李郭偉 朱江

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，基于無(wú)人機(jī)的空中攝影技術(shù)也有了很大發(fā)展。傾斜攝影測(cè)量技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于制圖領(lǐng)域。無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)具有分辨率高、幾何精度高、操作靈活、成本低等特點(diǎn)，與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相比優(yōu)勢(shì)明顯，大大方便了施工。施工周期長(zhǎng)、施工變量多、能耗高是施工工程的重要特點(diǎn)。這種高消費(fèi)低效的建設(shè)方式嚴(yán)重阻礙了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用勢(shì)在必行?？偨Y(jié)無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)理論，說(shuō)明無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在完成規(guī)劃中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);傾斜攝影測(cè)量;建筑規(guī)劃竣工測(cè)繪;應(yīng)用分析

傳統(tǒng)的測(cè)量方法是GPS-RTK與mandrin相結(jié)合。這個(gè)問題需要更多的人力資源和時(shí)間，也受到時(shí)間的限制。如果項(xiàng)目壓力很大，雨水持續(xù)不斷， 作業(yè)人員將無(wú)法在實(shí)地開展連續(xù)作業(yè)。近年來(lái)，隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展和相機(jī)分辨率的提高，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)誕生了GPS-RTK技術(shù)。其中無(wú)人機(jī)傾斜攝影應(yīng)用最為廣泛，本文詳細(xì)論述了無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在規(guī)劃實(shí)施中的應(yīng)用措施。

1 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)概述

1.1 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)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(jī)。一般來(lái)說(shuō)，垂直空中攝影是獲取地物信息的手段與傳統(tǒng)的信息獲取方法相比，傾斜相機(jī)的優(yōu)勢(shì)顯而易見。它主要在五個(gè)方向收集數(shù)據(jù)：左、右、前、后和前。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用提供了更精確的位置和位置信息。然后，將使用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)軟件處理生成的數(shù)據(jù)，并將圖像添加到統(tǒng)一坐標(biāo)系中。與傳統(tǒng)攝影測(cè)量技術(shù)相比，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)超出了圖像采集角度的限制。該技術(shù)的應(yīng)用彌補(bǔ)了正面圖像只能從垂直角度拍攝，不能作為一個(gè)整體來(lái)看待這一事實(shí)，從而實(shí)現(xiàn)了多角度收集的效果，提高了攝影測(cè)量的質(zhì)量。無(wú)人機(jī)與傾斜攝影測(cè)量技術(shù)相結(jié)合，可以幫助無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量系統(tǒng)更有效、更經(jīng)濟(jì)地獲取圖像信息，并提高工作性能。

1.2 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)

無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的具體特點(diǎn)包括三個(gè)方面。（1）無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)采集的三維數(shù)據(jù)可準(zhǔn)確反映地物的外觀、位置和高度等特性。（2）無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)可以同時(shí)生成GSD、DLG和DOM數(shù)據(jù)， 不僅可以從傳統(tǒng)的空中攝影測(cè)量中獲得更多數(shù)據(jù)，而且可以有效降低城市三維建模的成本。（3）無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)能夠迅速收集圖像數(shù)據(jù)，提高操作效率。

1.3 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

首先，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)具有真實(shí)性優(yōu)勢(shì)。這一優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)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(gè)角度查看建筑的圖像信息，并更好地控制細(xì)節(jié)。其次，應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾角攝影測(cè)量技術(shù)可以采集建筑物的紋理。大比例尺航空制圖的特點(diǎn)使用戶能夠更全面地了解建筑立面，并提高三維建模的準(zhǔn)確性和完整性。最后，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)收集的數(shù)據(jù)規(guī)模小，易于傳播，可迅速在因特網(wǎng)上發(fā)布，以實(shí)現(xiàn)共享應(yīng)用。

2 總體技術(shù)流程

（1）數(shù)據(jù)收集。收集以不同比例提供的起點(diǎn)坐標(biāo)和測(cè)量數(shù)據(jù)。（2） 區(qū)域調(diào)查。①審查收集到的地形圖，比較地形和細(xì)節(jié)是否發(fā)生變化;② 根據(jù)實(shí)地調(diào)查制定實(shí)地工作計(jì)劃和13個(gè)課程。（3）影像控制點(diǎn)的排列方式。檢查點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)根據(jù)研究區(qū)的面積和特點(diǎn)，同時(shí)考慮到地點(diǎn)和地質(zhì)條件。飛行前，把它整理成一個(gè)檢查站。（4）獲取圖像控制點(diǎn)數(shù)據(jù)。圖像控制點(diǎn)數(shù)據(jù)采集采用GPS接收機(jī)，點(diǎn)數(shù)據(jù)采集采用控制點(diǎn)測(cè)量方法。根據(jù)GB/T 39616-2020 衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量（RTK）規(guī)范。為了減少衛(wèi)星星歷和多軌等誤差，我們應(yīng)盡量避免信號(hào)反射器，增加觀測(cè)次數(shù)。每個(gè)點(diǎn)至少觀測(cè)三次，并至少平滑30次。（5）獲取圖像數(shù)據(jù)。無(wú)人機(jī)空中拍攝場(chǎng)根據(jù)甲方要求規(guī)劃路線，采集圖像。（6）3D模型的正面圖像和輸出。在業(yè)界，無(wú)人機(jī)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(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，轉(zhuǎn)化為地圖?？罩腥菧y(cè)量使用ContextCapture等軟件解決區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中自由網(wǎng)絡(luò)圖像約束的聯(lián)合調(diào)整，構(gòu)建空間比例適度自由變形的三維模型，并實(shí)現(xiàn)相對(duì)方向。傳送在環(huán)境中實(shí)地測(cè)量的攝影測(cè)量點(diǎn)的結(jié)果，使用這些結(jié)果解決現(xiàn)有區(qū)域網(wǎng)絡(luò)模型的應(yīng)力調(diào)整問題，并在精確大地坐標(biāo)系中以絕對(duì)方向指導(dǎo)它們。在出現(xiàn)缺陷后及時(shí)檢查準(zhǔn)確性報(bào)告。第三個(gè)空間之后的結(jié)果數(shù)據(jù)將直接提交以生成三維三角網(wǎng)網(wǎng)格構(gòu)造、白色方格三維模型、自由形式紋理映射和三維場(chǎng)景構(gòu)造。（7）矢量成圖。使用清華山威EPS、南卡等制圖軟件，將根據(jù)地形制圖規(guī)范加載和繪制生成的模型。

3 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

3.1 工程概況

以一個(gè)平面核查項(xiàng)目為例，測(cè)量區(qū)包括17座高層商業(yè)建筑，測(cè)量面積約180 000㎡，無(wú)人機(jī)使用五目標(biāo)傾斜相機(jī)拍攝空中照片，測(cè)量空中三角形，并幫助建立三維模型。

3.2 航線布設(shè)和數(shù)據(jù)獲取

在完成這些措施后，確定無(wú)人駕駛飛機(jī)的飛行軌跡需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理的科學(xué)規(guī)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(shí)，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(cè)量區(qū)域的方位，以便測(cè)試目標(biāo)可以在相應(yīng)的測(cè)量區(qū)域中取得適當(dāng)?shù)挠跋?。從傾斜相機(jī)的拍攝角度和角度來(lái)看， 要獲得物體邊緣的立體視圖，必須保證相機(jī)路徑的范圍，超過(guò)200米測(cè)量區(qū)的限制，最后路徑為14條，水平重疊和角重疊符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)相機(jī)飛行點(diǎn)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(biāo)傾斜攝影獲得了五組數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)都有POS數(shù)據(jù)。

3.3 正射影像和三維模型輸出

使用contempire繪圖軟件執(zhí)行此操作：在軟件中創(chuàng)建新項(xiàng)目、導(dǎo)入實(shí)地收集的照片、添加圖像控制點(diǎn)數(shù)據(jù)以匹配以及執(zhí)行三維空間分辨率：完成3d解析度后，建立3d模型。產(chǎn)生3d模型后，您會(huì)得到諸如正面影像等結(jié)果。具體步驟如下：（1）整理圖像照片和檢查點(diǎn)數(shù)據(jù);（2）開放式CC， 新項(xiàng)目;（3）導(dǎo)入照片并設(shè)置相應(yīng)參數(shù);（4）修改攝像機(jī)參數(shù);（5） 3d測(cè)量：指參數(shù)設(shè)置、軌跡設(shè)置、3d分辨率等。（6）三個(gè)空白控制;（7）相位-檢查排水溝邊坡頂點(diǎn)，檢查排水溝邊坡頂點(diǎn)精度報(bào)告;（8）重建模型;（9）產(chǎn)品生成。

3.4 矢量繪圖

通過(guò)新的DP-Modeler決策計(jì)劃，傾斜攝影數(shù)據(jù)可用于直接測(cè)量，主要是點(diǎn)特征和建筑矢量。在擷取過(guò)程中，會(huì)詳細(xì)標(biāo)注每個(gè)特征。

3.5 成果精度分析

地形圖在建筑完工時(shí)測(cè)量，需要高精確度，主要特征點(diǎn)與建筑根點(diǎn)之間的誤差應(yīng)保持在50mm以內(nèi)，次要特征點(diǎn)與其誤差應(yīng)保持在70mm以內(nèi)，樓板與圖面根點(diǎn)之間的高程誤差應(yīng)保持在70mm以內(nèi) 測(cè)量住宅小區(qū)內(nèi)均勻分布的6棟建筑物的角度坐標(biāo)，統(tǒng)計(jì)分析點(diǎn)內(nèi)誤差，選擇住宅小區(qū)內(nèi)5 棟建筑物的邊緣長(zhǎng)度，分析誤差。此外，必須在社區(qū)中選擇五個(gè)高程點(diǎn)， 并計(jì)算錯(cuò)誤狀態(tài)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，這三級(jí)誤差符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，地形圖和收集的建筑物高度符合城市測(cè)量規(guī)范，可以在執(zhí)行測(cè)量時(shí)應(yīng)用。

總之，在規(guī)劃竣工測(cè)量時(shí)需要應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，它的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，但也有缺點(diǎn)和不足隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，這些技術(shù)將在不久的將來(lái)得到廣泛傳播和應(yīng)用。

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