许仕北
湖南核工业岩土工程勘察设计研究院
湖南省 长沙市 410000
摘要：随着经济的发展，我国的测绘工程建设的发展也有了创新。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；测量工程；应用分析
引言
无人机倾斜摄影技术是近些年发展起来的一项高新产业，通过无人机对某一景观进行多角度拍摄，通过空间三维运算处理之后形成三维模型的一种技术。这种技术的应用，大大降低人工测量的难度和工作量，使现场工作变得更加高效和直观。
1相关概念概述
1.1无人机摄影技术
无人机摄像技术指的是在无人机上搭载影像采集传感器，从多个角度进行拍摄，主要从垂直和倾斜方向入手，其中垂直4个倾斜5个，从而使呈现出的世界更为真实和直观。无人机倾斜技术的高速发展，使其具备的垂直和倾斜摄影技能得到了更为广泛的应用。通过对这两种技术的比较，可以发现无人机倾斜技术相关工作者不用再佩戴一些专业设备如立体观测眼镜进行工作，而是通过自身的技术优势从各种角度来获得分辨率更高的影像信息，且能生成数字三维模型，这些优势使其广泛地应用到应急救灾抢险、城市管理以及数字城市建设过程中。
1.2倾斜摄影技术
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。
1.3工作原理
在无人机的飞行平台上安装多台数码相机，从垂直和倾斜角度拍摄，并收集高分辨率的图像。其中，5个镜头的倾斜拍摄较为常见，结合两个数据类型（像控点数据、POS数据），并通过对相关软件的利用来对模型、技术等进行处理，这便是这一摄影技术蕴含的工作原理。
2无人机测绘的优点
2.1响应速度快
借助无人机进行测绘时，无人机一般采用的都是低空飞行，本身对起落场地要求较低，起飞所需的准备时间短，而且受天气因素影响较小，能够有效节约测量时间。同时，无人机一般都会搭配相应的车载系统，可以通过输入任务来获取相应的测绘结果。而在面对突发性自然灾害时，应急部门需要依照最新的地形数据信息来制订应急方案，借助无人机，能够实现对灾区地质环境的快速测量，也可以将测绘数据通过无线传输的方式，及时回馈给应急部门，使得应急工作人员在进行灾害应对和处理时，具备更快的响应速度。
2.2测量范围广
传统人工测绘需要工作人员携带各种各样的测绘仪器进行实地测量，而因为测量环境的影响，测量的范围相对较小。无人机测绘能够对这一问题进行解决，实施测绘工作时，可以同时使用多台无人机，依照不同测绘环境，在不同高度进行测量，不仅测绘工作效率高，测绘数据精度更准确，而且测绘的范围更广。无人机测绘还可以借助光谱实现对于数据的有效分析处理，获取大范围区域的监测信息，也可以借助三维仿真模拟技术，在与数据库信息进行对照的情况下，将监测得到的信息展示出来，以此来促进测绘质量的提高。
2.3测绘成本低
一些大型项目在规划过程中，很容易受到周边环境因素的影响，不仅测绘工作的范围较大，需要测绘的内容也十分繁杂，如果沿用传统人工实地测绘的方式，会导致人工成本的增大，出现超出项目投资预算的情况，对项目开发的经济性和安全性产生影响。借助无人机测绘技术，一天就可以完成数十平方千米的测绘，而且能够保证数据的完整性和准确性，在提高测绘效率的同时，能够降低人工成本的消耗，也可以就测量设备的损耗进行有效控制。
3倾斜摄影拍摄及模型建立
3.1路线划分与拍摄
使用专业倾斜摄影无人机进行拍摄，需要在同一飞行平台上搭载多台镜头传感器（目前常用的是五向镜头相机），同时从1向垂直、4向倾斜等不同角度采集影像，然后经数据处理形成实景模型。为清晰地显示工作区域的实际情况，飞行范围不仅需要涵盖施工区域，还要包括周边的区域。另外，工程采用的为普通大疆精灵系列无人机，通过单镜头多次飞行模拟多镜头拍摄，需通过增加飞行路线和次数来增加成图的精度，因此设定了垂直交叉的两条飞行路线，每条路线往返飞行两次，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。
3.2数据处理及模型的建立
采用Bentley旗下的ContextCaptureCenter实景建模软件进行数据处理和模型的建立，类似于测量工程中的三角交会法，数据处理的原理是通过分析照片的拍摄位置、角度以及镜头信息，通过三维运算计算出每一个像素点的坐标和参数，并通过不同照片的拟合叠加计算，自动去除偏差较大的数据点，在坐标系中形成数据点阵，将其像素信息进行显示，从而形成物理的实景模型。
结语
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。另外，该技术可与GIS技术、BIM技术等进行联合，尤其在紧急事故救援、线性工程、露天矿业工程等土石方领域有着更高的应用前景。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。
参考文献
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