潘和云
四川泽图测绘工程有限公司，四川成都610000
摘要：在地形图测绘工作中，众多影响因素使传统的测量方法不能收集完整的信息数据。在进行测绘工作时，道路设施不完善，测绘工作难开展，人员无法到达一些山沟和树木茂密地方，所以测量数据误差大，测绘工作效率较低，大比例尺地形图测量难度非常大。如果使用无人机摄影技术，能够发挥倾斜摄影的全面性，消除常规摄影的局限性。通过搭载不同的荷载组件，能够实现全景信息建立，充分展现地形入全貌。基于此，本文章对无人机倾斜摄影技术在大比例尺地形图测绘中的应用进行探讨，以供相关从业人员参考。
关键词：无人机倾斜摄影技术；大比例尺地形图；测绘；应用
引言
在传统的摄影测量中，由于卫星、飞机等传感器都是垂直于地面安置，受航高和空间摄影姿态限制，仅能获得建筑的高度信息和顶部纹理信息，难以满足数字城市建模三维数据获取的要求。随着科技的不断进步，空间数据也逐步从二维向三维过渡，其中倾斜摄影技术是测绘领域近年在摄影测量技术之上发展起来的一项高新技术，它突破了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限。
1无人机倾斜摄影技术的概述
无人机倾斜摄影技术是一种使用无人机设备进行空中定点摄影，进而实现工程现场数据勘测和地质地理特征测绘的一种技术。无人机从机场起飞，控制室里的操作人员通过遥测遥感技术进行远程操控，指挥无人机飞抵目标区域上空完成地质地理数据采集任务，并回传给远程控制室进行数据整理和分析。近年来，测绘技术迅猛发展，倾斜摄影便是其一，作为一种新型的测绘技术，其让拍摄的角度更为多元，不再局限于一个方向，通过搭载的传感器，增加影像采集的角度，从而将用户引入一个更为新奇的世界，使肉眼看到的更加真实。该技术研究的是区域各摄站点5个方向的影像，这5个方向分别为：垂直、左视、右视、前视和后视，以此来生成三维实景方面的模型，并展现被拍摄区域地物的大小、形状、侧面等特征。传统的摄影测量主要是生产正射方面的影像并绘制各种类型的比例尺地图；倾斜摄影测量除了具备上述功能之外，还能生产三维实景模型，对地物的纵横断面、侧面等进行测量，并模拟三维场景，通过对地物的360度无死角的拍摄，提高了摄影测量的应用范围。
2无人机倾斜摄影技术的特点
无人机倾斜摄影技术其特点主要体现在以下几方面：1）适用场景广，无人机具有灵活性、飞行高度低不受云高影响，受天气影响小，空域限制少，对空中能见度要求较低；2）效率高，部署速度快，相比其他航空器不便于运输，受空域限制等，无人机便于携带，整个航摄过程中人工干涉少，只需规划好飞行路线，设定拍摄参数，就能获得高精度的摄影数据。后期处理由计算机独立完成，能自动影像匹配和建模等工作；3）数据采集全面，倾斜摄影云台最多可以搭载五组相机，能够在作业过程中对地面进行全方位多角度数据采集拍摄，全面获取失事区域地面影像数据；4）真实感强，倾斜摄影技术不仅可以实现顶部纹理的采集，同时也可以对侧面纹理进行映射，保证了信息的全面性，从而构建出的三维场景不仅具有地理位置坐标信息，而且有地形的精细特征，仿真度更高，更加逼真；5）数据量小，易于传输，倾斜摄影采集到的有照片数据，文本文档格式的POS数据，数据量小，种类少，便于通过网络传输；6）成本低，相比传统三维建模时间长，耗费大，建模成果精度难以保证，无人机倾斜摄影技术应用效率高，能够大量减少人的工作时间，并且能有效完成空间测量和数据成像等要求，在最短的时间完成精度较高的三维建模，降低了成本。
3无人机倾斜摄影技术在大比例尺地形图测绘中的应用
3.1无人机摄影测量区域的实地考察
在开展无人机摄影测量活动前，应指派专人前往摄影测量区域进行实地考察。
收集现场地质地貌、地表植被以及周边公众设施设备、交通人流等信息，为实现无人机的正常起降提供数据支持。例如所勘测场地的附近有正常运转的民用机场或相关航空设施，需事先明确无人机的禁飞区域，避免由于无人机摄影测量活动威胁到正常的航空运输活动安全。如有特殊测绘航线需要，必须事先报备相关部门并取得许可后方可进行无人机摄影测量活动。
3.2无人机拍摄前的准备
无人机拍摄前，除设定飞行路线外，需注意设定拍摄的视频或照片涵盖相机位置、镜头信息等关键信息，作为数据形成的必备条件，选择在无风天气晴朗可视度良好的情况下进行拍摄。为保证顺利完成三维建模并提高模型精度，控制飞行速度，照片的重叠率最少要在80%以上，同一物体连续拍摄的照片角度偏差不超过15度、拍摄至少不少于3张照片，不能有飞行速度和高度的突变以免出现数据模糊。如果有凸出、镂空以及要求精确显示的建筑物或工程实体部位，需要对局部进行多角度环绕拍摄采集。高度方向如过高，也应分层设置飞行轨迹。因无人机一般采用WGS84经纬网和椭球高程，提前对无人机的测量参数进行设定，避免形成的模型与需要的模型位置不一致，造成大量的后处理工作。
3.3外业航测工作
在野外环境中，存在大量树木遮挡的情况，会造成山体实际地面、坡坎、山沟等位置的信息采集盲区，解决此问题可使用大疆精灵4无人机对低空树下区域进行手动控制拍摄，将拍摄的照片加入其它照片中联合建模，可有效改善摄影盲区的建模质量。
3.4GPS布设
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。
3.5现场数据的采集和处理
在依靠先进卫星技术完成测控现场的像控点布置以及现场航测相机校验工作之后，需要利用空三加密软件对分区网数据进行平差操作。在完成三角测量工作后，利用高程数据模型产生对应的初始正射图像，依靠三角测量时的方位元素数据拟合初始正射图像得到多个同名位点，通过计算机数据整合，得到数字高程模型。而后还需经过EPT软件对初始正射图像做进一步的拼接处理，并使用PS软件检查拼接后的图像质量，应着重检查拼接图片的颜色过渡区域、拉花形变区域、重影区域等问题，并加以修改和处理。至此，就得到了最终的数字正射影像图。
结束语
无人机倾斜摄影技术作为一种新型技术，在现代测量中发挥着重要的作用。无人机倾斜摄影技术的应用，可大幅降低施工测量劳动强度，提高施工信息化水平，使专业领域的工作向非专业人员涵盖。
参考文献
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