無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用淺析

無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用淺析摘要：無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)是在無人機(jī)技術(shù)、GPS定位技術(shù)、通訊技術(shù)、傾斜航空攝影技術(shù)等基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新興測繪技術(shù)，與傳統(tǒng)的攝影技術(shù)相比，無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因其具有成圖快、精度高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于我國地形圖測繪、建筑工程測量、水利水電測量等領(lǐng)域，取得了較好的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)；測繪工程；應(yīng)用研究

1無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)概況

傾斜攝影技術(shù)發(fā)展于傳統(tǒng)的有人飛機(jī)上，早期并未應(yīng)用于測繪領(lǐng)域，僅以采集建筑立面的紋理信息為主要目的。隨著圖像匹配技術(shù)和融合技術(shù)的快速發(fā)展，無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)逐漸應(yīng)用于大比例尺地形圖測繪等方面。傾斜攝影測量技術(shù)的航攝系統(tǒng)一般由HM2200無人機(jī)、HO1300無人機(jī)、HO1600無人機(jī)搭配飛行，在無人機(jī)中裝載南方測繪傾斜數(shù)字航空攝影相機(jī)，配套安裝航攝計(jì)劃設(shè)計(jì)軟件、機(jī)載定位系統(tǒng)和飛行管理系統(tǒng)等。

2無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析

與傳統(tǒng)的攝影技術(shù)相比，無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）能夠從多角度獲取攝影目標(biāo)物的影像，與正射影像相比，該技術(shù)能夠從多方位觀察目標(biāo)物，能夠快速的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物側(cè)面紋理信息的獲取，有效的彌補(bǔ)了正射影像僅從直射方向獲取目標(biāo)物信息的缺點(diǎn)，且該技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)信息更適合于建設(shè)三維數(shù)字城市等，降低了建設(shè)三維模型的成本；（2）實(shí)現(xiàn)了單張影像量測，借助相應(yīng)的處理軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了單張影像中高度、角度、面積、長度、坡度等信息的獲??；（3）獲得的傾斜影像分辨率更高，影像色調(diào)、紋理更清晰，有助于更真實(shí)的還原目標(biāo)物的實(shí)際面貌；（4）與GIS技術(shù)數(shù)據(jù)相比，傾斜攝影技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)量小，便于網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用，有助于推動(dòng)數(shù)據(jù)共享建設(shè)進(jìn)程；（5）簡單、高效生產(chǎn)DEM、DOM，該技術(shù)在數(shù)據(jù)采集過程中具有高的采集效率和精度，提高了生產(chǎn)DEM、DOM等的效率。

3傾斜攝影原理及特點(diǎn)

3．1傾斜攝影原理

無人機(jī)攝影技術(shù)的原理就是在無人機(jī)飛行平臺(tái)上，通過多個(gè)數(shù)碼相機(jī)，以垂直或者傾斜等多種角度來對(duì)地物進(jìn)行拍攝。而在拍攝過程中，比較常用的五鏡頭傾斜攝影系統(tǒng)充分結(jié)合了無人機(jī)平臺(tái)的GPS/IMU系統(tǒng)，由此來獲得POS數(shù)據(jù)以及相關(guān)圖像控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)，然后再通過相應(yīng)軟件來對(duì)數(shù)字表明模型和數(shù)字正攝影圖像和3D模型進(jìn)行有效的處理。

3．2傾斜攝影測量技術(shù)特點(diǎn)

其一就是其拍攝的圖像立體效果更加真實(shí)，能夠?qū)θ祟惖母兄軌蛞愿诱鎸?shí)的狀態(tài)反應(yīng)出來；其二就是能夠?yàn)榻Ｌ峁┑募y理信息更加真實(shí)而且豐富；其三就是能夠充分實(shí)現(xiàn)高精度的測量工作。此外，無人機(jī)能夠充分實(shí)現(xiàn)低空遙感操作，而且不僅操作起來比較簡單，而且可操行也比較強(qiáng)，圖像采集的周期大幅度縮短。由此我們可以看出，通過無人機(jī)攝影技術(shù)來獲得真實(shí)的三維模型，同時(shí)使用矢量繪圖平臺(tái)來獲得地形圖所需要的相關(guān)元素，能夠在很大程度上改變傳統(tǒng)測量技術(shù)所存在的不足，在很大程度上提高了測量的效率和測量的質(zhì)量。為工程建設(shè)的順利開展提供了更加有效的數(shù)據(jù)支持。

3．3傾斜相機(jī)的性能要求

在傾斜攝影系統(tǒng)中，其鏡頭的數(shù)量和類型有很多中，不僅有多頭的，而且還有單頭的，能夠通過不同角度來獲得圖像，并且能夠?qū)崿F(xiàn)單架次操作的廣度和深度。一般在無人機(jī)實(shí)施航空測量工作時(shí)，其像素會(huì)控制在3500萬以上，因?yàn)閮A斜攝影技術(shù)是對(duì)一次曝光獲得影像像素實(shí)施控制，所以在測量過程中不能對(duì)單一相機(jī)的像素進(jìn)行固定，而對(duì)其工作的時(shí)間，電池的壽命以及曝光的功能和圖像的采集等功能則可以實(shí)施限制，雖然器械曝光能夠獲得更好的更高的像素，但是因?yàn)槌杀?，還需要對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?。通常情況下，單個(gè)鏡頭的像素要控制在2000萬以上，而一次曝光的像素也要控制在1億。此外為了滿足特定條件下的測量需要，相機(jī)的作業(yè)時(shí)間也要控制在90分鐘以上，并且要確保其能夠全天候的作業(yè)，而且只有具有曝光功能的相機(jī)才能充分滿足影響重疊度的具體要求。

4無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)的關(guān)鍵

通過無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)而收集的圖像有垂直的還有傾斜的兩種。一般其攝影測量的方向主要有無約束的和附件約束的區(qū)域網(wǎng)平差，還有傾斜攝影的直接定向三種，而無人機(jī)攝影測量技術(shù)的另一種重要技術(shù)就是多視影響密集匹配技術(shù)，通過傾斜圖像，能夠以更大的尺寸更高的分辨率來清晰的顯示地面的物體。該技術(shù)不僅能夠用在對(duì)影像的預(yù)處理工作中，同時(shí)還能應(yīng)用在三維模型的制作中。

5無人機(jī)傾斜攝影的應(yīng)用范圍

當(dāng)前，在民用領(lǐng)域中，無人機(jī)主要應(yīng)用在地形圖的測繪、地質(zhì)條件的勘測以及對(duì)自然災(zāi)害的檢測，再有就是交通管制、通信中繼以及農(nóng)藥噴射等很多項(xiàng)目中，因?yàn)槊總€(gè)地區(qū)以及國家所面對(duì)的實(shí)際情況都不一樣，尤其是在國土測繪以及災(zāi)情和氣象等方面，因此對(duì)無人機(jī)的技術(shù)提出了不同的要求，所以面對(duì)不同的情況要進(jìn)行具體的分析。當(dāng)前，無人機(jī)因其成本低，而且操作簡單和數(shù)據(jù)精確等優(yōu)勢(shì)在城市的規(guī)劃和管理、三維城市建模中得到了很好的應(yīng)用。而在未來，相信會(huì)在更多的領(lǐng)域中得到更為廣泛的應(yīng)用。

6無人機(jī)傾斜攝影獲取的數(shù)據(jù)流程

在獲取數(shù)據(jù)信息時(shí)，無人機(jī)傾斜技術(shù)首先對(duì)地表的物體獲取完善的基礎(chǔ)信息，這些信息不僅包括城市房屋的外框，而且還包括周邊的一些矢量信息，而工作人員就是依據(jù)這些信息迅速的生產(chǎn)三維模型，來繪制地形圖；其次就是建立快速模型庫，以基礎(chǔ)數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，再通過第三方數(shù)據(jù)處理軟件，形成人機(jī)交互三維建模，從而生產(chǎn)三維模型，然后在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)的檢查，在確認(rèn)沒有錯(cuò)誤以后進(jìn)行三維模型的計(jì)算，建立空間系統(tǒng)，最后提交工程，設(shè)置名稱，最終生成完整模型。

7結(jié)束語

無人機(jī)傾斜技術(shù)在現(xiàn)代化測繪領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用，經(jīng)過大量社會(huì)實(shí)踐表明，該技術(shù)能夠滿足大比例尺地形圖測繪、建筑工程測量、水利水電工程測量等領(lǐng)域的精度要求，能夠滿足社會(huì)發(fā)展的基本需要。因此，可以進(jìn)行大規(guī)模推廣使用。總之，與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比，無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)具有非常顯著的優(yōu)勢(shì)，其不僅影像的清晰度高，而且所出的模型也更精細(xì)和真實(shí)，因此能夠更好的滿足工程項(xiàng)目對(duì)建筑模型的需要。在三維模型構(gòu)建完成以后，技術(shù)人員還可以將其與地下管線工程進(jìn)行有效的結(jié)合，通過GIS、可視化以及三維仿真技術(shù)來對(duì)已建設(shè)完成的地下空間進(jìn)行查詢和展示，由此來為工程建設(shè)提供更加精確的數(shù)據(jù)資料。

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