安徽省煤田地质局第一勘探队 安徽省淮南市 232000
摘要：无人机倾斜摄影测量技术通过无人机低空多位镜头摄影，从不同角度进行数据采集，获取高清晰度的立体影像数据，通过处理软件自动生成三维地理信息模型，快速实现地理信息的获取，进一步扩大了无人机测绘的应用范围，使其在测绘、国土、矿山、林业、电力、数字城市等领域得到了广泛应用。
关键词：无人机；倾斜摄影测量精度；优化
引言
随着城市规模的不断扩大，摄影测量在城市规则工作中的应用也越来越广泛，摄影测量能够以非接触的方式获取建设规格数据，无人机技术与倾斜摄影技术的结合进一步提高了测量工作效率，为城市空间的合理布局奠定了坚实的数据基础。
1无人机倾斜摄影测量的基本原理
倾斜摄影以无人机为飞行平台，通过架设在无人机上的摄像头以倾斜的视角来采集建设物纹理信息，进而获取其规格参数，并将所采集到的数据用于建筑改建或城市规划。
2无人机倾斜摄影测量作业流程
无人机倾斜摄影测量的作业流程主要包括：准备工作→布设像控点→航空摄影→空三加密→全自动三维建模→裸眼要素采集→外业调绘→成果质量检查→资料整理提交等。（1）准备工作和项目设计。开展无人机倾斜摄影测量前，应做相关的准备工作并进行项目设计。首先收集已有成果资料，包括项目特点、工作范围、已有控制点等，充分利用已有资料；然后根据项目情况进行项目设计，包括相机参数、航线、航高、航速等内容。（2）像控点和航空摄影测量。项目准备和项目设计完成后开展像控点和航空摄影测量工作，像控点和航空摄影测量是整个项目的核心工作。像控点的布设应分部均匀并覆盖整个测区，像控点间距和测设方法应满足规范要求。（3）内业处理。像控点和影像采集完成后进行相片的预处理，然后通过专业软件进行空三加密和三维建模，模型建设完成后，将模型导入专业的采集软件进行裸眼地籍要素的采集。在采集要素过程中，如遇到内业无法判断的情况应做好记录后在现场进行调绘，如部分点位无法确定需进行实地丈量。（4）外业调绘和质量检查。内业采集完成后，进行外业调绘和确认，并进行成果质量检查，经检查无误后方可进行资料整理提交。
3无人机倾斜摄影测量中精度影响因素及注意事项
3.1精度影响因素
相较于传统的全解析法测量，倾斜摄影测量中精度影响因素贯穿整个生产环节，影响也是多方面的，这也是人们对无人机倾斜摄影测量能否满足不动产测量界址点±5cm精度要求的担心所在。
3.2倾斜摄影测量作业的注意事项
为保证成果精度满足相关规范要求，在进行倾斜摄影测量时应注意以下几方面的问题。（1）天气情况。进行无人机倾斜摄影测量时应确保天气状况良好，能见度高，风力不大于５级。如出现有雾或其他能见度低的情况会造成影像质量较差，风力过大会对无人机航飞的稳定性造成一定的影响最终会降低航摄精度。本次试点项目影像采集当日天气晴朗、风力小于３级。（2）航摄技术参数设置。航摄技术参数的设置是无人机倾斜摄影测量的核心工作之一，技术参数直接对地面影像的分辨率、三维模型的精细程度以及后面利用三维模型进行的要素采集等都有重要影响。（3）像控点的布设。像控点的布设精度是倾斜摄影测量精度的控制基础，是影响倾斜摄影测量精度的关键因素之一。像控点布设应注意以下几点：①像控点的位置应均匀分布，并覆盖整个测区；②像控点间距不宜过长，应控制在100ｍ左右；③像控点观测时应采用三脚架进行对中整平，每次的观测历元数不少于20个，并独立观测两次，两次较差应小于3cm，取其中数作为最终成果。（4）空三加密、三维建模和要素采集。
目前空三加密和三维建模可由专业处理软件自动完成，无需太多的人工干预，只需查看空三精度是否满足精度要求。
4无人机倾斜摄影测量精度优化研究与分析
4.1利用空三成果修复模型
空三加密即解析空中三角测量，是利用区域内分布的控制点来计算测区中影像外方位元素及加密点坐标。空中三角测量过程是利用倾斜摄影测量技术进行模型建设的关键环节，经过空三运算后获取的影像上任意一点都具备空间几何信息。基于倾斜摄影三维模型优化主要是基于空三加密成果和初始化重建三维模型进行模型的修复，通过同名点将多张影像进行穿刺对比，选择影像倾斜、变形小的倾斜影像提取纹理，进行匀色变形处理，在根据空三后影像绘制三维模型，自动完成模型纹理贴图。
4.2精细化模型
倾斜摄影技术受飞行角度及建筑区域密集度等因素的影响，会导致初始模型侧面纹理缺失、拉花等情况的出现，因此需要进行问题模型重建，通过人工外业采集图片，替换问题航拍影像的方式，进行精细化建模。武汉天际航公司研发的DP－Modeler软件是一套基于多幅影像进行快速、精确三维建模的软件。应用DP－Modeler软件，结合倾斜摄影影像与空三成果数据，以人工干预的方式对建模区域内三维模型进行细节整饰、纹理修补，实现精细化建模。首先将初始化模式转化成OSG格式，创建索引文件，在通过配置解决方案将．XML空三成果与纠正影像一一对应，导入OSG格式的模型，在带有空间几何信息和纠正后的影像上联动初始三维模型，浏览模型场景查看模型是否出现纹理拉花、破洞等问题，若检查到问题模型需将模型独立分离出来，再利用DP－Modeler软件提供的辅助建模工具从多角度精细勾勒三维模型建筑细节，从影像集中选取适合的纹理图像进行纹理自动映射，完成模型贴图，实现精细化建模。
4.3水面综合修复
倾斜摄影测量采集的影像数据为分辨率较高的图像，高分辨率影像能够为模型提供精细的纹理但也会将有些不足记入影像，如水面波纹、倒影、反射光晕等，这些问题会影响特征点的匹配从而降低匹配的精度和效率。因此需要对水面问题进行综合处理。由于水面状况复杂，高度自动化处理方法无法针对性地完成修复工作，需要一定的人工干预。在处理水面弱纹理问题时，则采用半自动化方式，避免将弱纹理作为特征点，减少水面破面、悬浮等模型问题的出现。计算机基于颜色、亮度、形状及连续性等属性来确定水面范围，通过确定弱纹理波段范围进行特定波长消除处理。处理倒影及光晕水面问题时需要全人工方式进行处理，选取相关素材利用Photoshop软件进行贴图替换、匀光匀色。
结语
无人机倾斜摄影测量技术应用于地形测绘，虽在很大程度上节约人力成本、缩减工程工期、满足工程需求，但是其高程精度略有不足。结合传统测量技术，加大无人机倾斜摄影测量技术的优势，真正兼顾效率提升和成果精度高的特点。相信随着技术的不断发展，无人机倾斜摄影测量技术质量会越来越高，技术会愈发成熟，应用的领域也会越来越宽广。
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