無人機(jī)攝影測(cè)量的發(fā)展與應(yīng)用

林美妤 郭雷 孫芹寶

[摘要]建筑結(jié)構(gòu)的3D模型對(duì)于研究和重構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)非常重要，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量已經(jīng)成為傳統(tǒng)建筑測(cè)量和重構(gòu)的有效替代者。隨著我國(guó)信息化領(lǐng)域的飛速發(fā)展，無人機(jī)作為一種新式的飛行設(shè)備，在我國(guó)工程建設(shè)中的很多領(lǐng)域上都得到了廣泛的應(yīng)用。利用航測(cè)成果，掌握與本專業(yè)有關(guān)的判釋技能，加強(qiáng)各專業(yè)間的配合工作，可以促進(jìn)勘測(cè)設(shè)計(jì)一體化的實(shí)現(xiàn)。

[關(guān)鍵詞]無人機(jī) 建筑結(jié)構(gòu) 攝影測(cè)量

無人機(jī)航攝系統(tǒng)的推廣應(yīng)用是國(guó)家測(cè)繪地理信息局提升我國(guó)測(cè)繪技術(shù)裝備水平的重要內(nèi)容之一。作為傳統(tǒng)航空攝影測(cè)量手段的有力補(bǔ)充，無人機(jī)航攝系統(tǒng)的應(yīng)用不僅能夠大幅提升測(cè)繪應(yīng)急保障服務(wù)能力，而且在構(gòu)建數(shù)字中國(guó)、監(jiān)測(cè)地理國(guó)情、重構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)、提升社會(huì)管理效能等方面也發(fā)揮了積極作用。

無人機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)單的說就是使用油動(dòng)或是電動(dòng)的無人飛機(jī)攜帶高清相機(jī)在空中對(duì)所測(cè)物體連續(xù)拍照，獲取高重合度的影響照片的一套設(shè)備。傳統(tǒng)無人機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)是僅僅只能獲得垂直地面向下的影響，以無人駕駛飛機(jī)作為平臺(tái)，以機(jī)載遙感設(shè)備獲取影像信息，用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像信息進(jìn)行處理，并按照一定精度要求制作成圖像。而近些年發(fā)展的傾斜攝影技術(shù)其顛覆了傳統(tǒng)無人機(jī)攝影技術(shù)生成的正射影像只能從垂直角度拍攝的局限，其通過在統(tǒng)一飛行平臺(tái)上搭載多臺(tái)相機(jī)，同事從一個(gè)垂直、四個(gè)傾斜等五個(gè)不同的角度采集影像，將用戶引入了符合人眼視覺的真實(shí)值觀世界。在小面積、大比例尺數(shù)字化地形測(cè)量技術(shù)服務(wù)中，無人機(jī)與載人飛機(jī)相比，它不但具有體積小、重量輕、反應(yīng)快、造價(jià)低、使用方便等優(yōu)勢(shì)，而且無人機(jī)系統(tǒng)操作也非常簡(jiǎn)單，不受空域管制的影響，能夠快速到達(dá)檢測(cè)區(qū)，進(jìn)行飛行、成像，極大地提高了工作效率。

建筑結(jié)構(gòu)的3D模型對(duì)于研究和重構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)非常重要，它給使用者提供了結(jié)構(gòu)逼真的形象而不只是符號(hào)化的模型，3D影像在建筑土木工程、環(huán)境分析、旅游等方面有很多應(yīng)用，它們對(duì)三維數(shù)據(jù)的需求越來越強(qiáng)。為了描述目標(biāo)的準(zhǔn)確位置，測(cè)量結(jié)構(gòu)體所有點(diǎn)的三維坐標(biāo)，構(gòu)建精確的三維模型是非常有必要的。攝影測(cè)量是一種能夠從影像中提取3D數(shù)據(jù)的技術(shù)。通常情況下，傳統(tǒng)野外測(cè)量比攝影測(cè)量得到的數(shù)據(jù)更精確，然而，它們浪費(fèi)太多的人力并且消耗太多的時(shí)間，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是全部從影像上獲取測(cè)量數(shù)據(jù)，而不是從目標(biāo)本身獲取。從狹義上說，攝影測(cè)量是從照片上量測(cè)影像的過程，全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)是用人工和自動(dòng)化的技術(shù)從數(shù)字影像上獲取攝影測(cè)量產(chǎn)品的硬件，軟件結(jié)構(gòu)。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是基于數(shù)字影像和攝影測(cè)量的基本原理，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識(shí)別等多學(xué)科的理論與方法，提取所攝對(duì)象以數(shù)字方式表達(dá)的幾何與物理信息。在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量過程中，不僅產(chǎn)品是數(shù)字的，而且中間數(shù)據(jù)的記錄以及處理的原始資料均是數(shù)字的。由于數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的快捷，它已經(jīng)成為傳統(tǒng)建筑測(cè)量和重構(gòu)方法的一種有效替代者。

在工程測(cè)量中應(yīng)用無人機(jī)航空攝影技術(shù)，可更好的確取得清晰準(zhǔn)確的測(cè)量成果。無人機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用是在不斷發(fā)展的攝影測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)上大膽的實(shí)踐和探索，使無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用于測(cè)繪生產(chǎn)成為可能。隨著系統(tǒng)安全性及配套軟硬設(shè)備的加強(qiáng)和完善，其廣闊應(yīng)用前景不言而喻，對(duì)改變目前的傳統(tǒng)測(cè)繪將具有重要意義。