摘要：無人機傾斜攝影技術具有成本低、作業(yè)效率高以及精度高等特點，在公路勘察設計中的應用越來越廣泛。文章主要對無人機傾斜攝影技術進行了研究與分析，并結(jié)合實際工作經(jīng)驗，針對無人機傾斜攝影技術在路線選定、視頻匯報、外業(yè)調(diào)查應用、BIM項目管理等方面的應用提出了相關建議，希望能夠為相關工作人員提供幫助。

關鍵詞：無人機；傾斜攝影技術；公路勘察設計

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.06.032

中圖分類號：P 231，U 412" " " " " "文獻標志碼：B" " " " " " "文章編碼：1672-7274（2023）06-0-03

Abstract： The UAV tilt photography technology has the characteristics of low cost， high operational efficiency， and high accuracy. The application of UAV tilt photography technology in highway survey and design is becoming increasingly widespread. This article mainly conducts research and analysis on UAV tilt photography technology， and combines practical work experience to propose relevant suggestions for UAV tilt photography technology in route selection， video reporting， field survey application， BIM project management technology， and development direction. I hope to provide assistance to relevant staff.

Key words： UAV; oblique photography technology; highway survey and design

近年來，無人機傾斜攝影技術迅猛發(fā)展，對公路勘察設計工作產(chǎn)生了巨大的影響，主要體現(xiàn)在前期路線方案選定、視頻影像匯報、土方量計算、拆遷調(diào)查、BIM項目管理等方面。三維實景模型在公路項目設計建設周期中起到了關鍵作用[1]。

1" 無人機傾斜攝影分析

1.1 無人機傾斜攝影的概念

無人機傾斜攝影是指通過搭載傾斜攝影鏡頭的無人機，在飛行過程中連續(xù)拍攝地面影像，然后根據(jù)影像數(shù)據(jù)生成三維模型，從而實現(xiàn)對地形地貌的高精度測繪和地圖制作。相較于傳統(tǒng)的航空攝影，無人機傾斜攝影具有成本低、靈活性高、數(shù)據(jù)精度高等優(yōu)勢，被廣泛應用于城市規(guī)劃、土地管理、衛(wèi)星遙感等領域。通常，無人機多角度攝像頭攝影的圖像重疊度為60%～65%，為了使攝影得到的航片滿足相關標準，需要對無人機拍攝的照片進行拼接處理，以獲取完整的航空遙感圖像。因此，使用無人機傾斜攝影技術能夠高精準高效率地完成公路帶狀地形圖的測量工作[2]。

1.2 無人機傾斜攝影的優(yōu)勢

無人機傾斜攝影的便捷性十分明顯，具備成本低、靈活性高、數(shù)據(jù)精度高、操作簡單等特點，因此在日常測繪中已經(jīng)得到了廣泛的應用。

（1）成本低：相較于傳統(tǒng)的航空攝影，無人機傾斜攝影的成本較低，因為無人機設備的價格更加親民，而且無人機可以小型化、便攜化，可以通過輕便的攜帶箱進行攜帶和部署。

（2）靈活性高：無人機傾斜攝影可以在短時間內(nèi)完成測繪任務，而且可以針對不同的地形環(huán)境進行靈活調(diào)整，適應性強，可以在復雜的地形條件下進行測繪。數(shù)據(jù)精度高：由于無人機傾斜攝影能夠近距離拍攝地面影像，所以數(shù)據(jù)精度相對更高，可以減少地形因素對影像數(shù)據(jù)的影響，從而提高測繪的精度。

（3）操作簡單：相較于傳統(tǒng)的航空攝影，無人機傾斜攝影的操作更加簡單，只需要通過遙控器進行控制，即可完成測繪任務，而且無須進行復雜的加工和處理，節(jié)省了時間和人力成本[3]。

結(jié)合無人機傾斜攝影技術在實際工作中的運用情況，如果想要給勘察設計帶來準確度更高的數(shù)據(jù)信息，要求對內(nèi)、外測量作業(yè)數(shù)據(jù)信息進行質(zhì)量控制，必須明確各項操作流程和注意事項。在實際工作中，對于收集到的數(shù)據(jù)信息進行精準度檢查與分析，以適應多樣化需求。在測量工作中，需要重視傾斜攝影工作的落實和執(zhí)行過程，確保各項操作規(guī)范有序進行。技術人員應當切實履行自己的職責，把傾斜攝影作業(yè)全過程作為質(zhì)量控制的要點，確保公路勘察設計質(zhì)量，為后續(xù)施工作業(yè)提供質(zhì)量控制等方面保證。

1.3 無人機傾斜攝影三維建模技術現(xiàn)狀

作為一種新興的航空攝影技術，傾斜攝影技術因其具有大面積、高精度的特點，可通過高清晰度鏡頭對地面場景進行綜合感知，將三維傾斜實景模型呈現(xiàn)給用戶，應用于交通、水利、智慧城市、國土規(guī)劃等領域。

2" 三維實景模型在公路行業(yè)中的應用

無人機傾斜攝影技術在公路行業(yè)中具有廣闊的應用前景，并將成為公路行業(yè)數(shù)字化管理和智能化發(fā)展的重要組成部分。公路工程信息量巨大，有關的建構錯綜復雜且種類眾多，沿線存在諸多控制因素，影響范圍大。傳統(tǒng)二維公路勘察設計，不僅路線方案設計難度大、關鍵技術節(jié)點難以控制，并且各個部門之間的交流溝通也比較困難，設計協(xié)調(diào)性不佳。利用三維傾斜模型的直觀性和真實性，可將三維傾斜模型與線路BIM模型相結(jié)合，并以三維的形式展現(xiàn)出來，輔助工程設計，使項目的設計與溝通交流在完全可視化的狀態(tài)下進行。

2.1 選線定線中的應用

公路選線定線涉及控制因素較多，通過高精度三維實景模型與設計線路相結(jié)合，對地形、現(xiàn)狀公路、管廊、可能涉及的拆遷地點、相關文物以及環(huán)境保護等主要控制因素進行分析，同時可以對不同線路方案進行三維空間分析，主要包括通視分析、可視域分析、陰影率統(tǒng)計分析、剖面線分析、開挖方分析，實時展現(xiàn)各個設計方案的后續(xù)發(fā)展情形，輔助設計，使方案比選更加直觀。

2.2 設計匯報中的應用

利用三維傾斜模型的直觀性和真實性特點，將三維傾斜模型與線路BIM模型相結(jié)合，構建公路設計路線漫游視頻，以可視化的方式進行公路全線整體方案匯報。對于重點構造物通過技術手段建立單個三維實體模型，得到具有真實感的效果圖，可在任一視點進行實體的觀察、分析，優(yōu)化設計方案，同時進行全方位的展示匯報[4]。

同時，可在高速公路設計階段對路基、橋梁、隧道、綜合管廊等進行行車道的構成仿真，突出重點，加速設計部門問題解決。

2.3 設計成果驗證及優(yōu)化中的應用

公路設計中線路較長，地形地貌復雜，設計的橋梁隧道方案較多，通過高精度三維實景模型與構造物結(jié)合，可以對設計路線平、總、橫斷面進行優(yōu)化，自動計算填挖方量，使設計人員更加了解方案所涉及的影響因素，優(yōu)化設計方案。同時可以利用BIM設計平臺將設計構造物與三維實景模型結(jié)合，設計出與環(huán)境更加交融的公路構造物。踐行“綠水青山就是金山銀山”理念，推進人與生態(tài)環(huán)境相融，減少對生態(tài)環(huán)境的破壞。

2.4 在外業(yè)調(diào)查中的應用

在公路勘察設計中，外業(yè)調(diào)查是一項煩雜而費時的工作，可利用傾斜攝影技術模型輔助設計開展外勘工作，在室內(nèi)進行判讀，展開對房屋征拆、橋梁、涵洞、被交公路、溝渠和桿線等工程范圍內(nèi)的調(diào)查。

2.5 在高邊坡監(jiān)測中的應用

利用無人機進行貼近攝影獲得高精度實景模型，對邊坡及重要地物進行定期監(jiān)測，將多次實景模型數(shù)據(jù)進行比對，得出變形量及整體趨勢。方便維護人員盡早做出治理方案，避免重大安全事故的發(fā)生。

2.6 利用三維傾斜模型進行BIM建模，優(yōu)化" " 公路設計方案

基于三維傾斜模型進行BIM建模，將二維的施工圖紙轉(zhuǎn)換為三維立體的設計模型，及時發(fā)現(xiàn)設計中存在的問題，能夠更好地幫助施工單位理解設計意圖，指導施工，提高管理效率。

3" 公路勘察設計中無人機傾斜攝影技術" "應用注意事項

3.1 明確外業(yè)流程，把控測量質(zhì)量

（1）確認航飛范圍。在技術操作中預先獲取測區(qū)KML文件或4角坐標，將測區(qū)圈入地圖中，并對測區(qū)情況進行分析。

（2）擬訂航飛方案。如果需要在同一方向上進行測量工作，應使用同一種機型，這對傾斜攝影技術提出了更高的需求。按照技術標準，航飛作業(yè)要根據(jù)風向進行，使無人機處于良好飛行狀態(tài)。假設飛行航線為南北走向，則規(guī)定飛行區(qū)域的東西方向應在測區(qū)范圍內(nèi)的某一航線之外，且南北方向應在測量區(qū)約3張圖像的范圍之外。

（3）相機的布置。當攝影場景中目標物較小、亮度較大、背景較亮時，可以選擇調(diào)整曝光時間。當攝影對象在不同環(huán)境中出現(xiàn)差異較大時，可根據(jù)實際情況調(diào)整參數(shù)和曝光時間，從而有效地保證操作的質(zhì)量。

（4）安排像控點。針對像控點靶標，所選靶標為方形。如需要更精確的影像數(shù)據(jù)，則可以適當縮小像控點范圍，這樣就會使整個像控點更加接近于實際情況。把像控點靶標邊長尺寸控制在1 m以上。對地面控制點，可以考慮選用距離最近、分布均勻且穩(wěn)定可靠的圖像作為參考。對地形起伏較大、坡度變化較小區(qū)域，應盡量使用全站儀完成作業(yè)。嚴格執(zhí)行外業(yè)操作流程及要領，做好細節(jié)控制，最大限度地保證測量數(shù)據(jù)信息的質(zhì)量。

3.2 做好內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的處理

如果想要給公路勘察設計帶來優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)信息，還需要做好內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理工作。用專業(yè)軟件，開展三維建模及數(shù)據(jù)處理。結(jié)合項目實際情況，對無人機傾斜攝影所得數(shù)據(jù)信息進行分析，導入模型修飾軟件，進行模型修飾作業(yè)。通過對原始數(shù)據(jù)的預處理、幾何校正和紋理貼補等步驟，構建出高精度的數(shù)字地形地貌。針對內(nèi)業(yè)模型的改造，可直接與原始影像相對照，進行勾勒交互式建模，改變傳統(tǒng)作業(yè)方式，能自動檢索各種視角的圖像，實現(xiàn)高效數(shù)據(jù)運算處理，達到快速作業(yè)的目的，確保無人機傾斜攝影技術在使用過程中取得良好效果。

3.3 做好數(shù)據(jù)精準度的分析

從無人機傾斜攝影技術在實際工作中的運用情況進行分析，如果想要給公路勘察設計帶來準確度更高的數(shù)據(jù)信息，必須對內(nèi)、外業(yè)測量作業(yè)數(shù)據(jù)信息進行質(zhì)量控制。在實際工作中，對于收集到的數(shù)據(jù)信息進行精準度檢查與分析，對各類數(shù)據(jù)信息進行質(zhì)量檢查，適應多樣化需求。在測量工程中，需要重視傾斜攝影工作的落實和執(zhí)行過程，確保各項操作規(guī)范有序進行。

4" 結(jié)束語

無人機傾斜攝影可以快速、準確地獲取公路的地形和地貌特征，生成高精度的數(shù)字地圖，為公路測量和規(guī)劃提供可靠的數(shù)據(jù)支持。對公路勘察設計測量內(nèi)容進行梳理，包括選線定線、設計匯報、設計成果驗證及優(yōu)化、外業(yè)調(diào)查、高邊坡監(jiān)測等，利用無人機傾斜攝影技術可實現(xiàn)三維實景模型建模，優(yōu)化公路設計方案。無人機傾斜攝影技術成果基本能夠滿足公路勘察設計需求，實現(xiàn)對地表地形地貌和地質(zhì)構造等信息的準確獲取及分析評價，并為工程勘察提供依據(jù)，減少每個環(huán)節(jié)工作時間，降低人力成本，提高工作效率。

參考文獻

[1] 高程，彭莉，江民明，董亮．傾斜攝影技術在公路勘察設計中的應用[J]．測量標準化，2021，37（4）：102-106.

[2] 楊勝興．無人機傾斜攝影技術在公路勘察設計中的應用[J]．黑龍江交通科技，2021，44（11）：26-27.

[3] 樂志豪，何強，任彪，姜加喜．無人機在電廠進站公路改擴建中的應用[J]．地理空間信息，2021，19（7）：17-19，30，6.

[4] 王浩．無人機傾斜攝影技術在公路地質(zhì)災害中的應用[J]．科學技術創(chuàng)新，2021（13）：53-54.