無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用

高喜生

摘要：伴隨著科技水平的不斷提高，人們的生活有了很大的變化，各行各業(yè)也都取得了很大的發(fā)展，產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。而傾斜攝影測(cè)量技術(shù)就是伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一項(xiàng)測(cè)量技術(shù)，其能夠通過(guò)一個(gè)飛行平臺(tái)搭載多個(gè)傳感器有效的實(shí)現(xiàn)同步影響采集，由此來(lái)獲得更加真實(shí)的精確的地物信息數(shù)據(jù)，因?yàn)樵诓V泛應(yīng)用在測(cè)量工程中，尤其是建筑業(yè)中，發(fā)揮了非常顯著的優(yōu)勢(shì)，而伴隨攝影測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，在清晰度、分辨率方面提出了更高的要求，而無(wú)人機(jī)攝影的出現(xiàn)很好的實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)，不僅提高了攝影的效率，而且清晰度、分辨率都得到了很大的提高，為我國(guó)的測(cè)量事業(yè)做出了積極的貢獻(xiàn)。因此在本文中我們主要對(duì)無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);傾斜攝影技術(shù);測(cè)繪工程;應(yīng)用

1 傾斜攝影原理及特點(diǎn)

1.1 傾斜攝影原理

無(wú)人機(jī)攝影技術(shù)的原理就是在無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)上，通過(guò)多個(gè)數(shù)碼相機(jī)，以垂直或者傾斜等多種角度來(lái)對(duì)地物進(jìn)行拍攝。而在拍攝過(guò)程中，比較常用的五鏡頭傾斜攝影系統(tǒng)充分結(jié)合了無(wú)人機(jī)平臺(tái)的GPS / IMU系統(tǒng)，由此來(lái)獲得POS數(shù)據(jù)以及相關(guān)圖像控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)，然后再通過(guò)相應(yīng)軟件來(lái)對(duì)數(shù)字表明模型和數(shù)字正攝影圖像和3D模型進(jìn)行有效的處理。

1.2 傾斜攝影測(cè)量技術(shù)特點(diǎn)

其一就是其拍攝的圖像立體效果更加真實(shí)，能夠?qū)θ祟惖母兄軌蛞愿诱鎸?shí)的狀態(tài)反應(yīng)出來(lái);其二就是能夠?yàn)榻Ｌ峁┑募y理信息更加真實(shí)而且豐富;其三就是能夠充分實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量工作。此外，無(wú)人機(jī)能夠充分實(shí)現(xiàn)低空遙感操作，而且不僅操作起來(lái)比較簡(jiǎn)單，而且可操行也比較強(qiáng)，圖像采集的周期大幅度縮短。由此我們可以看出，通過(guò)無(wú)人機(jī)攝影技術(shù)來(lái)獲得真實(shí)的三維模型，同時(shí)使用矢量繪圖平臺(tái)來(lái)獲得地形圖所需要的相關(guān)元素，能夠在很大程度上改變傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)所存在的不足，在很大程度上提高了測(cè)量的效率和測(cè)量的質(zhì)量。為工程建設(shè)的順利開展提供了更加有效的數(shù)據(jù)支持。

1.3 傾斜相機(jī)的性能要求

在傾斜攝影系統(tǒng)中，其鏡頭的數(shù)量和類型有很多中，不僅有多頭的，而且還有單頭的，能夠通過(guò)不同角度來(lái)獲得圖像，并且能夠?qū)崿F(xiàn)單架次操作的廣度和深度。一般在無(wú)人機(jī)實(shí)施航空測(cè)量工作時(shí)，其像素會(huì)控制在3500萬(wàn)以上，因?yàn)閮A斜攝影技術(shù)是對(duì)一次曝光獲得影像像素實(shí)施控制，所以在測(cè)量過(guò)程中不能對(duì)單一相機(jī)的像素進(jìn)行固定，而對(duì)其工作的時(shí)間，電池的壽命以及曝光的功能和圖像的采集等功能則可以實(shí)施限制，雖然器械曝光能夠獲得更好的更高的像素，但是因?yàn)槌杀荆€需要對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤ＭǔＧ闆r下，單個(gè)鏡頭的像素要控制在2000萬(wàn)以上，而一次曝光的像素也要控制在1億。此外為了滿足特定條件下的測(cè)量需要，相機(jī)的作業(yè)時(shí)間也要控制在90分鐘以上，并且要確保其能夠全天候的作業(yè)，而且只有具有曝光功能的相機(jī)才能充分滿足影響重疊度的具體要求。

2 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的關(guān)鍵

通過(guò)無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)而收集的圖像有垂直的還有傾斜的兩種。一般其攝影測(cè)量的方向主要有無(wú)約束的和附件約束的區(qū)域網(wǎng)平差，還有傾斜攝影的直接定向三種，而無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)的另一種重要技術(shù)就是多視影響密集匹配技術(shù)，通過(guò)傾斜圖像，能夠以更大的尺寸更高的分辨率來(lái)清晰的顯示地面的物體。該技術(shù)不僅能夠用在對(duì)影像的預(yù)處理工作中，同時(shí)還能應(yīng)用在三維模型的制作中。

3 無(wú)人機(jī)傾斜攝影的應(yīng)用范圍

當(dāng)前，在民用領(lǐng)域中，無(wú)人機(jī)主要應(yīng)用在地形圖的測(cè)繪、地質(zhì)條件的勘測(cè)以及對(duì)自然災(zāi)害的檢測(cè)，再有就是交通管制、通信中繼以及農(nóng)藥噴射等很多項(xiàng)目中，因?yàn)槊總€(gè)地區(qū)以及國(guó)家所面對(duì)的實(shí)際情況都不一樣，尤其是在國(guó)土測(cè)繪以及災(zāi)情和氣象等方面，因此對(duì)無(wú)人機(jī)的技術(shù)提出了不同的要求，所以面對(duì)不同的情況要進(jìn)行具體的分析。當(dāng)前，無(wú)人機(jī)因其成本低，而且操作簡(jiǎn)單和數(shù)據(jù)精確等優(yōu)勢(shì)在城市的規(guī)劃和管理、三維城市建模中得到了很好的應(yīng)用。而在未來(lái)，相信會(huì)在更多的領(lǐng)域中得到更為廣泛的應(yīng)用。

4 無(wú)人機(jī)傾斜攝影獲取的數(shù)據(jù)流程

在獲取數(shù)據(jù)信息時(shí)，無(wú)人機(jī)傾斜技術(shù)首先對(duì)地表的物體獲取完善的基礎(chǔ)信息，這些信息不僅包括城市房屋的外框，而且還包括周邊的一些矢量信息，而工作人員就是依據(jù)這些信息迅速的生產(chǎn)三維模型，來(lái)繪制地形圖;其次就是建立快速模型庫(kù)，以基礎(chǔ)數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，再通過(guò)第三方數(shù)據(jù)處理軟件，形成人機(jī)交互三維建模，從而生產(chǎn)三維模型，然后在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)的檢查，在確認(rèn)沒(méi)有錯(cuò)誤以后進(jìn)行三維模型的計(jì)算，建立空間系統(tǒng)，最后提交工程，設(shè)置名稱，最終生成完整模型。

總之，與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)具有非常顯著的優(yōu)勢(shì)，其不僅影像的清晰度高，而且所出的模型也更精細(xì)和真實(shí)，因此能夠更好的滿足工程項(xiàng)目對(duì)建筑模型的需要。在三維模型構(gòu)建完成以后，技術(shù)人員還可以將其與地下管線工程進(jìn)行有效的結(jié)合，通過(guò)GIS、可視化以及三維仿真技術(shù)來(lái)對(duì)已建設(shè)完成的地下空間進(jìn)行查詢和展示，由此來(lái)為工程建設(shè)提供更加精確的數(shù)據(jù)資料。

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