趙威

摘要：近些年，隨著社會(huì)的發(fā)展，帶動(dòng)了我國科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步，目前，測繪技術(shù)也獲得了良好的發(fā)展機(jī)遇。將無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)運(yùn)用到測量方面，成為相關(guān)工作者關(guān)注的焦點(diǎn)。這一攝影技術(shù)由于具有快速、高效、靈活、成本低廉等優(yōu)勢，使其逐漸成為測繪行業(yè)的新寵兒。將該技術(shù)應(yīng)用到無人機(jī)上，實(shí)際上是通過做三維模型的方式，展現(xiàn)更為直觀、真實(shí)的待測目標(biāo)。通過對無人機(jī)傾斜攝影在測量工程中的應(yīng)用進(jìn)行重點(diǎn)探究，希望為測量工程的進(jìn)一步發(fā)展奠定基石。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)傾斜攝影;測量工程;應(yīng)用

引言

地質(zhì)災(zāi)害識別是防災(zāi)減災(zāi)業(yè)務(wù)的重要工作，更是全生命周期管理中不可忽視的必要環(huán)節(jié)。全國發(fā)生危害交通設(shè)施的地質(zhì)災(zāi)害頻起，對經(jīng)濟(jì)和人民生命造成直接及間接的巨大損失。因此建設(shè)一套地質(zhì)災(zāi)害識別體系可以安全高效的提出地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警，填補(bǔ)國內(nèi)預(yù)警技術(shù)體制的空白。傳統(tǒng)的勘察設(shè)計(jì)手段已經(jīng)無法滿足新形勢下的建設(shè)需求，在勘察設(shè)計(jì)、施工建設(shè)、后期運(yùn)營各階段中，迫切需要對工程具有重要影響的不良地質(zhì)體進(jìn)行實(shí)時(shí)查看和判別，以減少地質(zhì)災(zāi)害對施工及后期的影響。傾斜攝影技術(shù)是國際測繪領(lǐng)域近些年發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù)，該技術(shù)目前在歐美等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。但是，在我國仍然存在較大的空白，傾斜影像技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用，可以使目前高昂的三維建模成本大大降低。無人機(jī)遙感系統(tǒng)具有成本低、速度快、易操作等優(yōu)勢，已廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、生態(tài)農(nóng)業(yè)、災(zāi)害應(yīng)急與三維重建等領(lǐng)域中。利用無人機(jī)搭載傾斜相機(jī)，對地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)進(jìn)行航拍，獲取原始影像，通過三維建模軟件對原始影像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得實(shí)景三維模型，通過在三維模型上測量及評估，結(jié)合地質(zhì)專家意見，得到該地質(zhì)的災(zāi)害預(yù)警信息。同時(shí)還可以給設(shè)計(jì)提供參考，并指導(dǎo)任務(wù)區(qū)域的施工及后期運(yùn)維情況。

1無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)

無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)是通過無人機(jī)平臺搭載多個(gè)航攝相機(jī)，根據(jù)預(yù)設(shè)線路采集測區(qū)的影像，以同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)角度拍攝，準(zhǔn)確反映出地面物體情況，高精度獲取物理紋理信息。聯(lián)合建模技術(shù)、融合技術(shù)和定位技術(shù)，可以自動(dòng)化生成三維模型。根據(jù)技術(shù)應(yīng)用流程，采用POS信息、航片與傳感器參數(shù)，采集運(yùn)行影像數(shù)據(jù)，控制測量相片。注重處理內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)，加大控制點(diǎn)影像關(guān)聯(lián)度，采用空三運(yùn)算方式輸出結(jié)果，以此建立DEM模型和三維實(shí)景模型。所以在礦山測量中應(yīng)用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，可以提高測繪結(jié)果的精準(zhǔn)度。傾斜攝影三維自動(dòng)建模軟件屬于自動(dòng)化建模軟件，能夠通過多源序列影像生成高分辨率三維模型。建模軟件通過全自動(dòng)空三解算，建立不規(guī)則三角網(wǎng)絡(luò)，自動(dòng)化紋理映射，快速建立三維模型。該建模軟件通過傾斜攝影能夠在垂直影像上獲取結(jié)構(gòu)信息，并且基于單張影像測量原理獲取建筑立面結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整、提拉和編輯等操作獲取精細(xì)單體化模型。通過傾斜攝影紋理采集特點(diǎn)，能夠從影像中采集模型貼圖，自動(dòng)化生成模型貼圖。

2具體應(yīng)用

2.1在GPS布設(shè)方面的應(yīng)用

在測量工程中，GPS布設(shè)也是其中關(guān)鍵的一環(huán)，有利于實(shí)現(xiàn)無人機(jī)攝像數(shù)據(jù)的同步，是提高工作效率和效果的重要途徑。想要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就需要對GPS布設(shè)的精度有著嚴(yán)格要求。在完成GPS布設(shè)后，接下來要做的工作便是接收信號，可以說信號接收是在完成GPS布設(shè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，目的在于更順暢地接收測繪方面的數(shù)據(jù)。無人機(jī)在接收信號前，首先應(yīng)保障其具有充足的供電，對于傳統(tǒng)的垂直攝影方式而言，由于得到信息密度較低，需要擴(kuò)大面積來完成對待測目標(biāo)的攝影，無疑會(huì)延長攝影時(shí)間，因而需要無人機(jī)擁有更充足的供電。傾斜攝影是以多種攝影模組的形式存在的，可以用更少的拍攝次數(shù)來進(jìn)行多角度的拍攝，大大縮短了攝影工作時(shí)間，能夠有效降低無人機(jī)在供電方面的壓力，擴(kuò)大其攝影工作的范圍，讓GPS布設(shè)的工作效率提高到一個(gè)新的等級。

2.2像片控制測量

像片控制測量有助于提升測繪結(jié)果的精度，在布設(shè)控制點(diǎn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)參考標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置。此次測繪選擇航向重疊度為65%，旁向重疊度為60%。在布設(shè)像控點(diǎn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)關(guān)注到以下問題：第一，根據(jù)測繪區(qū)域的地形地貌，劃分不同的測繪區(qū)域。測繪區(qū)域外的像控點(diǎn)，多設(shè)置在輪廓線以外，位于航向基線數(shù)量在1條以上，旁向超過100m位置;第二，在選擇像控點(diǎn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)聯(lián)合測繪區(qū)域的地形地貌，選擇易識別、無爭議的區(qū)域，例如明顯的地物標(biāo)志;第三，在山頭選擇像控點(diǎn)時(shí)，可以在地形起伏小的區(qū)域，以此確保測量結(jié)果的精度。在布設(shè)像片控制點(diǎn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇高程變化小的區(qū)域，以此提升傾斜攝影測量精度;第四，針對制備發(fā)育區(qū)域，存在高大構(gòu)筑物的區(qū)域，則會(huì)加大像控點(diǎn)布設(shè)難度。在開展業(yè)內(nèi)測量時(shí)，會(huì)出現(xiàn)測量遮擋視線問題，從而降低測量精度;第五，當(dāng)測繪區(qū)域內(nèi)存在大面積水域時(shí)，會(huì)加大像控點(diǎn)布設(shè)難度;第六，在布設(shè)像控點(diǎn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)全面分析測繪區(qū)域的交通條件，選擇交通條件良好，便于存儲(chǔ)的區(qū)域。

2.3正射影像生產(chǎn)

2.3.1 單航片DOM數(shù)據(jù)范圍確定

利用生成的DEM數(shù)據(jù)對影像進(jìn)行正射糾正，航片糾正范圍應(yīng)在定向點(diǎn)以內(nèi)，最大范圍不應(yīng)超過像片上控制點(diǎn)連線外20m。相鄰航片糾正范圍應(yīng)有一定的重疊度，以保證相鄰像片DOM 之間保留100像元以上的重疊。

2.3.2 單航片DOM勻色

為保證圖幅正射影像色調(diào)的一致性和圖幅內(nèi)接邊線處色調(diào)的平緩過渡，在進(jìn)行DOM拼接前將測區(qū)所有的單片DOM進(jìn)行勻色。勻色時(shí)要根據(jù)測區(qū)各標(biāo)段內(nèi)不同區(qū)域的特點(diǎn)分別選取具有代表性的樣本影像，以保證整個(gè)測區(qū)內(nèi)不同圖幅間影像色調(diào)的一致性。

2.3.3 接邊與鑲嵌

DOM的制作要利用所有的航片，即根據(jù)影像的色彩、清晰度及投影差等選擇每張航片的中心部分進(jìn)行影像的鑲嵌，鑲嵌線應(yīng)避開房屋等建筑物，保證房屋的完整性及接邊處具有良好的視覺效果。

2.4三維建模與數(shù)據(jù)采集

在建立三維數(shù)據(jù)模型時(shí)，需要通過多角度傾斜影像的校正操作、聯(lián)合平差操作、多視匹配操作等，以此獲得三維傾斜模型。完成三維數(shù)據(jù)模型建立后，可以通過數(shù)據(jù)處理軟件獲得區(qū)域內(nèi)的地貌和地物數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集所涉及的內(nèi)容如下：第一，采集地物要素。該采集工作由手動(dòng)完成，例如拍攝影像像控點(diǎn)、建筑物等有效控制測量精度;第二，自動(dòng)化提取地貌要素三維信息，涉及到高程標(biāo)注點(diǎn)、等高線采集等，再由人工通過現(xiàn)代化處理軟件平臺整合處理;第三，在處理地物遮擋問題時(shí)，對像片內(nèi)的遮擋區(qū)域，進(jìn)行補(bǔ)充測量，確保整體測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠全面提升測量精度與準(zhǔn)確度。

結(jié)語

無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)作為一種新型技術(shù)，在現(xiàn)代測量中發(fā)揮著重要的作用。本文對其具體應(yīng)用進(jìn)行了重點(diǎn)探究。無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用，具體體現(xiàn)在航線設(shè)計(jì)、地面觀測、GPS布設(shè)、數(shù)據(jù)處理以及質(zhì)量控制等方面。傾斜攝影無人機(jī)以搭載的多組鏡頭優(yōu)勢，可以對需要測定的目標(biāo)進(jìn)行多角度的拍攝，在提升信息密度的同時(shí)，也能使呈現(xiàn)的影像更為立體和直觀。

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