無人機在規劃竣工測量中的應用

李郭偉 朱江

摘 要：隨著科學技術的不斷發展，基于無人機的空中攝影技術也有了很大發展。傾斜攝影測量技術已被廣泛應用于制圖領域。無人機攝影測量技術具有分辨率高、幾何精度高、操作靈活、成本低等特點，與傳統測量技術相比優勢明顯，大大方便了施工。施工周期長、施工變量多、能耗高是施工工程的重要特點。這種高消費低效的建設方式嚴重阻礙了產業的發展無人機傾斜攝影測量技術在建筑工程中的應用勢在必行。總結無人機傾斜攝影測量技術理論，說明無人機傾斜攝影測量技術在完成規劃中的應用。

關鍵詞：無人機;傾斜攝影測量;建筑規劃竣工測繪;應用分析

傳統的測量方法是GPS-RTK與mandrin相結合。這個問題需要更多的人力資源和時間，也受到時間的限制。如果項目壓力很大，雨水持續不斷， 作業人員將無法在實地開展連續作業。近年來，隨著無人機技術的發展和相機分辨率的提高，無人機測繪技術誕生了GPS-RTK技術。其中無人機傾斜攝影應用最為廣泛，本文詳細論述了無人機傾斜攝影測量技術在規劃實施中的應用措施。

1 無人機傾斜攝影測量技術概述

1.1 無人機傾斜攝影測量技術原理分析

坡道攝影是一種獲取地面物體信息的新的空中攝影方法，主要使用坡道相機。一般來說，垂直空中攝影是獲取地物信息的手段與傳統的信息獲取方法相比，傾斜相機的優勢顯而易見。它主要在五個方向收集數據：左、右、前、后和前。慣性導航系統的應用提供了更精確的位置和位置信息。然后，將使用適當的數據軟件處理生成的數據，并將圖像添加到統一坐標系中。與傳統攝影測量技術相比，無人機傾斜攝影測量技術超出了圖像采集角度的限制。該技術的應用彌補了正面圖像只能從垂直角度拍攝，不能作為一個整體來看待這一事實，從而實現了多角度收集的效果，提高了攝影測量的質量。無人機與傾斜攝影測量技術相結合，可以幫助無人機傾斜攝影測量系統更有效、更經濟地獲取圖像信息，并提高工作性能。

1.2 無人機傾斜攝影測量技術的特點

無人機傾斜攝影測量技術的具體特點包括三個方面。（1）無人機傾斜攝影測量技術采集的三維數據可準確反映地物的外觀、位置和高度等特性。（2）無人機傾斜攝影測量技術可以同時生成GSD、DLG和DOM數據， 不僅可以從傳統的空中攝影測量中獲得更多數據，而且可以有效降低城市三維建模的成本。（3）無人機傾斜攝影測量技術能夠迅速收集圖像數據，提高操作效率。

1.3 無人機傾斜攝影測量技術的優勢

首先，無人機傾斜攝影測量技術具有真實性優勢。這一優勢主要體現在視角的多樣性和圖像信息收集的完整性。傾斜照片使用戶可以從多個角度查看建筑的圖像信息，并更好地控制細節。其次，應用無人機傾角攝影測量技術可以采集建筑物的紋理。大比例尺航空制圖的特點使用戶能夠更全面地了解建筑立面，并提高三維建模的準確性和完整性。最后，無人機傾斜攝影測量技術收集的數據規模小，易于傳播，可迅速在因特網上發布，以實現共享應用。

2 總體技術流程

（1）數據收集。收集以不同比例提供的起點坐標和測量數據。（2） 區域調查。①審查收集到的地形圖，比較地形和細節是否發生變化;② 根據實地調查制定實地工作計劃和13個課程。（3）影像控制點的排列方式。檢查點的設置應根據研究區的面積和特點，同時考慮到地點和地質條件。飛行前，把它整理成一個檢查站。（4）獲取圖像控制點數據。圖像控制點數據采集采用GPS接收機，點數據采集采用控制點測量方法。根據GB/T 39616-2020 衛星導航定位基準站網絡實時動態測量（RTK）規范。為了減少衛星星歷和多軌等誤差，我們應盡量避免信號反射器，增加觀測次數。每個點至少觀測三次，并至少平滑30次。（5）獲取圖像數據。無人機空中拍攝場根據甲方要求規劃路線，采集圖像。（6）3D模型的正面圖像和輸出。在業界，無人機收集的照片被輸入到ContextCapture等繪圖軟件中，然后與以前收集的圖像控制點數據結合起來，轉化為地圖。空中三角測量使用ContextCapture等軟件解決區域網絡中自由網絡圖像約束的聯合調整，構建空間比例適度自由變形的三維模型，并實現相對方向。傳送在環境中實地測量的攝影測量點的結果，使用這些結果解決現有區域網絡模型的應力調整問題，并在精確大地坐標系中以絕對方向指導它們。在出現缺陷后及時檢查準確性報告。第三個空間之后的結果數據將直接提交以生成三維三角網網格構造、白色方格三維模型、自由形式紋理映射和三維場景構造。（7）矢量成圖。使用清華山威EPS、南卡等制圖軟件，將根據地形制圖規范加載和繪制生成的模型。

3 無人機傾斜攝影測量技術的應用

3.1 工程概況

以一個平面核查項目為例，測量區包括17座高層商業建筑，測量面積約180 000㎡，無人機使用五目標傾斜相機拍攝空中照片，測量空中三角形，并幫助建立三維模型。

3.2 航線布設和數據獲取

在完成這些措施后，確定無人駕駛飛機的飛行軌跡需要根據實際情況進行合理的科學規劃，以確保80%以上的航線重疊，這也需要60%以上的水平重疊。放置定線時，必須使用「直線」模式，以使第一條和最后一條定線與邊界線保持平行，這取決于測量區域的方位，以便測試目標可以在相應的測量區域中取得適當的影像。從傾斜相機的拍攝角度和角度來看， 要獲得物體邊緣的立體視圖，必須保證相機路徑的范圍，超過200米測量區的限制，最后路徑為14條，水平重疊和角重疊符合相應的標準相機飛行點高度為150米，橫向距離38米，航向距離25米。在空中拍攝期間，使用五目標傾斜攝影獲得了五組數據，每組數據都有POS數據。

3.3 正射影像和三維模型輸出

使用contempire繪圖軟件執行此操作：在軟件中創建新項目、導入實地收集的照片、添加圖像控制點數據以匹配以及執行三維空間分辨率：完成3d解析度后，建立3d模型。產生3d模型后，您會得到諸如正面影像等結果。具體步驟如下：（1）整理圖像照片和檢查點數據;（2）開放式CC， 新項目;（3）導入照片并設置相應參數;（4）修改攝像機參數;（5） 3d測量：指參數設置、軌跡設置、3d分辨率等。（6）三個空白控制;（7）相位-檢查排水溝邊坡頂點，檢查排水溝邊坡頂點精度報告;（8）重建模型;（9）產品生成。

3.4 矢量繪圖

通過新的DP-Modeler決策計劃，傾斜攝影數據可用于直接測量，主要是點特征和建筑矢量。在擷取過程中，會詳細標注每個特征。

3.5 成果精度分析

地形圖在建筑完工時測量，需要高精確度，主要特征點與建筑根點之間的誤差應保持在50mm以內，次要特征點與其誤差應保持在70mm以內，樓板與圖面根點之間的高程誤差應保持在70mm以內 測量住宅小區內均勻分布的6棟建筑物的角度坐標，統計分析點內誤差，選擇住宅小區內5 棟建筑物的邊緣長度，分析誤差。此外，必須在社區中選擇五個高程點， 并計算錯誤狀態。根據統計數據，這三級誤差符合相應的標準，地形圖和收集的建筑物高度符合城市測量規范，可以在執行測量時應用。

總之，在規劃竣工測量時需要應用無人機傾斜攝影技術，它的優點是顯而易見的，但也有缺點和不足隨著科學技術的不斷發展和進步，這些技術將在不久的將來得到廣泛傳播和應用。

參考文獻：

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