刘恒利
山东省物化探勘查院 山东 济南 250000
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。本文基于无人机在地质工程测量测绘中的应用探究展开论述。
关键词：无人机；地质工程；测量测绘；应用探究
引言
我国矿山资源丰富，分布广泛，但大量的开采往往导致矿区地表沉陷，进而给地面建筑物、道路等带来严重损害。因此，加强对矿区地质沉降预测，对做好矿区科学开采和保护具有现实价值和意义。而传统的地表沉陷监测通常只能得到主断面的移动规律，并借助该规律进行反演推算整个矿区的变形情况，如三角测量、GPS测量等。这种传统的方法存在很大的缺陷，存在建筑物损害，变形评估结果不准确的问题。为解决这个问题，人们开始尝试其他方法，如三维激光扫描、D－InSAＲ和无人机载雷达。而随着测量技术的发展，无人机测量开始逐步进入人们的视野，并凭借机动灵活、测绘精度高、快速、成本低的特点，被广泛应用在测绘工程中。
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。无人机航空摄影主要包括无人机发射、作业飞行、无人机回收、数据检查等步骤。1)选择适宜的起降场地，在接收到飞行指令后，发射无人机。2)地面站实时监控无人机数据采集，由于无人机集成可高精度的差分系统，只需获取无人机端的差分数据和地面端的基站数据即可。3)无人机完成飞行任务后，返航到降落点上空，在操控员能够掌控无人机的前提下，用遥控器切换到人员操纵模式，引导无人机安全着陆。4)从存储设备中导出影像数据和差分数据，并进行数据检查，看数据是否合格，如不合格，进行补飞工作。
2测量系统及特点
无人机倾斜摄影测量主要是通过无人机平台搭载5镜头相机，同时从5个方向进行摄影，即通过1个垂直拍摄的镜头和4个倾斜镜头来获取地表影像，实现大重叠度的多角度视角。拍摄像片时，飞机自动记录飞行的有关参数，如航高、飞机速度、重叠度和曝光点的POS数据，根据这些数据对倾斜影像进行分析和整理。倾斜摄影过程中，无人机可同时拍摄5个角度的影像数据。在这个连续时段中，同一个地物可以在多个像片上找到其影像。内业建模人员可以根据地物多个角度的影像快速实现地物的结构分析，并且可以选择众多影像中最清晰的1张对其进行纹理制作。通过建立三维模型和纹理的自动映射，可以建立其与实地完全相似的立体几何模型，为用户提供实景三维数据，用户可以获得极高的体验感，极大地拓展了无人机影像应用范围。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。
3点云数据获取
由于微型无人机采集到的数据会受其所拍摄到的影响质量、摄影物镜畸变以及无人机飞行姿态的影响，因此，需要对数据进行预处理。目前，常用的微型无人机测区点云数据的处理方法是基于不规则三角网(TIN)滤波降噪法。该算法用于去除地面点的操作方法简单，能较好地保持原有获取点云的精度。TIN网滤波算法主要是通过将测区的点云数据划分为N个规则格网，并寻找格网中最低点作为初始的种子点。然后利用每个格网中的种子点构成一个初始三角网，最后通过设置其他点到种子点的距离阈值，判断其他点是否加入TIN网。通过重复以上判定步骤，可分离完所有的点云数据，进而实现初步筛选点云数据。
4倾斜影像数据预处理
无人机挂载倾斜摄影设备进行1∶500地形图测量，和传统的人工测量相比，无人机测量灵活、迅速，作业范围广。无人机倾斜摄影测量技术是无人机搭载多镜头相机对拍摄区域进行全方位、无死角的拍摄，经过内业差分处理制作出三维实景模型。倾斜摄影测量具有全面直观、高效、低成本、高精度等特点。本文运用无人机倾斜摄影测量技术进行大比例尺地形图测绘，并验证了精度满足大比例尺测量工作的要求。倾斜摄影测量采集到数据后不能直接用于三维建模生产，要对数据进行预处理，处理的主要内容包括照片的筛选、影像去畸变、照片文件夹整理、pso数据信息筛选、相控坐标数据检查和相机参数预查等。
5绘制地形图
绘制地形图是地质工程测绘的核心环节，可以将测绘的数据通过地图有效的还原出来。为了保证绘制地图数据的精密度，技术人员需要优化数字化技术，提升无人机在航拍时的设备性能，为绘制地形图提供清晰的像片与比例尺。为了获得更精确的地形图，应该致力于将无人机的技术与测量方式结合在一起，优化地图测绘与绘制的工作思路，确保收集数据的准确性之外，提升数据信息与图像信息之间的统一。技术人员还需要根据无人机的性能特征等方面的信息，对实际工作获得的数据进行深入分析，进一步提升测绘能力。为了更好地保证无人机在地质工程测绘中的实际测绘效果，需要根据无人机的系统与设备性能进行合理规划，对测绘区域的航线进行划分，确保无人机在规定时间内在指定区域完成航拍工作，避免因待机时间过长导致无人机出现事故。合理规划航拍路线，避免出现遗漏现象，降低测绘数据的可靠性。为了保证测量结果的准确性，需要对航拍系统的性能进行检查，在收集数据时发现图像缺陷问题，需要重新进行补测工作。还可以利用无人机的遥感技术，对拍摄的照片进行预处理，在无人机系统对照片数据进行审核时，可以将不符合规定的数据直接处理掉，将更准确地数据传递到数据中心。地质工程测绘工作对于提升土地利用率具有作用，在实际测绘中需要保证无人机的状态，为测绘工作开展提供有力支撑，定期为设备进行调试，保证其状态在良好的状态，提高地质工程测绘工作的水平。
结束语
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。
参考文献
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