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浅析无人机倾斜摄影测量技术及应用张海

发表时间：2021/4/20 来源：《基层建设》2020年第33期作者：张海峰

[导读] 摘要：21世纪，科技发展日新月异，对社会各行各业都产生了极为重要的影响，倾斜摄影测量便是其中之一。

        云南黄金矿业集团股份有限公司云南昆明 650299
        摘要：21世纪，科技发展日新月异，对社会各行各业都产生了极为重要的影响，倾斜摄影测量便是其中之一。它是通过飞行平台将传感器搭载起来，搭载的传感器数量并不限于1台，完成影像的同步采集，从而获得更为真实的地物方面的信息。这一技术具有自己独特的优势，因此被广泛应用，在经济建筑的诸多领域都可以见到其身影。随着倾斜摄影测量技术的发展，对航摄效率、分辨率等提出了更严苛的要求，促进了其进一步的革新和发展，无人机倾斜摄影测量便是在此背景下诞生的。这一最新型的测量技术，将摄影测量的应用提升到了一个新的高度。
        关键词：无人机倾斜摄影;测量技术;应用;
        引言
        无人机倾斜摄影测量是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术，它以无人机为飞行平台，搭载一个或多个倾斜摄影系统（数码相机）获取多角度、多重叠度的地面多视影像，通过后期处理，建立地表三维模型与相关数字产品。通过倾斜摄影测量技术生成倾斜三维模型，大大提高了现状模型的建模效率和精度，具备生产周期短、效率高、精度高、成本低等优点。
        1无人机倾斜摄影测量技术
        1.1 发展现状
        倾斜摄影测量技术是近10年发展起来的一项非常成熟的技术，克服并突破了传统航测只从垂直角度摄影的局限性。无人机通过搭载5镜头相机，分别从5个方向进行拍摄，快速高效地获取地表数据，真实反映了地表的客观情况，能满足人们在三维模型方面的多种需求。同时，由于是超低空航摄，获得的影像数据具有超高分辨率，在测绘领域具有非常重要的应用价值。倾斜摄影测量技术是一项高科技成果，在各行各业均有广泛应用。以无人机航空技术为基本前提，搭载多镜头倾斜相机，对小区域进行快速测绘工作，相对于传统的地面测绘工作而言，其自动化程度高，节省人力、物力及成本。随着倾斜摄影测量技术的进步，用无人机搭载非量测型相机进行地形图测绘，配合实景三维建模技术，获得正射影像成果，测图周期在可控范围内，时效性有所保证，将大大提高大比例尺测图的工作效率。
        1.2技术的特征概述
        无人机倾斜摄影技术对待测目标的拍摄更为真实、直观，主要是源于其搭载了多个摄影头，可以从不同的角度拍摄，并能获得待测目标的顶部、侧面的相关信息。此外，该技术与传统技术相比，在操作方面也有了明显的进步，不仅操作更为简便，且续航和载重方面都有了较大进步。与此同时，倾斜摄影无人机搭载的是遥感探测技术，极大地缩短了摄像时间，提高了测绘工作的效率、效果和效益。无人机倾斜摄影具有机动性强，灵活性高、经济且快速等优点。航空摄影采用无人机平台，能够在小区域范围内快速高效地获取该区域高分辨率的空中影像，逐步扩大了超低空无人机的应用范围，应用前景广阔。对于国家航空航天监测体系而言，无人机无疑是一种重要的影像获取手段，逐渐从实验室阶段过渡到实际应用阶段。
        2倾斜摄影技术测量原理
        传统空三测量对倾斜影像数据处理效果不理想，所以需要结合飞机传感器提供的POS外方位元素数据进行联合平差，同时结合现场布设的控制点进行联合平差，通过误差方程解算出影像的外方位元素，以前方交会的形式求出点位的三维坐标。倾斜摄影测量还用到了多影像密集匹配技术，利用求得的外方位元素构建立体像对，采用多影像匹配技术获取密集点云数据，由于多角度摄像形成了大量冗余点云数据，所以可以通过这些冗余数据校正错误的匹配信息，提高点云数据精度。经过多影像密集匹配后得到了能够表达地物表面起伏的高分辨率数字模型（DSM），通过软件分析，将合适的影像像素与DSM融合，形成统一的数字表面模型。再经过正射影像纠正步骤，建立全局优化采样策略，联合几何延伸特征进行纠正，最后才能得到我们所需要的数字模型。

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        3具体应用
        3.1在航线设计方面的应用
        无人机倾斜摄影与垂直摄影相比，具有多角度采集影像数据的特征，因此，其可以展开对无人机的镜头和待测目标距离、飞行高度等方面数据的计算，有利于提高计算的准确性，让航线设计工作有了新的指导方向，提高了航线设计的工作效率。
        3.2地面像片控制点的布设
        在影像获取前，为保证研究区有足够数量的像片控制点，用于对空中三角测量和模型精度进行验证，需要进行像片控制点的布设。像片控制点一般布设在区域网周边，布设成平高点。由于高重叠度、多视角影像、计算机密集匹配等因素，外业布设的像片控制点基线跨度可适当放宽，但检查点的精度需满足精度指标要求。平高点布设在道路交叉口、斑马线的角点、体育场地标记线的拐角等部位。
        3.3在GPS布设方面的应用
        在测量工程中，GPS布设也是其中关键的一环，有利于实现无人机摄像数据的同步，是提高工作效率和效果的重要途径。想要实现这一目标，就需要对GPS布设的精度有着严格要求。在完成GPS布设后，接下来要做的工作便是接收信号，可以说信号接收是在完成GPS布设的基础上进行的，目的在于更顺畅地接收测绘方面的数据。无人机在接收信号前，首先应保障其具有充足的供电，对于传统的垂直摄影方式而言，由于得到信息密度较低，需要扩大面积来完成对待测目标的摄影，无疑会延长摄影时间，因而需要无人机拥有更充足的供电。倾斜摄影是以多种摄影模组的形式存在的，可以用更少的拍摄次数来进行多角度的拍摄，大大缩短了摄影工作时间，能够有效降低无人机在供电方面的压力，扩大其摄影工作的范围，让GPS布设的工作效率提高到一个新的等级。
        3.4倾斜摄影在智慧城市中的应用
        当您建立智慧城市时，所有实体资讯都会显示为2D平面视图或3D模型的载体，且现有梁必须包含最新且最先进的实体资讯。3D模型是智能城市基本信息的有效载体，最常见的模型类型是z。b .曲面建模、地形体量模型的构建、地形映射模型的构建。建筑、桥梁等元素是智能城市地形建筑的重要组成部分，包含有关变化中城市的大量信息。同时，您必须适用于具有多个解析度、多个维度、空间时间和许多不同维度的应用程式，才能直观地显示3D模型，并使用现有的3D塑型技术进行倾斜摄影。以倾斜摄影测量技术为基础，建立了一个现实模型，为建设智能城市提供了广阔的地理区域，一个贯穿建筑整个生命周期的建筑模型，包含了建筑设计、施工和运营的整个生命周期的所有信息，为建设智能城市提供了广泛的建筑信息。
        结束语
        斜摄影是一项新技术，它建立在传统航空摄影的基础上，通过从不同角度增加照相机摄影镜头，可以更全面地收集所收集的信息。它还可让您使用自动化软体快速且经济实惠地建立拟真3D模型。其结果是倾斜摄影和多用途应用程序要求。雪地摄影开辟了应用地理信息的新路，不断发现新的应用模式。在技术发生重大变化的时代，倾斜摄影的发展和电影业全体成员的倾斜对地理信息产业和社会生活领域的历史机遇、创新斗争和倾斜摄影的运用至关重要。
        参考文献
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        [4]张峰.无人机倾斜摄影测量技术应用及精度分析[J].现代物业(中旬刊),2019(11):205.
        [5]曹正阳,张明.无人机倾斜摄影测量技术及其应用[J].科技经济导刊,2019,27(27):45.