傾斜攝影測量技術在規(guī)劃竣工測量中的應用

焦慶

（遵義市規(guī)劃設計院 貴州遵義 563400）

通常在獲集地理信息數(shù)據(jù)時都是由人工來進行操作的，這就使得工作的勞動強度較大，需要花費很多的時間和精力，工序很多，而無人機傾斜攝影技術的出現(xiàn)就打破了這種傳統(tǒng)模式，其能夠利用無人機低空多鏡頭攝影來得到很多的立體影像數(shù)據(jù)，不用人工進行干預就可以自己生成三維地理信息模型，其具有一些顯著的優(yōu)勢，如，效率高、數(shù)據(jù)精準、成本低以及一次飛行信息豐富等，這也讓其在各個方面都得到了大范圍的運用，如，城市執(zhí)法、城市測繪、應急救災以及國土檢查等。

1 無人機傾斜攝影測量的基本原理和優(yōu)勢

1.1 基本原理

傾斜航空攝影是一種新的獲取地物信息的航空攝影方式，其是通過傾斜航空相機來實現(xiàn)的。以往獲取地物信息采取的方式是豎直航空攝影，和傳統(tǒng)的方式相比，傾斜相機具有其優(yōu)勢，其一般都從五個方位采集數(shù)據(jù)，分別是前視、后視、正攝、左視以及右視，加上慣導系統(tǒng)，就能夠很精準的獲得位置以及姿態(tài)信息，再利用特定的數(shù)據(jù)處理軟件將這些收集到的數(shù)據(jù)做出處理，把全部影像加入到統(tǒng)一坐標系統(tǒng)中[1]。

1.2 技術優(yōu)勢

1.2.1 真實性

傾斜攝影可以讓用戶從不同的角度去參考，能夠更好的展現(xiàn)出地物的情況，十分逼近真實的世界，這就可以克服傳統(tǒng)正攝影像的問題。

1.2.2 豐富紋理

其能夠提供出更多的建筑物立面信息，只有具備建筑物的立面信息，才能夠獲得建筑物表面紋理，這對三維建模等都具有重要的影響。

1.2.3 可量測性

傾斜影像運用相配套的軟件，就能夠直接在成果影像的基礎上做出各個方面的量測工作，如，長度、角度、高度以及面積，進而及時的得到數(shù)據(jù)。

2 運用案例

2.1 工程概況

某測區(qū)位是在蚌埠市西片區(qū)，測區(qū)中包含15棟高層商品房，還有配套商業(yè)，有3面都是面臨城市道路的，還有一面朝著小區(qū)二期商業(yè)內街，在測繪工作方面要測量的竣工面積大概是16萬m2。在工作中運用北方天途電動八旋翼無人機以及五鏡頭傾斜相機來進行航空拍攝，武漢天際航有限公司的DP-Smart軟件在空中測量三角，并自動的構建三維模型，竣工地形圖應用的軟件是DP-Mode1er。

2.2 航線布設及數(shù)據(jù)獲取

在竣工測量中需要先明確飛行的范圍，這就需要結合實際情況，科學的對飛行航線進行規(guī)劃，確保航向重疊度要超過80%，還有旁向重疊度也是有要求的，需要超過60%。在布設航線方面，就需要依據(jù)測區(qū)走向采取直線的方式來落實，首末航線都和測區(qū)邊界線保持平行的關系，這樣側視鏡頭就可以活動測量區(qū)域中的有效影像。就傾斜攝影相機的拍攝角度而言，想要讓邊緣物體能夠有效的立體成像，就需要確保航線的范圍，要大于測量區(qū)域邊界線的200m[2]。最后一共布設了14條航線，航向重疊度以及旁向重疊度都符合標準，都是80%，飛行的高度是150m，航向的間距為25m，旁向間距為38m。在這次航空拍攝中通過應用五鏡頭傾斜進行攝影，一共得到了五組影像數(shù)據(jù)，各組中都有照片464張，每張照片都有相應的POS數(shù)據(jù)。

2.3 空三加密自動建模

在DP-Smart中的新建工程中增加數(shù)據(jù)，包括五個鏡頭得到的影像數(shù)據(jù)還有每張照片對應的POS數(shù)據(jù)，之后提取特征點、相對定向、對連接點進行匹配、區(qū)域網(wǎng)平差，進而形成拍攝區(qū)域的空中三角測量結果。基于得到的結果，提取特征點，這就能夠形成密集點云數(shù)據(jù)、紋理映射、三角網(wǎng)構建，最后就能夠得出三角傾斜模型。

2.4 矢量測圖

運用DP Mode1er新構建決策方案，其能夠利用傾斜攝影得到的數(shù)據(jù)直接開展測量工作，包括建筑物矢量以及點狀地物。在采集時，要給每個地物都標記出相應的編碼，成果能夠直接導出CASS成圖。

2.5 成果精度分析

對于建筑竣工測量地形圖的精度也有相應的規(guī)定，其中就要求竣工測量的主要地物點相對于臨近圖根點的點位中誤差需要控制在50mm以內，次要地物點相對于臨近圖根點的點位中誤差需要控制在70mm以內，地物點間距中的誤差需要控制在50mm以內。而高程點相對于臨近圖根點的高程就需要確保誤差控制在40mm之內。

實際測量小區(qū)內分布均勻的建筑物拐角坐標點6點，對點位中的誤差情況進行統(tǒng)計，選擇小區(qū)內建筑物邊長5條，對誤差情況進行統(tǒng)計，還選擇了小區(qū)內的五點高程點，對誤差情況進行統(tǒng)計，經過統(tǒng)計分析，這三個方面的誤差都符合標準，因此，我們可以看到DP Mode1er矢量采集到的建筑物高度和地形圖符合城市測量規(guī)范的標準，將其運用在施工測量中是可行的。

3 問題及展望

從上面的描述中以及應用案例分析中能夠看到，運用無人機傾斜攝影測量技術具有顯著的優(yōu)勢，其很適合在規(guī)劃竣工測量中進行運用，這也讓其在該市得到了大力的推廣，在該領域中得到了廣泛的應用。現(xiàn)階段，規(guī)劃部門清楚規(guī)定，在竣工測量中一定要上交實景真三維模型，在測繪中如果找到違反規(guī)章制度的建筑，就可以利用該模型進行標識，并將其交到管理執(zhí)法部門中，為執(zhí)法提供參考和便利[3]。除此之外，傾斜攝影測量成果集合三維平臺還可以在很多方面發(fā)揮出作用，例如，和規(guī)劃成果進行有機的結合，能夠給城市決策提供參考和便利，提升決策的科學性；和管線探測成果進行有機結合，就能夠更好的管理地下管線等。

雖然和傳統(tǒng)的攝影方式相比，無人機傾斜攝影具有顯著的優(yōu)勢，但是在實際應用中，也能夠看到其中存在的一些問題以及問題，主要體現(xiàn)在：

（1）天氣因素限制問題：這是因為攝影測量在光線方面有要求，還有要確保無人機安全、平穩(wěn)的飛行，所以，這就影響到其適合飛行時間。

（2）影像遮擋問題：如果是城市中新建設的高層建筑或者是綠化密度很高的小區(qū)，這就會影響到攝影，在影像方面就會存在遮擋問題，雖然應用的是五鏡頭多視角進行觀測，采取大重疊飛行觀測方式，能夠對這一問題進行改善，但是還是無法確保全面采集所有的重要地物點，會有一些不能進行采集，需要和全站儀數(shù)據(jù)進行有機結合，一起編輯行程圖。

（3）對作業(yè)員具有較高的要求：無人機傾斜攝影對作業(yè)員是有要求的，對于內業(yè)作業(yè)人員，應該有一些經驗，作業(yè)人員因為熟練度不同的原因，使得他們在繪制相同地物時也會有誤差，一般是1～2個像素，這就不能有效的確保正確的采集矢量。

所以，可以看到，未來該技術還會不斷的發(fā)展，隨著技術以及軟件的快速發(fā)展，在維修費用以及成本方面會不斷的降低，這有利于該技術的推廣，讓其能夠在測繪地理信息領域中得到更多的運用。

4 結束語

綜上所述，在規(guī)劃竣工測量中運用無人機傾斜攝影測量技術具有其顯著的優(yōu)勢，但是也有一定的不足，相信隨著其的不斷發(fā)展，未來會得到更廣泛的應用。