中水东北勘测设计研究有限责任公司 吉林长春 130000
摘要：随着信息技术的发展，测绘技术也获得了良好的发展机遇。将无人机倾斜摄影技术运用到测量方面，成为相关工作者关注的焦点。这一摄影技术由于具有快速、高效、灵活、成本低廉等优势，使其逐渐成为测绘行业的新宠儿。将该技术应用到无人机上，实际上是通过做三维模型的方式，展现更为直观、真实的待测目标。通过对无人机倾斜摄影在测量工程中的应用进行重点探究，希望为测量工程的进一步发展奠定基石。
关键词：无人机倾斜摄影；测量工程；应用
1 引言
无人机遥感系统具有成本低、速度快、易操作等优势，已广泛应用于环境监测、生态农业、灾害应急与三维重建等领域中。相对于正射影像，倾斜影像能让用户从多个角度观察地物，更加真实地反映地物的实际情况，极大地弥补了基于正射影像应用的不足。三维模型具有真实、直观、可量测、精度高的优点，应用于水利的勘察设计中，可以高效、直观地参考周边的地形和地质情况，再结合外业测量人员的实际测量工作，进行勘察设计工作。
2 倾斜摄影测量
2.1 技术简介
垂直摄影是最常见的传统航空摄影办法，其主光轴和目标物的顶部互相垂直，从而获取影像信息。不过这种摄影方式无法取得目标物体的侧面状况。此时使用倾斜摄影，可以更好的反映侧面状况。光轴和铅垂线形成夹角，能够更好、更直观的反映目标物体的实际视觉效果，提高建模效率。倾斜摄影测量是国际领域上的一种新兴高品质机制，可以建立三维立体模型，也能够实时反馈目标物体的状态。各项影像处理技术让人能更好、更客观的了解目标物体的实际呈现效果和应用效果。
2.2 特点
首先，倾斜摄影测量能够更加直观的呈现地面状况，从多个维度来提升测量能力，更客观、真实、清晰的反映目标物体的情况。其次，倾斜摄影测量可以和配套软件紧密的结合在一起，通过影像处理、测量高度、长度、面积等数据，使其可以应用于很多领域。第三，倾斜摄影测量还可以做到数据共享，通过三维GIS生成人们想要三维模型并以格式转换的方式分享到网络。
2.3 系统组成
倾斜摄影技术和传统的垂直航空摄影相比有很大的不同，后期处理效果也和传统完全迥异。当倾斜摄影技术和GIS结合到一起时，用户能够更方便直观的从多个角度来浏览目标物体的具体情况，并获取自己想要的信息。一般来说，倾斜摄影技术的获取系统有三个主要组成部分。第1部分是飞行的小型飞机以及无人机等等，第2部分是影像及姿态传感器，第3个部分是飞行规划软件。工作人员需要设计专用航线，让倾斜摄影在高度重叠度、分辨率等数据上都有一个良好的表现，满足使用者的需求。
3 倾斜摄影测量在水利工程测绘中的应用
3.1 倾斜摄影测量影像获取与数据处理
采用倾斜摄影测量技术进行航拍测量，是由各镜头按照所对应曝光点的坐标位置进行自动拍摄，从而实现多视角的影像拍摄和获取。对获取的多视角影像数据处理，需要通过虚拟影像建立，在进行视野范围的倾斜影像选取后，将选择影像的像素在虚拟影像中进行反投影，从而对摄影影像中地面突出竖直物体的重影效应减小控制。其中，在对倾斜摄影获取的多视角影像中突出地面的竖直物体重影效应进行减小控制的具体方法为：在平坦的地区对影像进行拼接，并在拼接前对两幅影像进行密集匹配，同时对倾斜影像及其对应下多视角影像进行直线特征匹配，以实现突出地面的竖直物识别，根据识别结果进行位置信息纠正。
3.2 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。
3.3 外业流程
1）确认飞行区域：获取被测区域的KML文件或者测区的四角坐标，在谷歌地图上将需要测量的区域勾绘出来；2）分析测区情况：通过谷歌地图或者奥维互动地图分析测区基本情况，满足1∶500免象控要高差不可太大，高差/航高≤0.3，也就是说如果设计航高在250m那么的地形最高点与最低点高差应在75m以内。3）飞行航线计划：①飞行航线规划应按照风向进行，为了在飞行中获得更好的飞行姿态，需按照顶风顺风方向设计航线。②假设飞行航线按照南北向飞行，航线飞行范围东西向应超出测区范围一条航线，南北向应超出测区范围大约三张影像的距离。4）相机设置：①执行航拍任务时，相机应设置为S（快门优先）模式，快门速度设置应大于1/1000s，如果光照环境特别好的时候可以设置为1/1250s或者1/1600s。②ISO值应根据现场光照情况进行设置，在满足曝光的情况下ISO值越小画面杂讯越低，一般晴天的正午建议设置ISO200，阴天的正午设置ISO400。夏季的17：00后可以设置ISO1000，夏季阴天的15：30后设置ISO800，晴天的早上9：30左右设置ISO320。③检查&关闭相机内的AF选项；关闭相机的HDR打开DRO功能；每次飞行前请格式化清空SD卡确保相机拥有足够的空间。④飞前相机检查时，注意取下相机镜头盖。5）像控点布设：①像控点靶标应采用方形靶标；②像控点靶标边长尺寸应≥1m；③地物特征象控应选取在影像上可见的特征地物，地物选取时应选取地物明显的直角或者钝角测量，不宜选取锐角作为特征像控，地物点不可选用房角、电线杆等具有较大高差的地物进行测量，宜选用井盖、道路班线等地物特征。④像控点需以成果目标坐标系为基准进行测量，分布方式在测区内均布即可，勿靠近航飞区边缘。⑤像控点的数量无论何种测区均不可以少于5个，取测区四角与中心进行分布，如有其他需求，视测区情况适当增加。
4 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。本文对其具体应用进行了重点探究。无人机倾斜摄影技术具有广泛的应用，具体体现在航线设计、地面观测、GPS布设、数据处理以及质量控制等方面。倾斜摄影无人机以搭载的多组镜头优势，可以对需要测定的目标进行多角度的拍摄，在提升信息密度的同时，也能使呈现的影像更为立体和直观。
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