摘要：随着建筑设计表现越来越便捷快速，设计工作的难度逐渐减小，建筑设计表现行业形成了突飞猛进式的发展。而作为建筑设计前期的建筑场地调研以及数据资料采集获取工作却与之进步相差甚远，并没有得到跨越式的突破。就目前我国现状而言，相关工作仍依托人工测绘及卫星图像数据获取等方式，与此不同的只是测绘、摄影设备的更新换代。本文基于低空无人机倾斜摄影测量成果精度研究展开论述。
关键词：低空无人机；倾斜摄影；测量成果精度研究
引言
低空无人机倾斜摄影测量技术将无人机与倾斜摄影技术有效结合，是新兴的三维数据获取技术，无人机搭载多台传感器可以同时从1个垂直、4个倾斜等角度采集影像，同时获取建筑物的顶面和立面数据，通过数据处理软件生成三维影像。与正射影像测量方法相比，提高了作业效率和测量精度。
1技术优势
城市测绘中加强无人机低空摄影测量技术应用，优势十分明显，具体而言，操作简单，成本较低。无人机低空摄影测量和航天测量相比更加简单，不用对操作人员进行长期培训，再者，无人机体积小，维护管理操作相对简单，成本较低。无人机低空摄影测量技术应用效率较高，在这一测量技术应用期间与遥感系统应用共同作用下，地面操作人员就能对其进行操作，在此期间所需花费的测量时间较短，测量效率明显提升，灵活度较高，此外，操作过程不会受到天气影响，因此总体看来，测量效率相对较高。城市测绘期间无人机低空摄影测量技术的应用，图像更加清晰，可以获得清晰度较高的图像。测量操作是在距离云层较远的低空中进行，因此不会被云层所影响，这和普通摄影图像相比，分辨率更高。无人机低空摄影测量可以从多个角度记录信息，因此图像质量相对较高。
2无人机低空摄影平台系统构建
无人机低空摄影平台以传统测绘手法为基础，进而构建在空中的、可移动的、适合外部作业的信息采集平台，并且最终将获得较为全面的、系统的、具有针对性的信息。因此对其平台的构建主要由两部分构成：内业系统通过计算机等技术手段进行信息的后期处理。而面对不同的飞行任务，所依托的飞行平台也各不相同。也因此，外业系统相对而言更为繁琐复杂。
3航空摄影
虽然随着科技的发展，轻小型无人机的飞行性能已经有了很大的提升，但与传统的航摄技术相比，轻小型无人机还是存在一些不足，航摄效率依然不是很高。例如影像旋偏角、影像的重叠度、飞行航线等方面与传统的航空摄影还是有着不小的差异，主要体现在以下几点：（1）轻小型无人机的航摄面积偏小，它所能进行航摄的范围有限，因为它在设计航线时不需要考虑地球曲率的变化。在计算基准面高程时只要在拍摄区最大最小高程的平均值的基础上进行合适的修改，所以在地形图的条件下也可以进行航线设计，因此它的航摄面会收到影响。（2）影像的重叠度相对于传统航空摄影的严格技术要求，无人机并不能严格规范重叠度，只能尽量保持在同一水平上。主要以保证航向和旁向重叠为主。一般航向重叠度应该为60%—80%，不应＜53%：旁向重叠度在15%—60%这个范围，不应＜8%，因轻小型无人机不能严格规范重叠度，所以在像片重叠度的技术指标上也放宽了不少。（3）航空摄影实现了GPS辅助摄影功能，飞行平台硬件上安装集成双频GPS，通过后期拆分结算，可以得出每个曝光时刻的X、Y、Z的三维坐标。在航摄作业流程方面，按照飞行架构航线执行，提高了后期摄影测量成图的效率。（4）像旋偏角大。在航摄过程中，虽然部分无人机使用了旋偏改正装置，但由于飞行平台变化频率快，难实现全程旋偏改正。所以在航摄作业中很容易出现旋偏角＞15°这样的情况。航摄规范采用了旋角和倾角的检查方法，取代了通过数字航空摄影旋偏角的检查方法。
下图对无人机影像旋角及旋偏角检查进行了示意。
4无人机影像数据处理
首先，将航拍影像、无人机记录的POS（Positionand Orientation System）数据和像控点导入Context Capture软件，自动完成空中三角测量计算，生成精度报告；其次，根据地面像控点和POS数据，平台校验参数等进行区域网平差，解算多视影像外方位元素和加密点地面坐标，生成后缀为.LAS的高密度点云数据；最后，自动拼接数据，输出正射影像（DOM）和数字表面模型（DSM）。通过8个控制点进行空三加密处理。通过精度指标统计可以看出，在有构架航线、GPS辅助平差的情况下，8个控制点完全可以满足精度要求，能大大减少外业控制点的需求；水平误差值在0.004m-0.09m之间，垂直误差值在-0.037m-0.046m之间，符合“地形图航空摄影测量内业规范”（GB/T7930-2008）中1∶1000地形图测图精度。
５三维模型精度分析
三维建模完成后。从三维模型上采集检查点与实测地物点的坐标进行对比，并计算其残差和中误差，研究经过计算得到三维模型的平面中误差为０．０７１ｍ，高程中误差为０．１０４ｍ，平面位置的最大残差为０．１５９ｍ，高程最大残差为０．２１５ｍ，其精度满足１∶５００比例尺成图规范。通过探究无人机倾斜摄影测量的不同测绘产品成果的生产流程，基于实例验证了正视影像空中三角测量、正视影像联合倾斜影像空中三角测量、ＤＯＭ、实景三维模型的精度。试验结果表明，正视影像空中三角测量和倾斜影像空中三角测量满足《数字航空摄影测量控制三角测量规范》中１∶５００比例尺的平面和高程的精度要求，可用于大比例尺数字测绘成果的生产，其中倾斜影像的空三精度高于正视影像的空三精度。ＤＯＭ的平面精度满足１∶５００正射影像图中误差对平地、丘陵地的规定，可用于１∶５００比例尺ＤＯＭ的快速生产；实景三维模型的平面和高程精度满足１∶５００比例尺的成图精度要求，可用于大比例尺数字线划地图（ＤＬＧ）的采集生产。无人机倾斜摄影测量技术为大比例尺数字测绘产品提供了一种高精度、高效率、低成本的生产途径，弥补了传统航测作业周期长、生产效率低的不足，适用于快速生产地形数据产品。通过研究表明，基于无人机倾斜摄影测量技术可以生产高精度的大比例尺ＤＯＭ、实景三维模型产品，但在空中三角测量成果生成各种产品的具体流程中，各个生产流程对成果精度的具体影响还待进一步研究。
结束语
无人机低空摄影测量技术发展较快，且在多个领域中被应用，国内很多单位中已经应用了这一技术，且通信与导航技术水平也得到了明显提升，各项技术功能也逐渐完善，无人机再不是靶机，已经变成集多项功能于一体的应用设备。无人机低空摄影测量技术与远程遥感技术的融合，使得技术应用优势愈加明显，具体而言，主要是由飞行平台与地面配套设备组成，飞行平台系统内的控制与子系统在与地面设备组合中就能综合处置摄影图像信息。结合相关研究显示，目前研究无人机的国家数量正在增多，掌握无人机中低空摄影技术对于提升国际综合实力十分有益。现阶段，国内在无人机低空摄影测量中的研究已经取得了明显进步。
参考文献
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