袁鹏
威海水利工程集团有限公司 山东省威海市 264200
摘要：近年来随着时代的发展，整体技术的提高。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。
关键词：无人机倾斜摄影技术；测绘工程；应用
引言
倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术，伴随自然资源部在全国范围大规模开展实景三维测绘工作，该技术已在国内得到广泛应用。低空无人机倾斜摄影技术以无人机飞行平台为载体搭载专业型航摄系统，结合POS采集系统以及高精度导航和精准飞行技术，可实现三维数据的高精度、高效率采集，通过数据后处理，可生产出高精度、满足工程应用要求的4D产品。
1无人机倾斜摄影测量技术概述
倾斜摄影测量技术是测量技术的重要创新，对测量技术的发展具有重要作用，在工程测量中发挥重要的作用。倾斜摄影测量技术可实现同步影像采集，可以从不同的视角进行影像采集，提高摄影的分辨率。无人机倾斜摄影测量技术将计算机技术与建模技术相结合，充分展示测量物体的真实情况，构建三维模型，具备良好的三维地形建模水平，确保测量的高精确度。无人机倾斜摄影测绘技术主要由无人机、GPS定位技术、数码传感器、地面操作系统、数据处理平台等部分组成。无人机作为无人机倾斜摄影测绘技术的主体，有固定翼、多旋翼两种机型，主要发挥承载数码传感器的作用，数码传感器通过无人机的承载，可有效获取信息数据。GPS定位技术可对无人机的飞行位置进行实时定位，再利用地面操作系统对无人机进行操作，控制无人机的飞行状态，以便无人机可按照预定的航线飞行，确保数据获取的准确性。最后再利用信息技术搭建数据处理平台，对航测数据进行处理，利用获取的数据进行建模，强化数据解析能力。相比其他的测绘技术，该技术有利于完善“先内业、后外业”的作业体系，节省时间成本。
2无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的应用
2.1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。此次测绘选择航向重叠度为65%，旁向重叠度为60%。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，针对制备发育区域，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，便于存储的区域。
2.2采集倾斜摄影外业数据
在进行倾斜摄影外业数据采集操作的时候，按飞行区域的面积布设像控点以提高精度。影像采集应用DJI无人机，其主要应用到的设备包括大疆Mpro无人机、IPAD、6块电池组两组、带有GPS系统的倾斜相机、基座和卷尺。在采集外业数据时，涉及的流程如下。首先，准备工作。进行无人机螺旋桨动力调试，并且安装电池组。其次，起飞。开启相机，点击软件触屏上的起飞键，无人机接到指令之后盘旋上升，结合项目实际要求将本次飞行高度设定为70m。再次，航线飞行。无人机上升至标准高度之后，绕着既定航线飞行，在飞行过程中应该按照原定飞行计划拍摄有一定时间差的照片。完成拍摄任务之后返航。最后，降落。当无人机完成所有预设航线之后，应该注意达到返航设定高度，并缓慢降落，降落到预设位置，将航拍中获得的影像资料全部导出，检查是否存在一些因拍摄抖动严重而出现曝光不理想的情况。
2.3测绘数据处理
完成测绘工程外业后，通过多视图多维重建技术处理任意像片。将数码影像导入到软件内，自动化生成高质量正射影像，建立高分辨率三维模型，可以获得毫米级精度的模型。像片导入后，通过计算机技术缩短数据处理时间，在多台计算机上实现引擎运行，之后在作业队列中关联，以此获得实景模型。在此次测绘工作中，共获取12121张像片，将POS数据和像片导入到软件内，按照照片自带参数信息与位置信息排列。软件自动开展空间三角加密处理，添加多个地面像控点坐标，以此确保工程地理坐标和模型坐标相同。通过准确计算后，可以自动化获取航片特征点，匹配同名点，以此计算像片的空间位置与姿态角，确定像片关系。此次测绘采集数据源于多个架次，因此会出现空间三角加密点片层变形和偏移问题，因此必须详细记录姿态信息与航片信息。通过新建任务块加载航片，融合姿态信息和位置信息，反算获得地形加密点数据。在获得无纹理信息、不规则三角网之后，可以从航片中选择高像素纹理着色，以此确保三维模型的真实度。应用传统方式检验精度时，将像控点坐标作为真实数据，通过模型可以获取监测值，计算二者差值，可以获得数据高程误差，约为0.01m，平面坐标误差为0.08m，所以可以满足测量要求。
2.4构建三维模型
当完成外业数据采集工作之后，需要对数据进行统一归类整理，并利用这些数据资料建立三维模型。首先，进入Context-Capturecenter工程软件，编辑本次工程项目名称（工程名称必须使用英文），指定工程文件目录，导入影像及控制点，提交空中三角测量，进行区块导入操作，在计算机中找到与之相适应的区块文件，将其导入模型构建软件中，使得区块模型呈现出三维效果。其次，注意准确选择控制点，编辑控制点信息，对参数进行设置。在对定位模式进行选择的时候，要注意设定自动垂直模式，对影像输入方向进行调整，去掉多余的数据，并根据本次项目的实际需求情况选择适宜的格式。本次需要重建两种格式，分别是.osgb以及.3mx。最后，当三维立体模型构建完成之后，可以打开指定文件查看最终的三维立体模型。
2.5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。
2.6空中三角加密处理
在测绘工程工作中，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。
结语
无人机倾斜摄影测量技术可以扩大数据采集范围，且测量结果的精度与准确度非常高，可以有效应用于矿山规划与勘测工作中。应用无人机倾斜摄影测量开展测绘工程工作时，应当联合矿区实际情况，制定无人机航行路线，科学布设像控点，全面采集数据和信息，以此确保数据处理效果。
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