（建湖縣經(jīng)緯建設(shè)測繪有限公司，江蘇 鹽城 224700）

當下，無人機航測技術(shù)發(fā)展日漸興盛，讓測繪地理信息行業(yè)如虎添翼。大力推廣無人機航測技術(shù)是當前促進測繪地理信息事業(yè)轉(zhuǎn)型升級、提升測繪地理信息服務(wù)保障能力的迫切需求，也是推進應急測繪保障能力和建設(shè)“數(shù)字城市”、“智慧城市”的重要保障。目前，無人機航測技術(shù)已經(jīng)在我國的多個測繪領(lǐng)域得到廣泛應用，為我國的基礎(chǔ)建設(shè)工作提供了精確可靠的數(shù)據(jù)支持。

1 無人機傾斜攝影測量技術(shù)概述

無人機航測系統(tǒng)以當前在全球范圍內(nèi)逐漸興起的靈活、機動性強、體積小的無人機作為飛行平臺，該系統(tǒng)主要由無人機、數(shù)字遙感設(shè)備、測姿測速設(shè)備、飛控系統(tǒng)以及地面控制系統(tǒng)、地面站控制軟件、航線規(guī)劃軟件和數(shù)據(jù)處理軟件等組成。其主要工作原理就是通過在無人機上裝載數(shù)碼相機進行低空航拍，從而對地面的地理信息數(shù)據(jù)進行采集，再經(jīng)專業(yè)軟件處理得到多種數(shù)字化測繪產(chǎn)品。目前，無人機航測技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)相當成熟，其與GPS 技術(shù)相結(jié)合可以實現(xiàn)自動導航功能。近兩年，無人機傾斜攝影測量技術(shù)逐漸盛行，其利用多鏡頭傾斜相機搭載在無人飛行平臺上，能夠快速獲取地面傾斜影像數(shù)據(jù)建立地面實景三維模型，從而真正將外業(yè)實景與計算機技術(shù)相融合，利用最新的裸眼三維測圖技術(shù)進行內(nèi)業(yè)測量，可生產(chǎn)出滿足精度要求的5D 數(shù)字化產(chǎn)品[1]。

無人機遙感技術(shù)是一種使用無線電遙控設(shè)備和已加載的程序控制器來獲取測量和制圖信息的技術(shù)?；谙到y(tǒng)框架，無人機遙感技術(shù)系統(tǒng)主要由無人機飛行平臺、飛行控制系統(tǒng)、攝影傳感器、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、汽車運輸設(shè)備和地面控制系統(tǒng)組成?？梢愿鶕?jù)測繪需求選擇合適的技術(shù)。固定翼無人機和EOS5DMark攝像頭傳感器在正常情況下用于設(shè)施[2]。無人機具有高度的靈活性，較高的飛行要求，較高的可控性和高度的自動化程度。根據(jù)測繪要求，對飛行路線進行設(shè)計和遠程控制，設(shè)備可以隨時起飛和降落，在較深的地形上進行測繪，工作效率很高，每周監(jiān)控面積已達2100 平方公里。由于無人機包含彩色數(shù)碼相機等高精度數(shù)字成像設(shè)備，因此它可以接收清晰、全面的正數(shù)碼相機圖像，并且近距離航拍的精度可以達到亞米。所捕獲的圖像可以直接在系統(tǒng)中進行處理，然后傳輸?shù)降孛婵刂葡到y(tǒng)，從而大大節(jié)省了人工和時間成本，并且數(shù)據(jù)的準確性很高。應用無人機傾斜攝影測量技術(shù)，可使無人機從多個角度（例如垂直和傾斜）捕獲遙感圖像，而無需重復測量以獲得完整和真實的地標信息，從而大大提高了工作效率。無人機傾斜攝影測量技術(shù)還可用于測量和繪制施工計劃的完成情況。技術(shù)人員可借助于地面站軟件APCommander，來發(fā)出飛控、導航指令，全面獲取目標建筑的信息，所得影像與人類感知相符，信息豐富真實，而且會提供真實、豐富的紋理信息，確保所構(gòu)建的竣工建筑三維模型更為逼真，同時，可借助所獲取的信息，來繪制1:500 竣工地形圖，便于驗收工作的開展。

2 無人機傾斜攝影測量技術(shù)過程分析

2.1 航拍準備

首先，應根據(jù)測繪要求建立光控點。通常，設(shè)置2條路線，為基線設(shè)置12 個水平高度點，在每條路線上設(shè)置高度控制點，并設(shè)置5 條基線。設(shè)置視頻控制點后，請檢查無人機及其所攜帶的設(shè)備是否正常工作，遙測信號是否正常，數(shù)據(jù)連接是否良好，路線規(guī)劃是否適當以及一切是否正常。一切正常后，您可以啟動無人機和遙控器。無人機會按照已建立的路線飛行，并在飛行中進行等距或等時攝影[3]。

2.2 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

隨著無人機遙感技術(shù)體系的成熟，市面上出現(xiàn)了很多的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，技術(shù)相對成熟的有數(shù)字測量工作站Inpho、DPW、Jx-4CDPS、適普VirtuoZo，測繪工作人員可根據(jù)工作需求選擇合適的處理系統(tǒng)。在制作DOM 的過程中，應該采集相關(guān)航攝資料，進行空三加密，應用地面布設(shè)的控制或POS 數(shù)據(jù)，獲取外方位元素和DTM 數(shù)據(jù)，應用OrthoVista 模塊、SeamEditor 等，糾正單片，鑲嵌拼接影像，進行勻光勻色處理，適當裁剪圖幅范圍，最終生成數(shù)字正射影像圖[4]。

2.3 建筑規(guī)劃圖編輯

建筑規(guī)劃竣工測繪工作完成后，需制作建筑規(guī)劃圖，確保圖紙信息的真實性和準確性，從而保障工程建設(shè)的準確性。在工作過程中，應該及時掌握竣工信息，將生成的DOM 數(shù)據(jù)導入建筑工程GIS 影像庫中，并在竣工建筑中添加Super-MapDeskPro，實現(xiàn)矢量化轉(zhuǎn)換，將工程攝影測量信息及時錄入影像庫中，確保信息的時效性。

3 無人機傾斜攝影測量技術(shù)在測繪建筑規(guī)劃中的應用分析

3.1 特殊情況

以城市建筑為例，將其分為4 座商業(yè)高低建筑。該建筑占地面積41,305.2 平方米，總建筑面積112,840.35 平方米。無人機傾斜攝影測量技術(shù)用于完成建筑設(shè)計以及具體工作的測量和制圖，其過程如下：（1）采集航空照片數(shù)據(jù)。在此勘測和地圖繪制中使用了具有五個鏡頭的航空攝像機。鏡頭的焦距設(shè)置為24mm，航跡的重疊和側(cè)面重疊分別達到85%和80%，受影響的地面分辨率為3.5cm。根據(jù)測繪要求，為每個飛行位置設(shè)計了4 道27 條航線，絕對飛行高度為189m，基線長度為12m，距離設(shè)置為24m，總路線長度為20.8km。（2）具有自動建模功能的三空中加密。將通過航空攝影獲得的傾斜圖像和野外圖像控制點導入Smart3D軟件平臺，確定加密點的高度及其水平位置，實現(xiàn)三次空中加密，然后生成點云，創(chuàng)建不規(guī)則三角網(wǎng)并確定實際特征創(chuàng)建三維模型，實現(xiàn)自動紋理映射，并為真實場景自動生成三維建筑模型。（3）收集數(shù)字藝術(shù)線條。測量師和制圖人員可以使用DPModeler 軟件中的矢量映射模塊來捕獲辦公室中的數(shù)字線圖，創(chuàng)建高精度，大規(guī)模地形數(shù)據(jù)的矢量集合，并使用捕獲的圖像和全自動生成的3D 模型定位地面物體，并在下面提供其三維信息使用軟件的垂直引導和交叉引導功能為特征點的移動方向提供參考，確保數(shù)據(jù)收集的準確性并減少野外制圖工作量。（4）結(jié)果數(shù)據(jù)。完成無人機傾斜攝影測量后，可用的結(jié)果數(shù)據(jù)包括建筑物外表面的點數(shù)據(jù)采集（點云）、實際特征的3D 模型和實際3D模型。同時，應根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果處理數(shù)據(jù)的副本[5]。

3.2 錯誤分析與優(yōu)化

盡管該技術(shù)是相對先進的并且具有高度的自動化，但是不可避免的是它會受到外部因素的干擾并導致需要改進控制的錯誤。在測繪工作中，主要的誤差類型為：（1）照片原始分辨率的誤差。在對建筑設(shè)計和完工進行測繪時，地形圖特征點的測繪精度較高，但無人機傾斜攝影測量的地面分辨率較低，無法滿足其需求。人員應優(yōu)化無人機的導航參數(shù)，并采取降低海拔高度，更換遠攝鏡頭等措施，以提高圖像的地面分辨率，并滿足相關(guān)的測繪要求；（2）空三加密的影響。使用Smart3D 軟件平臺的空中三重加密可能導致不匹配飛行點數(shù)據(jù)和圖像到空中三重的精度。為了確保數(shù)據(jù)的準確性，可以采取手動干預措施以確保建筑物的完整地形圖的準確性是適當?shù)模唬?）手動捕獲錯誤。盡管無人機傾斜攝影測量法是自動操作，但它還包括容易出錯的手動操作模塊。例如，當功能以不同的高度顯示時，手動采集很難確保數(shù)據(jù)矢量收集的準確性。需要工作經(jīng)驗。豐富而熟練的員工根據(jù)不同角度調(diào)整圖像，以確保數(shù)據(jù)收集的準確性。

4 結(jié)論

綜上所述，針對傳統(tǒng)調(diào)查測繪工作中存在的問題，依托無人機的優(yōu)勢特點，無人機測繪可對傳統(tǒng)方法進行補充完善，為外業(yè)調(diào)查統(tǒng)計提供精確的地理信息數(shù)據(jù)。首先根據(jù)調(diào)查測繪工作需求進行無人機測繪任務(wù)規(guī)劃，主要從無人機傾斜攝影測繪和調(diào)查航拍兩個方面設(shè)計。無人機傾斜攝影可采集到建筑物側(cè)面紋理、拍攝高分辨率影像，對航拍成果進行實景三維建模。通過高精度三維模型，可精確測量出建筑物的建筑面積，同時可利用傾斜攝影空三加密成果進行數(shù)字線化圖采集作業(yè)。利用靈活的無人機能夠拍攝到目標建筑的所有信息，構(gòu)建出三維立體模型，讓工程驗收人員準確觀察到建筑建設(shè)情況，審核其是否滿足城市規(guī)劃設(shè)計方案，從而給出合理的審批意見，大大提升工作效率與質(zhì)量。