刘凤娇
山东正元数字城市建设有限公司， 山东省烟台市，264670
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。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。基于此，本文将对无人机倾斜摄影测量在测绘中的应用进行分析。
关键词：无人机；倾斜摄影测量；测绘
1 无人机倾斜摄影测量技术特点
1.1 测绘无人机种类及特点
常见的用于遥感测绘的无人机分为2种：多旋翼无人机和固定翼无人机。
1.1.1多旋翼无人机
优点：操作简单，轻便，造价相对低廉，可以定点悬停，适合拍摄细节照片。缺点：续航时间短，消费型无人机搭载镜头后飞行时间在30min以下，工业级多旋翼无人机飞行时间能达到50min以上，在大面积，长距离的测绘项目中备受局限。多旋翼无人机适合航拍，环境监测，侦查，建筑建模，灾害治理，特殊物体运输等小区域应用，所以在小面积工矿区测量的信息采集上，宜选用多旋翼无人机。
1.1.2固定翼无人机
优点：续航时间长，抗风能力强，拍摄范围广。缺点：无法完成细节精细测量，工业级无人机费用高昂。固定翼无人机适合大面积航测，可用于区域监控，管道巡线，应急通讯，矿山输电线路测量等应用场景。
1.2 无人机测量搭载的设备
无人机可根据现实需求，搭载不同设备以实现不同目的。在测绘领域，常用搭载设备有高像素摄像镜头和三维激光雷达。
1.2.1高像素摄像镜头
倾斜摄影测量技术需要搭载摄像镜头，通常像素要求高于1200万像素，目前镜头技术从单镜头发展出五镜头，三旋转镜头等方式，五镜头包含1个垂直摄影镜头，4个倾斜摄影镜头，可实现飞1条线拍出5个方向的照片。
1.2.2激光雷达扫描仪
机载激光雷达是对倾斜摄影测量技术的有力补充，由于倾斜摄影测量形成的模型是通过空三加密计算而成的，并非直接测量所得，在面对高压线塔、电线杆等细高地物时，往往无法形成准确模型，而激光雷达获取的是物体表面的点云数据，具有可穿透树叶等特点，所以在某些必要场景，可通过无人机搭载激光雷达进行数据采集。
1.3 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在测绘中应用的优势
2.1 多角度采集信息
垂直摄影指的是从垂直角度进行拍摄，角度呈现较为单一，获得信息的能力也较为低下。无人机倾斜摄影技术则有效改变了这一状况，通过在多个角度安装摄像头，可以对待测目标进行更多维度的观察，也能有效获取目标的侧面信息，突破了传统垂直摄影的局限性。
从多个角度得到的信息为后续的测绘工作打好了基础，有效提高了三维测绘水平和效率。
2.2 对待测目标进行还原
在测量工程中，对待测目标进行还原也是工作中的重要一环，可以让后续工作进展更为顺利。垂直摄影方式由于拍摄角度的问题，往往无法对待测目标的侧面信息进行拍摄，这就会让还原工作面临着种种困难。无人机倾斜摄影技术恰恰解决了这一问题，通过对待测目标侧面和顶面信息的采集，从角度、高度等进行全面的呈现，提高了还原工作效率。
2.3 让成像更为真实和清晰
倾斜摄影搭载的摄影头无论是成像能力还是影像自身的分辨率都比垂直摄影要高，此外，其还能清晰地呈现出待测目标的纹理，这对于分析目标的特征、了解周围的环境都具有积极影响。
3 无人机倾斜摄影测量在测绘中的应用
3.1 影像获取与预处理
在开始航摄之前，必须设定基本航向。明确测绘无人机现状的同时，全面分析无人机性能、参数与飞行时间等，以此开展外业倾斜摄影。在航空摄影期间，能够获得不同倾斜角度影像资料，同时可以实现影像自动化拍摄，获得倾斜影像资料。完成区域内数据采集后，对数据进行预处理。选择适宜的拍摄影像，将影像反射到虚拟影像中，以此减少地面竖直物体的重影问题。
3.2 像片控制测量像片控制
测量有助于提升测绘结果的精度，在布设控制点时，应当参考标准要求设置。在布设像控点时，应当关注到以下问题：第一，根据测绘区域的地形地貌，划分不同的测绘区域。测绘区域外的像控点，多设置在轮廓线以外，位于航向基线数量在1条以上，旁向超过100m位置；第二，在选择像控点时，应当联合测绘区域的地形地貌，选择易识别、无争议的区域，例如明显的地物标志；第三，在山头选择像控点时，可以在地形起伏小的区域，以此确保测量结果的精度。在布设像片控制点时，应当选择高程变化小的区域，以此提升倾斜摄影测量精度；第四，针对植被发育区域，存在高大构筑物的区域，则会加大像控点布设难度。在开展业内测量时，会出现测量遮挡视线问题，从而降低测量精度；第五，当测绘区域内存在大面积水域时，会加大像控点布设难度；第六，在布设像控点时，应当全面分析测绘区域的交通条件，选择交通条件良好，便于布设的区域。
3.3 空中三角加密处理
在测绘工作中，极易受到外部环境干扰，例如建筑物和植被等，致使无人机倾斜摄影期间，地面控制点测量无法满足实际需求，小区域测绘存在盲区等问题，从而导致测绘结果不满足标准要求。为了处理以上问题，应当做好空中三角加密处理与校正，以此弥补测绘精度不足问题。对于空中三角加密处理来说，主要是建立影像外方位元素，以此确保预算准确性，联合相关软件消除干扰因素，全面提升测量精度，以此改善地形条件比较差的区域。
3.4 三维建模与数据采集
在建立三维数据模型时，需要通过多角度倾斜影像的校正操作、联合平差操作、多视匹配操作等，以此获得三维倾斜模型。完成三维数据模型建立后，可以通过数据处理软件获得区域内的地貌和地物数据。数据采集所涉及的内容如下：第一，采集地物要素。该采集工作由手动完成，例如拍摄影像像控点、建筑物等有效控制测量精度；第二，自动化提取地貌要素三维信息，涉及到高程点、等高线采集等，再由人工通过现代化处理软件平台整合处理；第三，在处理地物遮挡问题时，对像片内的遮挡区域，进行补充测量，确保整体测量数据准确可靠全面提升测量精度与准确度。
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，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：
[1]康宏民,冯文娟,刘宗霞.无人机摄影测量技术在矿山建设中的应用[J].煤矿现代化,2021,30(02):165-167.
[2]冯增文,李珂,李梓豪,任传斌.低空无人机的倾斜摄影测量技术在城市轨道交通建设中的应用[J].测绘通报,2020(09):42-45.
[3]龙凌媛.无人机航空摄影测量技术在矿山测量中的应用研究[J].无线互联科技,2020,17(18):11-12.