张金鑫 周明明 陈梦园
淮安市淮阴区测绘院 江苏淮安 223300
摘要：随着我国建筑体系的不断进步，我国建筑行业也得到了突飞猛进的发展，逐渐满足了人们对于房屋质量的需求。我国能源开采技术的蓬勃发展，建筑建设的标准越来越高，建设效率越来越快，运用无人机摄影测量技术可大大提高测绘效率和分辨率，有效缩短测绘周期。
关键词：无人机；倾斜摄影测量；应用；建筑规划；竣工地形图
引言
随着我国经济实力的快速提升，我国迎来了高速发展的全新时代，然而由于受空域申请、航空摄影周期、项目经费等因素影响，传统的航空摄影测量工作在小区域范围内进行快速地形测绘及应急测绘保障等方面无法满足实际工作要求。而低空无人机航空摄影测量具有灵活、高效、机动、快速、生产周期短、作业成本低等优势，在测绘领域形成了强有力的技术支撑。
1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。
1.2倾斜摄影技术测量原理
传统空三测量对倾斜影像数据处理效果不理想，所以需要结合飞机传感器提供的POS外方位元素数据进行联合平差，同时结合现场布设的控制点进行联合平差，通过误差方程解算出影像的外方位元素，以前方交会的形式求出点位的三维坐标。倾斜摄影测量还用到了多影像密集匹配技术，利用求得的外方位元素构建立体像对，采用多影像匹配技术获取密集点云数据，由于多角度摄像形成了大量冗余点云数据，所以可以通过这些冗余数据校正错误的匹配信息，提高点云数据精度。经过多影像密集匹配后得到了能够表达地物表面起伏的高分辨率数字模型（DSM），通过软件分析，将合适的影像像素与DSM融合，形成统一的数字表面模型。再经过正射影像纠正步骤，建立全局优化采样策略，联合几何延伸特征进行纠正，最后才能得到我们所需要的数字模型。
2无人机倾斜摄影测量应用于建筑规划竣工地形图
2.1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。
2.2数字线划图采集
内业数字线划图采集使用DP Modeler软件的矢量测图模块，该软件可利用倾斜摄影技术获取的影像数据进行高精度的大比例尺地形数据的矢量采集工作。
无需佩戴立体眼镜，根据影像及自动空三生成的三维模型直接定位地物要素的三维信息。为了实现内业进行屋檐改正，减少外业调绘的工作量，软件提供了垂直辅助线和十字辅助线，分别为地物点垂直和水平方向的移动提供参考，同时确保数据采集的准确性。软件内置了南方CASS的地类地物属性模块，采集同时赋予要素属性，矢量成果可导出．dxf，．cas，．dat等多种格式。
2.3数据处理
1)飞行数据准备。导出影像，写入POS，先检查采集数据的完整性与可靠性，删除废片。检查像片的航向、旁向重叠度是否符合要求，对重叠度不达标的区域，考虑进行补飞补拍。对影像进行匀色匀光处理。2)自动建模。某项目航飞数据的处理采用Smart 3D软件，创建工程，导入各种采集的数据，首先进行空中三角测量计算，可运算生成基于真实的超高密度点云，空间三维模型重建，进行模型投影或高程转换，生成三维模型成果。3)倾斜三维矢量测图。基于倾斜三维模型数据直接对建筑物边角及独立地物进行测量，还可以对高程点进行提取，量测和提取成果直接输出成图。利用倾斜三维模型数据进行数据采集，对同一地物进行量测时，可以参照该地物不同视角的多张影像，从不同角度借助十字与垂直辅助线进行点与线的量测。相较于传统立体像对测图方式，倾斜三维模型测图可以360°无死角，因而无须进行房檐改正，直接采集建筑物墙勒脚，提高了工作效率和测图精度。
2.4建筑规划图编辑
建筑规划图是建筑规划测绘中的重要成果图，只有及时更新并管理建筑规划图，保证规划图的准确性，建筑工程建设才更加准确。在建筑工程中，对竣工的情况进行及时的管理定位，将生成的DOM数据导入建筑工程的GIS的影像库中，保证生成影像的配准合格。在竣工的建筑工程中添加Super-Map DeskPro，实现其矢量化，保证影像库中建筑工程摄影测量的录入，为建筑工程的高效运行提供保障。
2.5竣工地形图生产
1:500竣工地形图制作：在外业航飞行完毕后，提取获取的多视影像数据，通过Context?Capture软件平台生产测区实景三维模型，在EPS三维平台上调取实景三维模型数据用Data.dsm直接操作，采集地物轮廓范围依比例表示，不依比例表示的地物采集轮廓中心位置；三维实景模型及多视影像上可以看清楚的地物、地貌元素应全部用相应符号表示，做到无错漏、不变形、不移位。因为三维模型中凸起地物边缘呈拉花、锯齿状，所以为确保采集精度，在垂直影像上采集此类地物角点及边界线；对建筑物角点、围墙拐角点等重要地物，采集时开启辅助线，利用斜视影像进行采集，不能直接在三维模型上采集。通过此方法编辑制作竣工测量地形图，省去烦琐的外业调绘工作，为快速制作大比例尺地形图测绘提供一种新的解决方案，成果。同时，为规划竣工其他指标核算提供服务，做到一举多得、外事内做的目的。
结语
随着倾斜摄影测量技术的进一步研究，随着硬件设备的进一步更新换代，以及多种设备的相互配合作业下，无人机倾斜摄影测量技术会有更高的精度，更广泛的应用，对于进一步推广无人机测量和提升建筑行业信息化水平具有现实意义。
参考文献
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