儲智

（徐州市勘察測繪研究院，江蘇 徐州221000）

1 引言

隨著科學技術的發(fā)展，信息時代技術的升級為各項工作提供了便利條件。無人機作為一項重要的電子產物，提高了空間信息獲取數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)傳輸能力。由此，越來越多的測量單位開始研究和采用基于無人機的傾斜攝影測量技術，完成高標準測繪工作。無人飛行傾斜攝影測量作業(yè)自動化程度高，測量過程快捷便利，可以多角度地獲取建筑物的影像數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)成果直觀、全面，并且可以反復使用，從而顯著降低生產成本，具有廣泛的應用價值。目前，無人機傾斜攝影測量技術已成為工程測量特別是農村地籍測量的重要方式。

2 傾斜攝影測量概述

2.1 傾斜攝影測量技術

典型的傾斜攝影測量設備是在飛行平臺上搭載5 臺CCD傳感器，從1 個垂直方向和4 個傾斜方向同步獲取同一地物東南西北及頂部方向的影像。在此過程中，需要記錄航高、航速以及航向等數(shù)據(jù)，掌握地物特征點的坐標參數(shù)，最后，對傾斜測量獲取的影像數(shù)據(jù)進行分析和處理。另外，影像數(shù)據(jù)不僅能真實地展現(xiàn)地物的實際情況，并且通過定位技術可以對地理信息和影像信息進行獲取，拓展遙感影像的應用范圍[1]。

2.2 傾斜相機的性能要求

在傾斜攝影系統(tǒng)中，鏡頭的數(shù)量和類型很多，可以從不同的角度獲得圖像，實現(xiàn)單架次操作的廣度和深度。一般來說，采用無人飛行器進行航空測量時，選擇的攝影設備的像素一般為3.5×107及以上。正常情況下，單個透鏡的像素應控制在2×107以上，而一次曝光的像素應控制在約1×108。此外，為了滿足特定條件下的測量要求，攝像機工作時間應控制在90min以上，并應保證其能正常使用。

3 無像控無人機傾斜攝影測量技術流程

3.1 影像數(shù)據(jù)獲取及處理

航線規(guī)劃是影像獲取的前提，進行測量前，應根據(jù)測區(qū)的實際情況進行航線規(guī)劃，設置合適的飛行高度和影像重疊度等參數(shù)，然后控制無人機根據(jù)設定好的航線進行測量，得到影像數(shù)據(jù)。將獲取的影像數(shù)據(jù)導入軟件Smart3D 中，設置坐標系和參數(shù)。數(shù)據(jù)導入后，首先要對照片進行檢查，篩選影像重疊以及分辨率不夠的照片。然后進行空三處理，空三處理后建立測區(qū)的三維點云以及DOM 等三位模型。

3.2 EPS 三維測圖

EPS 三維測圖軟件可以直接導入傾斜攝影生成的模型（Smart3D，Photo Scan）并進行處理，對圍墻和房屋的邊角進行測量，包括對地面高程點進行提取。具體過程為：首先，將DOM 等三位模型加載到EPS 軟件中，將生成的三維模型進行數(shù)據(jù)轉換，直接在三維模型上進行矢量化處理。在三維模型上采用五點法或者線劃法對房屋進行繪制，同時還可直接錄入房屋的屬性信息，包括房屋結構、樓層數(shù)、高度等。以DOM 模型為參考，某些地物可在正射影投影（平面）直接進行快速繪制以及在透視投影（立體）進行房檐的改正等。

3.3 地籍圖的坐標轉換及糾正

無像控的三維模型精度相對較高，但是由于無人機自帶的GPS 設備精度不高，導致模型以及EPS 繪制出的地籍圖的坐標廠發(fā)生一定的偏移，并且無人機自帶的POS 數(shù)據(jù)是WGS84 坐標系統(tǒng)，而地籍成果數(shù)據(jù)坐標系統(tǒng)為2000 坐標系統(tǒng)，因此，需要對地籍圖的坐標進行轉換及空間糾正。這就需要在外業(yè)采集一些高精度的均勻分布的界址點，通過這些高精度的界址點對EPS 測繪的地籍圖進行坐標轉換及糾正，即可完成地籍圖的測繪。

4 無人機傾斜攝影在農村房地一體地籍測量中需要注意的問題

4.1 地物圖像數(shù)據(jù)采集和處理

攝影前，要做好采集準備工作。結合農村不同的地理環(huán)境以及地貌特征制訂不同的航線方案，細化無人機的飛行高度，合理設定各項參數(shù)，保證所有參數(shù)準確無誤后，方可航拍。航測過程中，應實時接收數(shù)據(jù)信息，并將其導入地物坐標參數(shù)圖像處理軟件，及時對無人機傳輸回的圖像進行分析和篩選，如果有問題應及時匯報，避免對后期的工作造成影響。隨后，與正常圖像進行三維模型建立以及布置坐標等操作[2]。

4.2 模型測圖數(shù)據(jù)轉化

生成三維模型后，還要完善地物邊角測繪工作。例如，對圍墻角、房屋輪廓、高程點等進行補充，可將三維模型導入測圖軟件中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉化，提取重要信息，結合DOM 參考數(shù)值，將地物進行投影，在提高繪圖效率的同時，校正高寬比例。

4.3 坐標地籍圖的生成和校正

在無像控點的情況下建立三維模型，精度要求比較嚴格。但是在實際測繪過程中，因為無人機自身的POS 精度不夠（無人機在飛行作業(yè)時，獲取的無人機影像通常會攜帶配套的POS 數(shù)據(jù)。從而更加方便地處理影像。而POS 數(shù)據(jù)主要包括GPS 數(shù)據(jù)和IMU 數(shù)據(jù)，即傾斜攝影測量中的外方位元素：緯度、經度、高程、航向角、俯仰角及翻滾角），在一定程度上會影響EPS 三維測圖軟件的成圖結果，因此，需要將地籍圖的坐標進行轉換，同時，進行空間校正，該工作必須由外業(yè)工作者對實際布點進行設計。另外，無人機本身配置的相機可能存在一定的差異性，圖像重疊處理具有一定的難度，會造成三維建模坐標存在偏移和圖像變形等。當遇到這種問題，相關工作人員需要借助橡皮頁變換，對數(shù)據(jù)進行修正。在此整個過程中，一定要結合實際情況操作，必要時，再次進行外業(yè)實地采集，提高圖形的精度[3]。

5 結語

目前，傾斜攝影測量技術已經開始應用于農村地籍測量工作中，與傳統(tǒng)測量工作相比，傾斜攝影技術可以有效為企業(yè)節(jié)省大量的人力與物力。為了獲取更好的成果，在實際作業(yè)中，技術人員需要根據(jù)外部環(huán)境以及氣候氣象因素適當調整影像采集參數(shù)，以避免相機曝光過度，影響影像數(shù)據(jù)的質量。飛行任務完成后，需要現(xiàn)場做好影像數(shù)據(jù)質量檢驗，檢查其是否滿足相關規(guī)范的要求，根據(jù)情況及時安排補測。