甘世興

（新疆地質(zhì)工程勘察院，新疆 烏魯木齊 830000）

無人機(jī)傾斜攝影測量是一項(xiàng)將航空攝影與地面三維攝影有效結(jié)合在一起的技術(shù)，其既能夠保證攝影的最終效果，也能彌補(bǔ)以往單航空攝影上的不足，能夠比較真實(shí)地反應(yīng)出地面情況，從而幫助測量人員進(jìn)一步優(yōu)化環(huán)境測繪方案。借助無人機(jī)低空數(shù)據(jù)處理技術(shù)，測繪人員可以將獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行立體影像化處理，以適應(yīng)后續(xù)的工作需求。本文則從無人機(jī)傾斜測量技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害中的實(shí)際應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行一個(gè)簡單的探討。

1 地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查分析

地質(zhì)災(zāi)害的本質(zhì)即受地裂縫、崩塌或者是山體滑坡等因素引發(fā)的強(qiáng)烈地質(zhì)運(yùn)動、以及因環(huán)境劇烈變化而產(chǎn)生的自然性災(zāi)害。而在對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行調(diào)查時(shí)，調(diào)查人員可以利用遙感技術(shù)和地面調(diào)查技術(shù)獲取地質(zhì)災(zāi)害的相關(guān)信息，在獲取地面數(shù)據(jù)信息的同時(shí)，測繪人員還要對該區(qū)域的巖層信息和水文信息一并做好調(diào)查，進(jìn)而對該區(qū)域的地質(zhì)特征做出更清晰的判斷，并從根本上掌握該區(qū)域受災(zāi)害的程度，同時(shí)也為防治地質(zhì)災(zāi)害做出重大的貢獻(xiàn)。

2 無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)分析

2.1 無人機(jī)運(yùn)行原理

無人機(jī)的運(yùn)行原理相對來說較為簡單，就是通過無線遙感設(shè)置的方式來控制無人機(jī)運(yùn)動，以保證無人機(jī)能夠按照設(shè)置的軌道運(yùn)動，最終形成一條固定的飛行路線。傳統(tǒng)形式下的航空攝影技術(shù)只能從垂直角度來采集影像與圖片信息，而無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)可以采用多種角度對飛行軌道上的信息進(jìn)行采集，并且還能用正面和側(cè)面兩個(gè)視角對路徑上的圖像進(jìn)行分辨，將多個(gè)攝像頭進(jìn)行綜合交叉，進(jìn)而保證采集到的數(shù)據(jù)與影像信息更為全面，最終滿足采集人員對圖像采集的要求，這種采集技術(shù)可以有效填補(bǔ)傳統(tǒng)式的航空攝影的不足之處。

2.2 無人機(jī)的性能要求

無人機(jī)按照其動力系統(tǒng)可以分為內(nèi)燃機(jī)動力系統(tǒng)和電池動力系統(tǒng)，而從飛行翼上可以劃分為固定翼和旋翼。但因?yàn)闊o人機(jī)在飛行時(shí)產(chǎn)生的振動會影響到最終的成像質(zhì)量，所以在進(jìn)行動力系統(tǒng)的選擇時(shí)電池動力系統(tǒng)的選擇等級會優(yōu)先于內(nèi)燃機(jī)動力系統(tǒng)。但從最終的采集效率和續(xù)航時(shí)長上來看，固定翼要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于旋翼。但從飛行安全方面考慮旋翼又優(yōu)于固定翼。因?yàn)闊o人機(jī)在用途的差別，所以其性能和標(biāo)準(zhǔn)也是千差萬別的，因?yàn)橛糜跍y繪工作的無人機(jī)對質(zhì)量和飛行速度的要求非常高，所以專業(yè)類無人機(jī)的載重、續(xù)航時(shí)間、抗風(fēng)等級方面都有著更高的標(biāo)準(zhǔn)。例如無人機(jī)最低載重2kg、多旋翼飛行速度要大于6m/s，固定翼無人機(jī)飛行速度要大于10m/s等標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)也保證了無人機(jī)在作業(yè)時(shí)的安全問題。

2.3 傾斜相機(jī)的性能要求

《低空數(shù)字航空攝影規(guī)范》對攝影所用的相片傾斜角度有著明確的規(guī)定：傾斜角度不大于5°，最大不超過12°。而現(xiàn)在的航空測繪軟件在不斷進(jìn)行技術(shù)改革，其處理能力也已經(jīng)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)我們就可以劃分一個(gè)范疇，把傾角15°以下的相片劃入垂直攝影這個(gè)范疇，將傾角15°以上的相片劃入傾斜攝影這一范疇?，F(xiàn)如今無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在不斷發(fā)展，傾斜相機(jī)也不再限制相機(jī)鏡頭的數(shù)量，而且傾斜攝影測量的本質(zhì)目的就是為了節(jié)省測量時(shí)間，以獲取到最多角度的影像資料。在對無人機(jī)攝影相機(jī)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)中，其要求用來采集信息的相機(jī)像素不低于3500 萬，而且在進(jìn)行傾斜攝影時(shí)不能只對其中一個(gè)相機(jī)的像素進(jìn)行要求，而是要對一次性采集到的影像像素進(jìn)行統(tǒng)一要求。傾斜相機(jī)的性能要從像素、作業(yè)時(shí)間、續(xù)航等方面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)限定。例如相機(jī)的作業(yè)時(shí)間至少要達(dá)到90 分鐘，最好能夠全天工作，能夠快速地應(yīng)對緊急事件。

3 地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中應(yīng)用無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)的優(yōu)勢

3.1 不易受干擾

在一些需要采集信息的地區(qū)中，無人機(jī)的飛行軌跡不會受該區(qū)域和電磁波的干擾，而且還不會受到空管條例的限制，這也大大降低了對該區(qū)域中作業(yè)區(qū)的影響。但無人機(jī)如果一直在低空區(qū)域飛行，那么電基站和高壓線網(wǎng)等設(shè)施就會對無人機(jī)的飛行路線產(chǎn)生一定的干擾，那么就會使所采集到的影像圖片出現(xiàn)殘缺失真現(xiàn)象，更嚴(yán)重的還會引發(fā)墜機(jī)現(xiàn)象，造成嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失。

3.2 作業(yè)靈活性明顯

無人機(jī)在飛行時(shí)對于溫度與環(huán)境的要求并不嚴(yán)格，而且其作業(yè)靈活性極高，可以隨時(shí)執(zhí)行飛行任務(wù)，并且還能在預(yù)定的區(qū)域和時(shí)間內(nèi)到達(dá)。即使在一些天氣環(huán)境惡劣的區(qū)域，無人機(jī)照樣可以執(zhí)行飛行任務(wù)，不會受到天氣與環(huán)境條件的影響。對于憑借外力也難以進(jìn)入的區(qū)域來說，無人機(jī)在這時(shí)就可以展現(xiàn)自身的優(yōu)勢，利用其可以無視地形天氣的優(yōu)勢進(jìn)入?yún)^(qū)域進(jìn)行探測。無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)不僅可以提高地質(zhì)災(zāi)害工作的工作效率與速度，還可以有效保障人民的人身安全。

3.3 傳遞精準(zhǔn)度高

在運(yùn)用無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)進(jìn)行信息采集時(shí)，該技術(shù)能夠?qū)@取到的影像圖片資料加工地更為清晰準(zhǔn)確，但因?yàn)樵摷夹g(shù)還未完全成熟，所以其自身還是有些不足的。但現(xiàn)如今技術(shù)研究人員正在將三維模型技術(shù)融入無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)中，前者的融入可以有效地填補(bǔ)后者在攝影和測繪技術(shù)上的不足，進(jìn)而提高無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的精確度。

3.4 經(jīng)濟(jì)性突出

在現(xiàn)如今的無人機(jī)銷售市場中，無人機(jī)的種類眾多且價(jià)格不等，相關(guān)測繪部門可以結(jié)合自身地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作的實(shí)際情況來對購買無人機(jī)的資金做出預(yù)算，在能夠有效完成工作任務(wù)的情況下盡量減少資金投入。無人機(jī)的配件不易受損，而且可以長時(shí)間使用，不僅維修簡便還有體積小的優(yōu)勢，操作模式也十分的簡單，只要對測繪人員進(jìn)行稍加培訓(xùn)就可以展開戶外測繪工作。

4 地質(zhì)災(zāi)害中的無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)應(yīng)用

在發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害后，無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)就能展現(xiàn)其自身的能力了，該技術(shù)可以將災(zāi)害形成的原因進(jìn)行系統(tǒng)性的分析，并借助地面調(diào)查法和遙感調(diào)查法等手段獲取關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)場的相關(guān)資料，對該區(qū)域的氣象狀況、水文和巖層資料做出一個(gè)詳細(xì)的整理，評估該地地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)等級并將災(zāi)害類別精細(xì)化，以便測繪人員進(jìn)行災(zāi)害防治工作。無人機(jī)可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的路徑飛行，并通過各個(gè)角度對區(qū)域的狀況進(jìn)行采集，在確保影像和圖片資料的真實(shí)度和清晰度的情況下進(jìn)一步對災(zāi)害中心進(jìn)行定位，最后構(gòu)建出災(zāi)害中心地面結(jié)構(gòu)的三維立體模型。將測量技術(shù)與無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)結(jié)合到一起后，無人機(jī)采集到的影像圖片資料會更加全面化，拍攝角度會更加豐富，最終達(dá)到提高三維立體模型精準(zhǔn)度的目地。

5 地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)的應(yīng)用表現(xiàn)

5.1 現(xiàn)場調(diào)度指揮方面

在進(jìn)行無人機(jī)測量作業(yè)時(shí)，無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在其中發(fā)揮了巨大的作用。在實(shí)際應(yīng)用中，無人機(jī)對受災(zāi)區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像采集后，要將信息及時(shí)傳輸給指揮中心，指揮人員針對采集的圖像信息再進(jìn)行深度分析，力求從最大程度上保障災(zāi)害地區(qū)人民的生命與財(cái)產(chǎn)安全。而無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)為防范地質(zhì)災(zāi)害做出了巨大的貢獻(xiàn)，同時(shí)為災(zāi)害信息采集系統(tǒng)的有序運(yùn)轉(zhuǎn)提供了有力的技術(shù)支撐。

5.2 防范性調(diào)查方面

在開展自然災(zāi)害防范調(diào)查工作時(shí)，地質(zhì)測繪部門也可以將無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)應(yīng)用到其中，因?yàn)樵摴ぷ鲗θ肆拓?cái)力的需求量較為巨大，所以很容易出現(xiàn)工作上的漏洞，同時(shí)這也對最后調(diào)查成果的總結(jié)產(chǎn)生了不好的影響，輕則出現(xiàn)預(yù)警失誤，重則會直接威脅到人民的生命安全。所以，在這種情況下，災(zāi)害測繪部門就要合理利用正側(cè)面結(jié)合的攝影方式，客觀地對區(qū)域圖像信息進(jìn)行采集，科學(xué)全面地對不同角度的地面圖像做出分析。

5.3 校正三維立體模型影像

測繪人員要合理地利用無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)進(jìn)行工作，并從多方面多角度的情況下對影像圖片資料進(jìn)行獲取，在確保影像圖片資料數(shù)據(jù)是完整與準(zhǔn)確的同時(shí)再進(jìn)行災(zāi)害情況的觀察。無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)可以將所選地區(qū)進(jìn)行放大，并且能夠科學(xué)地對地形高度、長度、坐標(biāo)等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行測量與收集，以確保地區(qū)地面數(shù)據(jù)信息在整合應(yīng)用環(huán)節(jié)中的準(zhǔn)確性。

除此之外，三維立體模型是一種十分高效且科學(xué)的測繪手段，不僅能將測繪區(qū)域進(jìn)行全方位的建模，還能夠有效督促地質(zhì)災(zāi)害測繪工作的準(zhǔn)確實(shí)施。

5.4 地形圖方面

長期以來，災(zāi)害地區(qū)地形圖測繪工作的開展速度都是較慢的，因?yàn)榈匦螆D測繪工作環(huán)節(jié)較為復(fù)雜，對人力物力的消耗也十分巨大。如果災(zāi)害地區(qū)的形勢太過嚴(yán)峻，那么需要投入更大的成本才能保證測繪作業(yè)的順利進(jìn)行，而且所需的測繪時(shí)間也是非常長的，并需要借助比例尺和各種工具才能完成測繪工作。與傳統(tǒng)的比例尺測繪法相比，無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)能夠?qū)π铚y地區(qū)的地形做出多角度的拍攝，再根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置合適的拍攝角度和所采集數(shù)據(jù)信息的數(shù)量，從而設(shè)置合理且科學(xué)的航拍路線，最終保障災(zāi)害調(diào)查工作能夠正常展開。

6 結(jié)語

綜上所述，無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)屬于一種新型的測繪技術(shù)，能夠在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作中發(fā)揮巨大的作用，為測繪工作提供必要的技術(shù)支持。從現(xiàn)階段來講，無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)尚未完全成熟，所以在后期測繪人員要對其進(jìn)行完善與創(chuàng)新，以增強(qiáng)其實(shí)際應(yīng)用能力。