無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

摘?要：無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在現(xiàn)代化測(cè)繪領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣，具有精度高、成本低、成圖快等優(yōu)勢(shì)。文章分析了該技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用效果，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)獲得的特征點(diǎn)坐標(biāo)與全站儀獲得特征點(diǎn)的坐標(biāo)相對(duì)誤差均在±10 mm以內(nèi)，說(shuō)明無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中具有較高的測(cè)量精度，精度能夠滿足工程基本需求。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù);工程測(cè)量;應(yīng)用研究

一、 無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)概況

無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)是在無(wú)人機(jī)垂直攝影技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的，早期階段主要用于建筑物外側(cè)面紋理信息的提取方面，在工程測(cè)量、礦山測(cè)量等領(lǐng)域的應(yīng)用較少。無(wú)人機(jī)垂直攝影技術(shù)以無(wú)人機(jī)平臺(tái)為基礎(chǔ)，配置垂直攝影相機(jī)，即在攝影過(guò)程中僅能夠獲取垂直方向的影像數(shù)據(jù)資料。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)是在無(wú)人機(jī)垂直攝影技術(shù)的基礎(chǔ)上，搭載了傾斜攝影相機(jī)，即在航拍過(guò)程不僅能夠獲取垂直方向的影像資料，還可以獲取多方位、多角度的傾斜影像資料，有效避免了垂直攝影技術(shù)僅能獲得垂直方向影像數(shù)據(jù)的弊端，提高了測(cè)繪精度。此外，與無(wú)人機(jī)垂直攝影技術(shù)相比，傾斜攝影技術(shù)的操作更加簡(jiǎn)單。

二、 無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

1. 無(wú)人機(jī)傾斜攝影獲得的航拍影像分辨率更高。自北斗系統(tǒng)投入使用以來(lái)，我國(guó)的動(dòng)態(tài)GPS定位技術(shù)快速發(fā)展顯著提高了無(wú)人機(jī)航拍影像數(shù)據(jù)的分辨率，有效提高了無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的測(cè)量精度。現(xiàn)階段無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的精度可達(dá)厘米級(jí)，在現(xiàn)代化大比例尺地形圖測(cè)繪、工程測(cè)量等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其是在測(cè)繪周期短、測(cè)量面積較大的測(cè)繪任務(wù)中更具優(yōu)勢(shì)，如無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)被廣泛應(yīng)用于第三次國(guó)土資源調(diào)查等領(lǐng)域。2. 具有更高的影像數(shù)據(jù)獲取率。傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)以經(jīng)緯儀、全站儀為基礎(chǔ)，主要以測(cè)繪人員外業(yè)采集系統(tǒng)的測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)為主，不僅測(cè)繪周期長(zhǎng)，而且測(cè)量成本極高，最終獲得的成果精度也較低，即在一定時(shí)間段內(nèi)獲取測(cè)繪信息的效率極為低下。無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)是以無(wú)人機(jī)為平臺(tái)進(jìn)行航空拍攝影像資料的，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)獲取大面積的測(cè)繪信息，有效減少了測(cè)繪人員外業(yè)采集測(cè)量點(diǎn)信息的工作量，在單位時(shí)間內(nèi)獲取測(cè)繪信息的效率更高。3. 能夠應(yīng)用在更加寬泛的測(cè)繪環(huán)境中。無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)是以航拍影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，因此對(duì)測(cè)繪區(qū)域的環(huán)境條件限制較小。傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)在高山密林區(qū)域影像較大，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面，植被茂盛區(qū)域遮擋現(xiàn)象嚴(yán)重，嚴(yán)重阻礙了經(jīng)緯儀、全站儀等采集測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量，對(duì)測(cè)繪精度和工作效率影響較大;另一方面，高山密林地區(qū)地形地貌復(fù)雜多變，測(cè)繪人員無(wú)法到達(dá)指定位置，導(dǎo)致大面積測(cè)繪空白出現(xiàn)，最終降低了整體精度。無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)是能夠獲得高分辨率的影像數(shù)據(jù)，通過(guò)一系列的數(shù)據(jù)處理過(guò)程可以有效剔除植被等影響，進(jìn)而獲得更高精度的測(cè)繪成果圖件等。因此，無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)能夠適用于更加寬泛的測(cè)繪環(huán)境中。4. 具有更高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)顯著降低了大量的外業(yè)工作量，在較短的時(shí)間內(nèi)能夠獲取較大面積的測(cè)繪任務(wù)，有效縮短了工作周期，與傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)相比，無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)降低了測(cè)繪成本，提高了社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

三、 無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

1. 測(cè)量技術(shù)工作流程。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用流程與地形圖測(cè)量流程基本一致，首先需要結(jié)合測(cè)繪任務(wù)收集資料、對(duì)測(cè)量區(qū)域進(jìn)行踏勘，進(jìn)一步編制飛行計(jì)劃等，對(duì)檢查無(wú)誤的影像數(shù)據(jù)資料進(jìn)行預(yù)處理等。2. 地面點(diǎn)控制測(cè)量。在執(zhí)行飛行測(cè)量任務(wù)之前，需要結(jié)合測(cè)量任務(wù)以及測(cè)繪區(qū)域地形地貌、天氣狀況等制定飛行計(jì)劃，設(shè)計(jì)相應(yīng)的飛行航線圖等，將無(wú)人機(jī)型號(hào)、航向重疊度、旁向重疊度、飛行高度等標(biāo)注在航線圖中。完成航線圖設(shè)計(jì)后進(jìn)行地面控制點(diǎn)布設(shè)工作，地面控制點(diǎn)測(cè)量是提高無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量精度的關(guān)鍵技術(shù)關(guān)節(jié)之一，有利于確保無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中獲得整個(gè)測(cè)繪區(qū)域的影像數(shù)據(jù)。地面控制點(diǎn)的布設(shè)根據(jù)測(cè)量任務(wù)和地形地貌變化狀況適當(dāng)調(diào)整布設(shè)，在地形地貌復(fù)雜或者測(cè)量精度要求更高的環(huán)境中地面控制點(diǎn)的密度相對(duì)較大，在地形地貌平緩區(qū)域或者測(cè)量精度不高的情況下，地面控制點(diǎn)的密度可適當(dāng)放稀。此外，地面控制點(diǎn)一般布設(shè)在測(cè)繪區(qū)域四角，有利于不同影像數(shù)據(jù)之間的拼接，能夠提高影像數(shù)據(jù)的拼接質(zhì)量。3. 空三加密測(cè)量。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)有效降低了測(cè)繪“空白”區(qū)域的出現(xiàn)概率，但仍不可避免地存在測(cè)繪“空白區(qū)”，如高大建筑物遮擋嚴(yán)重的區(qū)域等，導(dǎo)致局部的測(cè)量精度無(wú)法達(dá)到相應(yīng)的精度要求。此時(shí)，需要進(jìn)行空中三角加密測(cè)量，利用無(wú)人機(jī)航空拍攝過(guò)程中自動(dòng)存儲(chǔ)的POS數(shù)據(jù)進(jìn)行方位元素的計(jì)算預(yù)測(cè)，將遮擋因素等剔除進(jìn)而獲得更加貼合實(shí)際現(xiàn)狀的數(shù)據(jù)信息，物建筑物紋理信息的提取等。

四、 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比，具有更加寬泛的使用環(huán)境，能夠有效降低測(cè)量成本、提高測(cè)量精度。文章以無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)為例，分析了該技術(shù)在某工程測(cè)量中的應(yīng)用效果，結(jié)果表明，在不考慮全站儀測(cè)量精度與誤差的前提下，采用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)和全站儀測(cè)量得到的數(shù)據(jù)間相對(duì)誤差均在±10 mm以內(nèi)，測(cè)繪精度符合設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊國(guó)東，王民水.傾斜攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用及展望[J].測(cè)繪與空間地理信息，2016，39（1）：13-15，18.

作者簡(jiǎn)介：魏曉南，河北省邢臺(tái)市柏鄉(xiāng)縣柏鄉(xiāng)鎮(zhèn)東路村167號(hào)。