在测绘工程中无人机倾斜摄影技术的运用研究

李光运

摘要：随着无人机技术、机载定位技术、图像处理技术的快速发展，新兴现代化测量技术已广泛地应用于城市快速三维建模中和大比例尺地形图测量中。本文介绍了无人机倾斜摄影技术，分析了无人机倾斜摄影技术在测绘工程中运用情况，希望能为业界人士提供一些参考。

关键词：无人机倾斜摄影技术;测绘工程;运用

21世纪的现代社会，无论人们的日常生活，还是各行各业的发展，都受到了科技发展的深刻影响，产生了重大而深远的变化，其中，倾斜摄影测量就是随着科技发展而产生的一项重要科技。它是通过同一飞行平台搭载多台传感器同步采集影像，获取真实的地物信息而被广泛应用在经济建设的多个领域中，充分发挥了它的优势。随着倾斜摄影测量的发展，在航摄效率、清晰度、分辨率等方面有了更高的要求，促进了倾斜 摄影测量的革新并向无人机倾斜摄影测量转变。无人机倾斜摄影测量的出现，极大地扩展了摄影测量的应用。

1 无人机倾斜摄影技术介绍

1.1 倾斜摄影方面的原理

无人机摄影技术通过多个相机的多个角度，对实物及地形进行拍摄。无人机拍摄的角度大多分为两种，一种是垂直拍摄，另一种则为倾斜拍摄。在无人机摄影过程中，通过自身摄影系统和无人机平台系统的结合，来获得摄影成像控制点的数据，进而通过数字分析软件对无人机拍摄道德模型和图像进行数据处理和信息整合。

1.2 无人机倾斜摄影的特点

无人机倾斜摄影技术被测绘工程广泛应用的一个重要原因是图像效果更加立体、真实，展示了所拍摄区域最真实的状态。其次，无人机操作摒弃了传统操作的局限性，除操作复杂性降低之外，可控制性也大幅度提升。无人机通过实现遥感控制，它的图像采集的时间相较于以前来说也减少。因此，无人机倾斜摄影技术具有构建真实三维信息和模型的作用，通过有效的数据支持提升了测绘的效率和质量。

1.3 对无人机倾斜相机的要求

作为无人机倾斜摄影的关键，摄影的镜头尤为重要。镜头的种类较多，对于无人机倾斜摄影系统来说，单头和多头摄影镜头应相结合，从而获取多个角度的图像，提高图像和数据的准确性。无人机在进行航空测量时，对镜头像素的要求较高，同时由于倾斜摄影技术本身的复杂性，因此测量过程中不能采取单一的像素。为了更好地控制成本，通常情况下将镜头的3500像素降低为2000万左右，对图像的曝光也进行一定的控制。无人机系统的电池的使用寿命也需要引起注意，在特殊情况下，为了满足特定的测绘工程的测量，相机的工作时间一般超过90分钟。对于这种情况而言，应使用具有曝光功能的相机来应对测量的特殊要求。

2 无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的运用

2.1 POS数据处理

（1）文件处理。在无人机航空摄影过程中产生了大量的文件数据，包括了相机的曝光信息、GPS设站点的伪距坐标、飞行时间信息等。因此，在文件数据处理过程中 将无用数据剔除掉，即在无人机整个飞行过程中，对所记 录的内容进行适当的数据处理，将相机曝光时刻的Mark记录与文件中的曝光记录相对应一致，为后期POS数据的处理奠定基础。（2）GPS数据处理。GPS数据的处理是实现倾斜摄影数据处理的基础，将原始数据下载后进行预处理工作，把原始数据的DAT文件转换成为具有统一格式的O文件和N文件，将数据中的出发事件TXT文件分离出来，为后期开展GPS精确处理和Mark点内插提供基础。

2.2 数据获取质量控制

数据获取质量控制包含了摄影时间控制、飞行质量控制、影像质量控制和补摄与重摄等内容。其中，摄影时间控制，即在摄影过程中要选择合适的时间段，精确计算太阳高度角对影像摄影的影像作用，一般选择10时至14时进行相应的工作。飞行质量控制，在不影响正常影像数据处理的前提下，旁向重叠度应大于像片范围的15%，所获得的影像数据才能视为合格;航向重叠区域应至少 超过边界一条基线，本文所举实例的垂向重叠度为70%，航向重叠度为75%，满足了基本要求;在无人机飞行过程中，旋偏角应小于15°，在像片重叠区域的旋偏角应小于25°。影像质量控制是影响后期影像数据处理质量的决定因素，因此，在获得影像后要检查影像的反差是否适中，像片颜色的饱和程度，色调是否一致等，检查像片的层次是否分明，分辨率能否达到设计分辨率要求等内容。补摄与重摄，在无人机进行倾斜摄影过程中，难免出现摄影影像不达标，出现漏洞等问题，对于已出现的漏洞或缺陷要及時进行补摄或重摄工作，且必须严格按照航线飞行设计进行，长度要满足区域网加密布点的要求;此外，在补摄与重摄过程中使用同一类型的数字航摄仪，可以消除系统误差。

2.3 对于测绘中倾斜摄影的航线设计

作为倾斜摄影中测绘工程基础的外业倾斜摄影航线设计，通过该过程中将无人机的飞行高度、距离以及摄影镜头的分辨率等进行标注，一定程度上可以提升数据分析的准确度。同时对区域设计更加完善。

2.4 测绘工程中的地面观测和GPS布设

对于测绘工程来说，其GPS布设是一个关键问题。为了保证无人机摄影系统技术和相机的有效实施，应在一定的范围内进行布设以便于实现数据的同步。同时在工作完成之后，对GPS布设的精度也要进行一定的判断，看是否满足要求。GPS布设完成之后，信号的接受工作也是重点。通过在GPS布设建设的基础上，也要完成数据的观察和接收。通过对GPS接受的精度和时间进行有效地控制，同时保证其电源供电充足。无人机倾斜摄影技术通过对GPS布设的测量才能进行测绘工程的数据采集，同时在测绘工程完成后进行检测从而实现效率及准确度的提升。对于GPS 的信号接收具有一定的作用。

3 结语

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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