无人机倾斜摄影测量技术及其应用

彭志杰 李锋

摘要：随着科技的发展，传统测量方法得到了前往未有的提高和发展，为了配合无人机测绘这一技术领域的发展，倾斜摄影测量这一项高新技术随之出现。无人机倾斜摄影测量技术又作为其一种具体的科学技术形式应运而生，并推进了倾斜摄影测量技术的变革，极大扩展了倾斜摄影测量技术的应用。

关键词：无人机;倾斜摄影测量技术;应用

1无人机倾斜摄影测量概述

为了对无人机倾斜摄影测量有个清晰的认识，首先要清楚：1、倾斜摄影测量技术与传统摄影测量技术的区别：作为一项当代科技高速发展时代下的产物，倾斜摄影测量方法在實践中与传统摄影测量技术还是有着显著的差别。前者在实践中更具备优势，并拥有远大的发展前景。在测量方式上，倾斜摄影测量技术是通过对所选定的测量区域中的各个摄点的多个方向与角度，如垂直、右视和左视等5个方向的影像进行有效的获取，并生成三维实景模型来研究被摄对象的横断面、大小、规模等特征的一项高新技术。而传统摄影测量技术主要是通过对所选对的测量区域各摄点的中心投影影像所生成的正射影像来分析和研究被测对象的性质、大小等特征的一种技术方法。在测量技术探测方面上，传统摄影测量技术用途比较狭隘，仅用于生成正射影像与绘制地形分布图。而倾斜摄影测量技术的用途除了生成正射影像与绘制地形分布图，还能够构建三维实景模型，从全方位对被测对象进行分析与研究。无人机倾斜摄影测量与有人机倾斜摄影测量：无人机倾斜摄影测量是以无人飞行器为平台对所研究的区域进行摄影和测量的一种技术，不仅能够很好地适应天气的变化在一些极端气候的时候进行测量，还能够在一些较为复杂的地形进行探测。其具有高度的灵活性与机动性，但它在空中停留的时间较短，视野受限，所以只适用于小规模的航摄活动。有人机测量是以载人飞行器为平台对所研究的区域进行测量和摄影的一种技术，成本昂贵，受限于极端气候与复杂地形，但其续航时间较长且摄影视野广阔，适用于大范围的航拍活动。由此可以看出两种测量方式优劣互补，两者结合使用才能更好地发挥航拍的作用。无人机倾斜摄影测量的特点：无人机倾斜摄影测量在实践过程中具有明显的优点，它借助先进的定位技术与科技支持，真实反映并分析被测对象的状况，从而构建出三维实景模型以研究被测对象的各种特征与性质。

2倾斜摄影原理及特点

2.1倾斜摄影原理

无人机摄影技术的原理就是在无人机飞行平台上，通过多个数码相机，以垂直或者倾斜等多种角度来对地物进行拍摄。而在拍摄过程中，比较常用的五镜头倾斜摄影系统充分结合了无人机平台的GPS/IMU系统，由此来获得POS数据以及相关图像控制点的数据，然后再通过相应软件来对数字表明模型和数字正摄影图像和3D模型进行有效的处理。

2.2倾斜摄影测量技术特点

其一就是其拍摄的图像立体效果更加真实，能够对人类的感知能够以更加真实的状态反应出来;其二就是能够为建模提供的纹理信息更加真实而且丰富;其三就是能够充分实现高精度的测量工作。此外，无人机能够充分实现低空遥感操作，而且不仅操作起来比较简单，而且可操行也比较强，图像采集的周期大幅度缩短。由此我们可以看出，通过无人机摄影技术来获得真实的三维模型，同时使用矢量绘图平台来获得地形图所需要的相关元素，能够在很大程度上改变传统测量技术所存在的不足，在很大程度上提高了测量的效率和测量的质量。为工程建设的顺利开展提供了更加有效的数据支持。

2.3倾斜相机的性能要求

在倾斜摄影系统中，其镜头的数量和类型有很多中，不仅有多头的，而且还有单头的，能够通过不同角度来获得图像，并且能够实现单架次操作的广度和深度。一般在无人机实施航空测量工作时，其像素会控制在3500万以上，因为倾斜摄影技术是对一次曝光获得影像像素实施控制，所以在测量过程中不能对单一相机的像素进行固定，而对其工作的时间，电池的寿命以及曝光的功能和图像的采集等功能则可以实施限制，虽然器械曝光能够获得更好的更高的像素，但是因为成本，还需要对其进行适当的控制。通常情况下，单个镜头的像素要控制在2000万以上，而一次曝光的像素也要控制在1亿。此外为了满足特定条件下的测量需要，相机的作业时间也要控制在90分钟以上，并且要确保其能够全天候的作业，而且只有具有曝光功能的相机才能充分满足影响重叠度的具体要求。

3无人机倾斜摄影测量技术的关键

通过无人机倾斜摄影技术而收集的图像有垂直的还有倾斜的两种。一般其摄影测量的方向主要有无约束的和附件约束的区域网平差，还有倾斜摄影的直接定向三种，而无人机摄影测量技术的另一种重要技术就是多视影响密集匹配技术，通过倾斜图像，能够以更大的尺寸更高的分辨率来清晰的显示地面的物体。该技术不仅能够用在对影像的预处理工作中，同时还能应用在三维模型的制作中。

4无人机倾斜摄影的应用范围

当前，在民用领域中，无人机主要应用在地形图的测绘、地质条件的勘测以及对自然灾害的检测，再有就是交通管制、通信中继以及农药喷射等很多项目中，因为每个地区以及国家所面对的实际情况都不一样，尤其是在国土测绘以及灾情和气象等方面，因此对无人机的技术提出了不同的要求，所以面对不同的情况要进行具体的分析。当前，无人机因其成本低，而且操作简单和数据精确等优势在城市的规划和管理、三维城市建模中得到了很好的应用。而在未来，相信会在更多的领域中得到更为广泛的应用。

5结论

总之，与传统的测量技术相比，无人机倾斜摄影测量技术具有非常显著的优势，其不仅影像的清晰度高，而且所出的模型也更精细和真实，因此能够更好的满足工程项目对建筑模型的需要。在三维模型构建完成以后，技术人员还可以将其与地下管线工程进行有效的结合，通过GIS、可视化以及三维仿真技术来对已建设完成的地下空间进行查询和展示，由此来为工程建设提供更加精确的数据资料。

参考文献：

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[4]张逢春.浅析无人机倾斜摄影测量技术与应用[J].世界有色金属，2018（03）：25+27.

（作者单位：西安长庆科技工程有限责任公司）