無人機傾斜攝影測量技術及其應用

無人機傾斜攝影測量技術及其應用摘要：作為當前一項高科技技術，無人機傾斜攝影測量技術在眾多行業(yè)之中被廣泛地運用。伴隨科技的飛速發(fā)展與相關專業(yè)人員的進一步優(yōu)化，無人機傾斜攝影測量技術極大程度上推動了相關行業(yè)的進步，特別是對城市規(guī)劃、優(yōu)化國土資源配置、智慧城市建設等諸多方面大有裨益。本文結合作者多年工作經(jīng)驗，闡述無人機傾斜攝影測量技術的應用及技術分析，以促進無人機傾斜攝影測量技術的發(fā)展。關鍵詞：無人機；傾斜攝影測量技術；應用引言無人機的運行原理是通過無線的遙感設置對無人機進行自動控制，讓其按照設想的軌道運行，保證路線能夠固定。無人機傾斜攝影測量技術可以從多個維度不同視角獲得飛行的信息數(shù)據(jù)，能從正面及側視分辨圖像，通過將不同的攝影鏡頭進行綜合交叉，保證不同程度、不同角度的數(shù)據(jù)影像資料采集，最終呈現(xiàn)需要的圖像結果。1無人機傾斜攝影測量技術的基本原理無人機攝影技術的特點是能夠在同一平臺上安裝多個影像采集傳感器，還可以從各個方向拍攝圖像，超越了傳統(tǒng)航空攝影的范圍。無人機傾斜攝影測量技術是按照傾斜的4個方位加上豎直方向的觀測來提供有效的信息圖像，比傳統(tǒng)的航空攝影更具有真實性。無人機傾斜攝影測量技術能夠從各個方位獲得高分辨率的圖像信息，還能自動生成三維數(shù)字模型，這種技術適用于城市規(guī)劃建設、地質災害、工程建筑等多個領域，為人們生活提供了便利。微型無人機具有靈活性和輕便性等特點，它能夠以更低的成本和高效率的方式在實地獲得更準確和完整的信息。當前，無人機傾斜攝影測量技術不只是個攝影技術，更趨于新型的勘測技術，適用范圍更廣泛，在各個領域的探測方面有著不可忽視的作用。2無人機傾斜攝影測量技術的特點分析（1）技術效率較高。通過無人機來采集數(shù)據(jù)以及拍攝影像，發(fā)揮傾斜攝影測量技術的優(yōu)勢，利用全自動化模式，技術效率較高。如以往的技術在應用期間，建模需要一至兩年的時間，但是對于無人機技術來說，則僅需要三到五個月即可，有效控制測量時間，效率得到保障。（2）機動靈活。和有人機相比較，無人機傾斜攝影測量技術，繼承無人機的優(yōu)點，可以自由選擇起降的場地，應用靈活方便。此外，傾斜傾斜相機和無人機的裝置體積較小，利于勻速和攜帶，利用普通家用的車輛就可以輕松的裝卸與運輸。（3）精準度較高。測圖成果以及模型的精準度，受到詳細相控點以及分辨率精度的影響。對于相機的分辨率來說，優(yōu)于1.5厘米精度越高，而相控點的精度則應該控制在2厘米之下，這樣就獲得到成果點的精度可達百分之九十五，優(yōu)于五厘米。3傾斜攝影測量的關鍵技術3.1多視影像聯(lián)合平差多視影像包括垂直影像數(shù)據(jù)和傾斜影像數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的空中三角測量系統(tǒng)不能很好的進行傾斜攝影數(shù)據(jù)的處理工作，所以多視影像的應用很好的對影像間的幾何變化和遮擋關系進行分析和考慮。結合POS系統(tǒng)下的多視影像測量技術是由粗到細采用金字塔匹配策略，匹配最好的同名點。再者為了保證平差結果的準確度，建立連接點和連接線、控制點坐標等對多視影像自檢校正區(qū)域的誤差方程。、3.2多視影像密集匹配建模需要的同名點一般難以由一種匹配基元和匹配策略完成，所以最近人們的研究目的放在了計算機視覺發(fā)展的多基元和多視影像匹配上。目前已經(jīng)取得了一定程度的進步，應用在建筑物的側面自動識別和提取，建筑物的邊緣信息、墻面邊緣信息和紋理信息的提取。通過多視影像獲得大量二維數(shù)據(jù)，二維數(shù)據(jù)在不同的視角中可以轉變?yōu)槿S數(shù)據(jù)，掃描和分割建筑物的每個墻面，達到獲取建筑物側面結構的目的，最終提取建筑物的高度和整體輪廓。3.3數(shù)字表面模型生成和真正射影像糾正多視影像密集技術已經(jīng)成為新一代的空間數(shù)據(jù)基礎的重要技術，能夠對地形地貌的起伏特征通過高精度分辨率的數(shù)字表面模型表達出來。在多角度傾斜影像測量中會存在著尺度的差異，遮擋和陰影等問題，想要解決以上這些問題就要利用自動空三計算出來的影像外方位元素，將匹配單元進行分析和選擇，引入算法進行計算，從而對計算效率進行提升。高密度的數(shù)據(jù)在獲取后要經(jīng)過濾波進行處理工作，才能融合各種不同的匹配單元，形成統(tǒng)一數(shù)據(jù)。多視影像技術包含大量的多角度影像，有數(shù)據(jù)密集和計算密集兩大典型的特點。通過對地形和離散地形的輪廓、面片擬合、屋頂重建等幾何特征進行信息提取，語義信息通過影像分割、邊緣提取和紋理聚類等方法進行提取，從而建立全局優(yōu)化的采用策略，最后進行整體均光處理。4無人機傾斜攝影測量技術的應用4.1在繪測地形圖中的應用近年來，隨著城市建設的快速發(fā)展，許多外觀造型復雜及測量精度要求較高的高層建筑物應運而生，建筑物的外形趨向復雜化。時代的進步推動了現(xiàn)代化城市的數(shù)字化信息發(fā)展，與此同時，其對地理空間的信息精準度要求也不斷提高。無人機傾斜攝影測量在各行業(yè)各領域工程的地形測量中構建了全新的三維地形測量體系，開發(fā)出了一種全新的測量技術。通過三維建模軟件，可以將無人機傾斜測量獲得的數(shù)據(jù)進行輸入、整合和構建，最終形成直觀、清晰的三維模型。該模型能夠反映地物的外觀、坐標等屬性，滿足人們對三維信息的需求，同時還能保障測繪的精度，為后續(xù)建設打下堅實的基礎。憑借其靈活性與機動性，其在獲取數(shù)據(jù)方面上不但能確保精準度，還能夠降低人力成本，在滿足地形圖繪測的同時還能夠推進城市數(shù)字化進程。4.2在地質災害調查中的應用無人機傾斜攝影測量技術應用在我國地質災害調查中發(fā)揮著明顯的作用，它能夠迅速且真實地反映受災區(qū)域的具體情況，如受災規(guī)模、大小、程度等狀況，幫助救援方充分了解當?shù)厥転那闆r并制定合理計劃有效開展救援工作，并為災后重修工作提供必要的支持系統(tǒng)。4.3三維數(shù)字城市建模中的應用第一，資料收集和準備。收集所測區(qū)域的相關資料，了解研究區(qū)域的周邊環(huán)境和需要注意的事項，為進行航測做好充足的前期工作。第二，控制點布設、現(xiàn)場攝影。為保障數(shù)據(jù)的精度，要選擇控制點并對其進行測量，在進行航測的同時，應該設計好飛行航線。地面地物是構成城市三維模型的主要信息，也是城市建筑和交通等重要信息。控制點信息可從前期收集的數(shù)字地形圖或城市規(guī)劃設計圖上獲取控制點平面坐標，也可使用專業(yè)測量儀器進行重新測定；同時為了記錄部分復雜地貌側面紋理信息，還需用數(shù)碼相機現(xiàn)場拍照，便于后期查找與比對。第三，獲取影像信息。地面紋理數(shù)據(jù)信息和地物高程信息數(shù)據(jù)可通過航天航空攝影技術獲得，如無人機傾斜攝影測量技術。無人機傾斜攝影測量系統(tǒng)由飛控系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、地面設備組成。在無人機拍攝前，根據(jù)所需要被測地物，設定無人機飛行的航空路線、航攝高度，無人機按照規(guī)劃的航攝路線拍攝，然后將拍攝的數(shù)據(jù)信息進行整理，并對影像數(shù)據(jù)進行質量檢查。檢查內容包括影像質量、文件格式、影像的重疊度、影像變形及定位定姿系統(tǒng)(positionandorientationsystem,POS)信息與影像對應關系等，若影像符合要求則進一步對獲取的航攝影像進行預處理，并將處理后的影像數(shù)據(jù)成果進行更深入地處理，得到所需成果。5結束語當前我國的傾斜攝影測量技術仍處于發(fā)展的過程之中，亟需進一步對其進行創(chuàng)新，與此同時，也不要僅僅發(fā)展傾斜攝影測量技術這一門技術，努力實現(xiàn)多技術的結合應用化，讓他們能夠互補結合，形成一種復合型的新興測量技術，從而推動測量領域的發(fā)展。