無人機傾斜攝影快速地形圖測繪方法研究

黃福亮

摘要：本文以某校園測繪工程為例，對無人機傾斜攝影技術定義、特點及其在地形圖測繪中應用的作用進行簡單闡述，并分析基于無人機傾斜攝影技術下地形圖測繪方法，希望借助新的影像采集技術促使測繪工作水平提升，為實際測繪工作開展提供參考。

關鍵詞：無人機傾斜拍攝技術;地形圖測繪方法;測繪水平

引言：

傳統地形圖測繪工作開展，多使用正射影像技術，該技術在數據采集角度、測繪方式等方面具有一定局限性，會直接影響測繪工作開展的效果。而隨著技術的不斷更新，無人機傾斜攝影技術的應用范圍逐漸擴大，在測繪方面的應用，不僅可以真實、準確地反映出地面物體信息，建模成本相對較少，而且能夠解決以往測繪效率、精確度低等問題。

一、無人機傾斜攝影技術定義、特點及其在地形圖測繪中應用的作用分析

（一）定義

傾斜攝影技術指的是利用同一飛行平臺所搭載的多臺傳感器，以垂直、傾斜等多個角度對影像進行采集的技術[1]。該技術是對傳統影像采集角度的完善和補充，作為一種新的測繪技術。無人機傾斜攝影技術指的是借助無人機、傾斜攝影設備采集影像的技術，該技術的應用可以促使影像數據采集的速度提高，并且在建模方面更加便捷、快速，便于以多視角對地物情況進行觀察，確保測量工作準確、高效開展。

（二）特點

與傳統測繪技術相比較，無人機傾斜攝影技術的特點具體體現在以下方面：其一，能夠清晰地將地物周邊情況反映出來，以多角度對地物進行觀察，所獲取的影像信息更加全面、真實，便于對特定的長寬度、坡度等進行測量，可以彌補傳統影像技術的缺陷。其二，該技術下所生成的三維模型，可以便捷地采集建筑物側面紋理信息，所獲取的影像數據量相對較小，便于將其上傳、共享于網絡平臺。

（三）應用的作用

其一，測繪工作的開展需要觀察、區別周圍環境，傳統測繪技術下，由于測繪的視角比較單一，很難獲取所需的影像數據，且所獲取的地形圖數據與實際存在一定偏差，會降低測繪的準確性。而無人機傾斜攝影技術在地形圖測繪中應用，為測圖操作創設三維環境，以多視角對三維模型進行測量、觀察，在確保數據獲取時效性的同時，確保地形圖測繪工作的質量提高。其二，在實際開展測繪工作時，可以借助空中三角測量手段輔助該項工作實施，對地面情況清晰進行觀察，便于測繪人員對立體圖形的繪制。其三，在應用傳統技術對地形圖進行測繪時，測繪結果會受多方面因素影響。而無人機傾斜攝影技術在地形圖測繪中應用，根據實際情況設置多個散點，使檢測的范圍得以擴大，有效控制測量誤差，并且測量方式更加靈活，確保測繪結果的準確性。

二、無人機傾斜攝影技術下地形圖測繪方法分析

（一）三維模型的構建

根據具體項目情況設計航拍、建模的方案，然后按照攝影測量相關規定進行實際操作。其一，在對外業數據采集過程中，應按照飛行范圍來設置像控點，提前對所需的無人機、傾斜相機等設備性能進行檢查，外業數據采集的步驟如下：首先，需對無人機螺旋槳、電池進行安裝，完成軟件連接、參數設置以及靜態數據采集等工作;其次，在完成準備工作后將相機啟動，無人機在接收到起飛指令后到達指定的高度，按照規定航線進行飛行期間，以多個角度進行拍攝;最后，當無人機完成拍攝后，會達到返航高度，接收到降落指令后會快速降落到指定的位置[2]。其二，在對航拍照片質量進行檢查的基礎上，歸類、整理所獲取的攝影數據，進行三維模型的建立。首先，打開工程軟件，對該項目進行命名、存儲，將影像數據導入區塊文件中，選中控制點對其信息進行編輯、提交，并設置相關參數，其次，在計算完成之后，通過區塊重建、收縮等方式提高重建模型的時效性，并以不同格式生成模型結果，完成建模后對數據效果進行查看。

（二）基于EPS下的地形圖測繪

EPS三維測圖系統下，可以對正射影像、實景以及點云數據的采集，該系統作為數據采集、編輯常用的工具，該項目中主要使用導傾斜攝影三維測圖。其一，將該軟件打開新建一個工程，將工程軟件輸出的建模結果導入索引文件，然后啟動菜單欄，將實景三維模型數據轉換為數字表面模型（0DSM），且生成對應的文件，當模型呈現出來后，在三維界面對地物進行編輯，目的是對準確地畫出房屋建筑的實際位置[3]。其二，在對房屋建筑描畫后進行道路的勾畫，一般依據道路情況對道路屬性進行確定，由于本項目中的交通歸屬內部道路系統，所以在對內部道路進行勾畫時，應準確控制道路的邊線。另外，由于實際地形圖測繪受植被、建筑物等影響，為了將各區域清晰地呈現出來，需對各區域進行合理切割，比如使用該軟件中操作工具畫出道路邊線，在畫另一邊道路邊線時，需與第一條道路邊線保持平行。其三，借助三維測圖系統對地形圖進行測量時，需采取相應的技術對其精度進行驗證，比如使用RTK技術合理地對像控點進行布設，在測區內均勻設置多個檢查點，便于后期對其檢查[4]。在建模環節，當計算完成后，輸入已測出的像控點坐標值，再次進行計算，確保所建模型與規范坐標系保持一致，在畫圖環節，可以根據實際需求隨時獲取模型各個坐標的值。另外，將模型導入EPS軟件，并且選定多個檢查點，借助三維模型界面來查找檢查點，以對比的方式判斷模型、實際坐標之間的誤差范圍，盡可能地縮小二者之間的誤差。

三、結束語

在目前科技快速發展的大環境下，無人機傾斜攝影技術的出現和應用，是測繪行業發展的必然趨勢，不僅可以適應目前地形圖測繪要求，而且還能滿足大比例尺地形圖測繪要求。同時，在目前 5G技術環境下，新的攝影技術與5G技術相結合應用，會促使數據處理的時間、效率提升，各類圖像傳輸的速率、分辨率等會進一步提高，突顯出各類技術融合的新功能，為整個行業的進一步發展做好鋪墊。

參考文獻：

[1]林潔.基于無人機傾斜攝影技術的地形圖測繪方法研究[J].信息與電腦（理論版），2021，33（03）：19-21.

[2]柯生學.基于無人機高精度傾斜攝影測量的礦山地形圖測繪方法[J].世界有色金屬，2020（15）：20-21.

[3]紀菲.基于無人機傾斜攝影測量的大比例尺地形圖測繪方法[J].住宅與房地產，2020（15）：269.