宋佳

摘?要：隨著城市的發(fā)展，城市規(guī)劃在城市管理和建設(shè)中扮演著越來越重要的角色。規(guī)劃竣工驗收測量是規(guī)劃監(jiān)督測量的最后一個環(huán)節(jié)，是城市規(guī)劃行政主管部門進(jìn)行建筑規(guī)劃竣工驗收的主要依據(jù)，具有權(quán)威性和法律意義。傾斜攝影測量技術(shù)是指通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器，同時從一個垂直、四個傾斜等5個不同的角度采集影像，該技術(shù)通過低空多視鏡頭攝影獲取高清立體影像數(shù)據(jù)，自動生成三維地理信息模型。

關(guān)鍵詞：無人機;測量;傾斜攝影

一、無人機傾斜攝影測量技術(shù)

（一）概況

無人機傾斜攝影測量的發(fā)展與無人機的發(fā)展密不可分，在無人機性能愈發(fā)成熟的前提下，傾斜攝影測量也成為目前測繪行業(yè)的熱門新技術(shù)之一。傾斜攝影測量的原理為：在同一飛行平臺上搭載高清數(shù)碼相機，同時從垂直、傾斜等不同角度拍攝高分辨率影像，選擇像控點校正影像偏移及變形，使用專業(yè)無人機數(shù)據(jù)處理軟件生成高分辨率正射影像及實景三維模型。生成的成果可以直觀地反映地形變化，準(zhǔn)確地輔助內(nèi)業(yè)連線繪圖。

（二）技術(shù)特點

傳統(tǒng)測量方法依靠人力采集碎部點，在復(fù)雜地形區(qū)域，如無法攀登的懸崖、山坎，只能依靠全站儀的免棱鏡功能，但距離較遠(yuǎn)的情況下，免棱鏡功能采集的碎部點質(zhì)量不高，坎和坡的走向常常不明確，導(dǎo)致內(nèi)業(yè)成圖難度上升。[1]而利用無人機可以在復(fù)雜地形作業(yè)，實用性強，生成的三維模型可以清晰地分辨地形，正射影像可以提供準(zhǔn)確的坐標(biāo);無人機作業(yè)效率高，外業(yè)占總工作量的比例低，在很大程度上方便了復(fù)雜、困難地區(qū)的測量工作。

二、無人機傾斜攝影測量總體流程

傾斜攝影技術(shù)主要是從多方位全面地獲取地物信息，通過實時測量使工作人員熟悉和掌握地物的完整信息。獲取傾斜攝影數(shù)據(jù)是通過不同種類的飛行器和相機完成不同空間的信息采集，同時，根據(jù)比例尺和分辨率的要求，進(jìn)行相應(yīng)的影像采集。

（一）無人機選擇

在進(jìn)行傾斜攝影前，需要選擇符合攝影要求的無人機。照片的數(shù)量和影像的質(zhì)量是決定傾斜攝影三維模型的2個因素，其中，照片的數(shù)量體現(xiàn)了對同一區(qū)域的覆蓋度;影像的質(zhì)量主要指目標(biāo)物影像的分辨率和清晰度。為了獲得高質(zhì)量的建模效果，傾斜攝影的分辨率需要達(dá)到一定數(shù)值，一般地區(qū)攝影影像是選擇5～6 cm的像素分辨率，建筑區(qū)的則需要達(dá)到2～3 cm的像素分辨率，同時，照片的平均覆蓋度要達(dá)到重疊30°以上。

（二）傾斜攝影相機

固定式五鏡頭相機是市場上比較常見的傾斜攝影相機，是無人機傾斜攝影中不可缺少的儀器。在多次實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，照片數(shù)量和相鄰航線飛行的間隔時間對建模效果存在一定的影響，為了獲得更理想的建模效果，可采用雙鏡頭擺動式傾斜攝影系統(tǒng)，同時該系統(tǒng)還具有成本低、質(zhì)量輕、操作簡便等優(yōu)點，因此，雙相機、三相位擺動結(jié)構(gòu)的傾斜攝影系統(tǒng)具有較高的性價比，適用于多旋翼無人機傾斜攝影[2]。

三、建筑物竣工測量數(shù)據(jù)處理

（一）竣工驗收資料處理

建筑物的轉(zhuǎn)折角通常是45度角或直角形式的拐角，實際測量計算得到的建筑物拐角坐標(biāo)值和理論值之間存在一定的差異，但相關(guān)規(guī)范要求建筑物拐角的測量值應(yīng)該與理論值保持一致。通常情況下，建筑物拐角主要包括陰角和陽角兩種形式。外業(yè)測繪過程中，假設(shè)棱鏡中心是O，拐角如果是陽角，則在實際測量過程中，可以通過角度偏心進(jìn)行觀測，以T-E之間方向值、T-O之間距離值作為觀測值。如果拐角值是陰角，測繪過程中，通過角度偏心觀測，測量值便是F位置的觀測數(shù)據(jù)，如果距離偏心測繪速度不滿足測量要求，可以直接選擇O點觀測值，但該種情況下采集到的觀測數(shù)值會和預(yù)期數(shù)值之間存在一定誤差，此時，需要為該點編碼添加特定字母，表明該點存在誤差，內(nèi)業(yè)處理過程中便會結(jié)合編碼預(yù)測點位觀測權(quán)重，有效區(qū)分該碎部點屬性，是誤差點還是正確點。針對采集后的數(shù)據(jù)實施準(zhǔn)確計算，獲得不同點坐標(biāo)信息，結(jié)合建筑物實際形態(tài)，連接各個實測坐標(biāo)點，以AUTOCAD平臺為基礎(chǔ)采用全站儀數(shù)據(jù)成圖系統(tǒng)，進(jìn)行科學(xué)編碼實現(xiàn)自動化連線。明確建筑物方位，按照最長邊原則實施自動定位。從建筑物的現(xiàn)有方位邊入手，通過坐標(biāo)解算得到建筑物臨邊夾角，采用數(shù)據(jù)庫自動匹配碎部點觀測權(quán)重，結(jié)合提前設(shè)定角度閾值計算拐角理論值。如果方位邊兩種端點之間存在明顯誤差點，則需要判斷和其相鄰的下一部分端點性質(zhì)。假如該點屬于正確點，則可以通過兩種正確點對中間誤差進(jìn)行準(zhǔn)確計算。返回起始邊閉合差如果不超限，按照距離分配誤差。該種情況下，拐角坐標(biāo)通常與理論值之間存在一定誤差，但拐點已經(jīng)是十分接近最或然值。把建筑物各邊變成理論值方位邊，通過相交的臨近方位明確建筑物拐點。繪制相應(yīng)的竣工測量平面圖，并將建筑和紅線、建筑和地物、各個竣工建筑之間的距離標(biāo)識出來，針對單棟的竣工建筑需要將其細(xì)部尺寸詳細(xì)繪制出來。

（二）及時更新數(shù)字地圖

實時更新數(shù)字地圖，為后期補測奠定基礎(chǔ)。因為大部分建設(shè)單位通常都是建筑物竣工剛剛結(jié)束后，便要求實施竣工測量，導(dǎo)致建筑區(qū)域中的高程和附屬設(shè)施測量存在較大難度。針對這種狀況，需要在竣工測量過程中，保留部分固定位置上的高程點，如固定平臺上或墻體上的特征點，方便工程結(jié)束后實施補測。測繪附屬設(shè)施相關(guān)平面位置時，將建筑物角點作為控制點用以合理控制。保證建筑角點精確性，后期為了方便應(yīng)用，需要在數(shù)字地形圖中進(jìn)行明確標(biāo)識，通過專門的顏色或圖層進(jìn)行標(biāo)注。[3]現(xiàn)有地形圖中設(shè)置有大量高精度的建筑物角點，后期測繪過程中，可以結(jié)合精度條件，準(zhǔn)確測量建筑物角點，通過最小二乘原理，實施計算更正后，便可以獲得預(yù)期成果，提升工作效率，減小精度要求較低的測繪工作對于高等級控制點的依賴。

四、結(jié)語

利用多鏡頭傾斜攝影測量的一系列技術(shù)輔助城市小區(qū)竣工測量，是一種降低成本、改善工作環(huán)境、高效率、高精度的作業(yè)方式。通過將無人機航空傾斜攝影測量技術(shù)、GPS虛擬基站技術(shù)、五鏡頭聯(lián)合空三技術(shù)、實景三維建模技術(shù)、“傳統(tǒng)立體模型測圖”聯(lián)合“三維實景模型測圖”技術(shù)、室內(nèi)三維實景竣工要素拾取技術(shù)等多技術(shù)結(jié)合，有效實現(xiàn)了將外業(yè)工作搬到室內(nèi)來實現(xiàn)的愿景。這一方式的運用，使得外業(yè)測繪不再因為雨天耽誤工期，不再因為惡劣的工作環(huán)境傷害員工身體，是環(huán)保節(jié)能、高效、高精度的技術(shù)融合路線。傳統(tǒng)竣工測量與多鏡頭傾斜攝影測量技術(shù)的完美融合。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚仁春，李鵬鵬，文琳，潘澄.基于無人機傾斜攝影的城市三維建模方法優(yōu)化[A]

[2]李頎.基于傾斜攝影技術(shù)在農(nóng)村房屋權(quán)籍調(diào)查測量中的應(yīng)用[J].測繪與空間地理信息，2016，39（06）：182-183+186.

[3]李卉.無人機傾斜攝影測量應(yīng)用于建筑物三維建模研究[D].遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2015.