建德市土地测绘勘察规划设计有限公司 浙江杭州 311600
摘要：当自然灾害发生后，如何在最短的时间内挽救生命，获取受灾害地区的三维实景图，并及时处理传输，是整个应急测绘系统急需解决的问题。无人机倾斜摄影测量技术能够有效地解决传统无人机正而摄影测量技术二维局限性的难题，能够实现实时传输、处理速度快等，也有助于提高摄影和监测的效率，缩短以往较长的时间投入，即便是面对突发情况也能迅速反应，实现了从无人机现场倾抖摄影数据采集、实时回传、现场数据快速处理、网络发布以及到远程在线访问的一体化应用。
关键词：倾抖摄影；无人机；应急测绘
前言
如何有效地检测地质伤害，是目前急需解决的问题。因为传统的航空摄影测量技术无法有效的实现灾害监测，应用的效率也不高。无人机倾斜摄影技术近年来的快速发展，具有灵活机动的特性，能够实现全自动化三维建模，真实反映实际情况的位置、外观、高度等属性信息，为下一步的灾情评估和重建等可以提供可靠的地理信息依据。故而倾斜摄影相机借助无人机的运输，能够对目标区域实施抵近测绘侦查，完成了目标精确定位、三维模型构建和地理地形监测，为任务顺利完成提供有力保障。
1、无人机倾斜摄影测量技术概况
垂直摄影测量技术是无人机倾斜摄影测量技术发的基础，主要是利用多镜头融合相机来获得测绘区域多角度、多方位的航空影像数据。多镜头相机一般来说包含了5个镜头，其中1个垂直镜头和4个倾斜镜头，这个相机有着使用简单，集成程度高的优势。这样就能够获取不同方位的影像数据，可以能够很大程度上的避免垂直镜头仅能获取垂直方向影像数据的问题，进而能够提高测量的精准度，使得获取的地理信息数据更加精确。
对于实景三维模型而言，其主要是以拍摄的航空影像资料作为基础制作的三维模型，影像主要来源于无人机倾斜摄影，有着精度高、逼真的特点。因此常被作为应急救灾时的电子沙盘，为较精确评估地质灾害受灾范围提供可靠的基础资料此外，在应急管理中也具有重要的参考意义，如确定安全点等。因此，将无人机倾斜摄影技术应用于地质灾害应急测绘中具有重要的现实意义。
2、影像的获取与处理
影像的获取与处理是以倾斜摄影测量技术为基础，然后运用无人机进行三维模型构建，其中主要是影像获取、影像整理和控制点的布设与测量等工作。
2.1 影像的获取
首先是航线的规划。航线的规划是影像获取的基础，需要充分地在考虑无人机续航能力和摄影云台的性能基础上，设置适合的飞行高度和影像重叠度，获取满足倾斜摄影测量要求的影像信息。例如本次任务中目标区域航摄，设置航高150m，航向重叠度70%，旁向重叠度70%，共生成飞行航线9条，分3个架次完成航摄任务。其次是航摄飞行。无人机采用程控的模式进入航线实施航摄，拍照模式为定点曝光，一个飞行架次飞行时间为25 min左右，需时刻监控无人机飞行状态，安全完成目标区域影像采集。
2.2 影像的整理
首先需要规范影像名称。倾斜摄影云台因为是由多个传感器组成，在同一时刻，就可以获取多个角度的影像数据，这就需要根据传感器的顺序，存放在相应的文件夹中，规范统一命名影像数据名称。其次要去除冗余影像。因为影像数据量太大，会影响数据处的效率，这就需要去除各传感器在无人机上升、下降、转弯和任务区域范围外的冗余影像数据。
2.3 控制点布设与测量
首先是控制点布设。六旋翼无人机采用GPS定位模式，PUS数据定位精度无法满足空中三角测量要求，需要人工布设地面控制点，提高三维模型量算精度。一般在500x500m的航摄区域内布设5个控制点即可，具体方法是在4个角隅和中心点各布一个，控制点数量越多模型精度越高。控制点选取在地面易识别的区域，最好是多个传感器影像的同名点，并把控制点对应的各传感器影像汇总在相应文件夹内。其次是控制点测量。控制点成果可由卫星影像读取、手持GPS测量、RTK测量、传统导线测量等多种手段获取。卫星影像读取和手持GPS测量效率高但精度低，传统导线测量精度高但受作战环境影响大，在演习期间为了快速获取精度可靠的控制点信息，采用了RTK测量技术。
3、无人机倾斜摄影测量技术在应急测绘保障数据中的应用
3.1 损失的评估
灾区在经历劫难后，需要使用倾斜摄影技术获取数据，以便于分析评估。无人机倾斜摄影测量技术的应用，能够实现针对全方位的观测，获取房屋的顶部以及侧面的损毁信息，通过多维度房屋呈现特点掌握房屋损毁数据，从而评估出房屋的损毁程度。并且在构建的大范围实景三维模型中，能够直观迅速地判断房屋损毁情况以及受灾区域。
3.2 道路的分析
利用无人机倾斜摄影测量技术能够对道路的通达性进行分析。通过无人机倾斜摄影能够更加高效、全面、准确、逼真地建立三维模型，使真实灾区情况能够以更为直观的状态还原，并能够提供精准的地物属性信息。通过对直观的倾斜三维模型进行分析，再结合基础地理数据以及行业统计数据等，对受灾区域道路的通达性进行综合分析，并同时能够获悉道路损毁评估。
3.3 洪涝灾害的分析
无人机倾斜摄影测量技术可用于分析洪涝灾害，对洪涝灾害的淹没进行三维模型的模拟分析，从而预评估出洪涝灾害造成的损失：①淹没模拟分析。当洪涝灾害发生，利用己有的物理模型进行模型参数化表达，通过数值解析算法推算出洪水到达的水位以及洪水可能的演进过程；②洪涝损失预评估。根据模拟计算所得到的洪涝风险等级，综合灾区的基础地理数据以及社会经济、人口分布等相关数据信息进行综合评估，从而获得洪涝灾害可能造成的损失预评估；另外，当发生滑坡泥石流灾情时，利用无人机倾斜摄影测量技术获取数据所构建的三维模型，能够全方位地提供更为精确的地物属性，包括长、宽、高、土方量等属性信息。倾斜影像衍生品DSM和DOM，能够对滑坡泥石流进行数据分析。通过计算，可以得出泥石流的冲击范围，掌握滚石、山体崩塌等具体灾情的发展方向与破坏力，从而确定灾情的等级，为灾区救援工作以及灾后重建工作的开展均提供了更为准确的数据依据。
无人机倾斜摄影测量技术在应急测绘保障工作中的应用，突破了传统无人机正面摄影测量技术二维局限性，实现了更为全面直观的多角度实景三维模型构建，成就了更为丰富的测绘产品。无人机倾斜摄影测量技术在应急测绘保障的应用中，通过点面结合的无人机倾斜摄影方案，解决了时效性问题，实现了应急测绘的快速反应以及救灾需求的主次分明与井然有序，促进了应急测绘保障工作的川页利开展。
参考文献：
[1]杜新远，冯磊，胡江伟.基于无人机倾斜摄影的应急测绘系统设计与应用[J].测绘与空间地理信息，2020，43（12）：193-196+201.
[2]赵红艳，黄雪琴.无人机倾斜摄影技术在地质灾害应急测绘中的应用[J].世界有色金属，2020（09）：183-184.
[3]张尚文.无人机倾斜摄影测量技术在应急测绘保障中的应用[J].内蒙古煤炭经济，2018（13）：40+53.