贵州三木工程测绘有限责任公司 贵州遵义 563000
摘要：倾斜摄影测量技术是当今信息时代的一项重要产品，由于其精度和有效性高，它被广泛应用于测量的许多领域。与传统的测量技术不同，倾斜摄影测量主要是在飞机上安装多个传感器，用于收集和处理不同尺寸的物理坐标。随着科学技术的不断进步，现有倾斜摄影测量技术逐渐向无人机方向发展，从而扩大了其应用范围。对于某些复杂测量，可以获得更精确的测量，减少手动测量的危险，并大大提高精度。本文主要分析无人机倾斜摄影测量技术的三维建模与精度分析
关键词：无人机；倾斜摄影测量；三维建模
引言
倾斜摄影测量作为一项新技术，将多台类同类别的传感器同时在单个载体上装置，现有的航空拍摄技术只能从一个角度弥补和弥补地面图像的不足。可以获得垂直以及多个倾斜角度的影像数据工作。大大避免了正射影像实际上不能提供曲面的不足。同时利用机载POS数据和数字曲面模型等完成基于倾斜摄影的三维建模。
1、无人机倾斜摄影技术概况
无人机倾斜摄影技术是在无人机垂直摄影技术中开发的，初始阶段主要用于建筑物外侧纹理信息提取，在工程测量、矿山测量等领域应用较少。无人机垂直摄影技术在无人机平台的基础上构成了垂直摄影相机。也就是说，在拍摄过程中只能获得垂直方向的图像数据。无人机倾斜摄影测量技术基于无人机垂直摄影技术，搭载了倾斜的摄影相机。也就是说，在航拍过程中，不仅可以获得垂直方向的视频资料，还可以获得多方面、多角度的倾斜视频资料。有效地避免了垂直摄影技术只能得到垂直方向视频数据的弊端，提高了测量精度。另外，倾斜摄影技术比无人机垂直摄影技术操作更简单。
2、无人机倾斜摄影技术优势分析
（1）无人机倾斜摄影获得的航拍视频分辨率更高。北斗系统投入以来，随着我国动态GPS定位技术的快速发展，无人机航拍视频数据的分辨率大大提高，无人机倾斜摄影技术的测量精度大大提高。在牙齿阶段，无人机坡度摄影测量技术的准确度可以达到厘米水平，在现代化的大规模地形图、工程测量等领域得到越来越广泛的应用。特别是在测量周期短、测量面积大的测量工作中，无人机倾斜摄影技术广泛应用于第三次国土资源调查等。（2）图像数据采集速度更高。传统的测量技术基于经纬仪、全站仪，主要以测量员现场采集系统的测量点坐标为主，测量周期长，测量成本高，最终取得的成果精度低。也就是说，在一段时间内获取测量信息是非常低效的。无人机倾斜摄影技术可以通过基于无人机的航空拍摄视频资料在短时间内获得大面积测量信息，有效减少了测绘人员外业采集测量点信息的工作量，在单位时间内获取测绘信息的效率更高。（3）适用于更广泛的测量和贴图环境。无人机坡度摄影技术基于航拍图像数据，因此对测量区域的环境条件限制较小。传统的测量技术在高山密林地区的影像很大，主要出现在两个茄子方面。第一，植被茂盛的区域遮挡现象严重，严重阻碍了经纬仪、全站仪等收集测量点的数量，对测量精度和生产率有很大影响。第二，高山密林地区的地形复杂多变，测量员无法到达指定位置，产生了大面积测量空白，最终降低了总体精度。无人机倾斜摄影技术是可以获得高分辨率的视频数据，通过一系列数据处理过程，可以有效地消除植被等影响，得到更精确的测量结果图等。因此，无人机坡度摄影技术可以应用于更广泛的测量环境。（4）社会经济效益更高。无人机坡度摄影测量技术大大减少了大量现场工作量，在短时间内实现了大面积的测量工作，有效地缩短了工作周期，与传统测量技术相比，无人机坡度摄影技术降低了测量成本，提高了社会经济效率。
3、在实际工程中的应用
3.1项目概况
本次项目测区为某平原地区乡镇地籍测量，测区面积约5．75km2，测区内的地形高差约8m，人口稠密，建筑物的密度比较大，建筑物高度变化大，最高可达48m，传统测绘技术无法达到任务要求，故采用无人机倾斜摄影测量技术，对目标进行1∶500不动产测绘成图作业。
3.2制定方案
1）设备准备工作。本次航测将实用的设备是大疆M600pro型号无人机，搭载睿铂DG4pros五镜头倾斜相机，镜头像素均为3000万像素。为保证飞行安全，作业飞行高度要有预留高度，此次飞行高度设置为90m，为了提高建筑物的重叠度，航向和旁向的重叠度分别设置为85%和80%。2）像控测量工作。本次作业将在测区内布设125个像控点，像控点的间距为250m。实际作业中使用到像控点只有75个，剩余的像控点会作为检查点。像控点的布设要注意以下几点内容：a．以区域网为基础布设像控点，布设顺序为先外后内，先在区域周围布设，再在区域内布设，像控点全部布设为平高点；b．控制点要均匀布设，每平方千米的像控点数量不少于20个；c．像控点的布设要根据航线计划图与村落情况进行，各个村落要均匀布置不少于5个像控点。
3.3倾斜影像采集
作业前了解分析天气状况，避开降水大风天气，选择恰当时间检查好设备，按照预设航线进行航摄操作，尽量保证航摄任务在同一气象条件下完成。
3.4影像处理
对航摄影像进行格式转换、像素质量、色彩平衡、航向与旁向重叠度等检查处理，然后将数据导入Photoscan软件，就可以对拍摄的影像进行自动空三处理、密集点云生成、自动映射纹理模型，最终生成具有影像纹理的三维模型，见图1。最后利用EPS软件进行三维模型线划图采集。
3.5精度分析
表1 精度统计表
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为检验通过利用无人机倾斜摄影测量技术生成的三维模型的精度，在测区内选择10个检查点，利用RTK技术在测区测量这些点的坐标（真值），然后在模型上读取这些点的坐标（计算值），取两者的差，统计结果见表1，最后得出三维模型的精度。通过对上面三维模型统计表的分析可知，该工程项目的三维模型平面误差最大是0．329m，中误差经计算后为0．07m；高程的最大误差为0．362m，中误差0．09m，该精度误差符合测绘规范的要求，此次测量作业有效。
结束语
总之，近年来，“数字城市”正在中国逐渐出现，作为其最基本的数据载体，城市现实三维模型的构建技术也发展迅速。但是，在许多三维建模技术中，传统的航空摄影测量可以高效、大规模地获得三维地面数据，但只能获得空间坐标和物体顶面信息，而侧面纹理难以获得，从而导致三维建模过程复杂且缺乏为了改变这种情况，创建了倾斜摄影测量。这项技术不同于传统的空中摄影测量。从不同角度收集地面物体数据，在飞行平台上携带多个镜头。您可以高效地获得高分辨率的地面正面图像，也可以获得侧面纹理。合并、定位、建模等相关步骤后，可以快速生成真实直观的三维现实生活模型。
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