李光運(yùn)

摘要：隨著無人機(jī)技術(shù)、機(jī)載定位技術(shù)、圖像處理技術(shù)的快速發(fā)展，新興現(xiàn)代化測(cè)量技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于城市快速三維建模中和大比例尺地形圖測(cè)量中。本文介紹了無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，分析了無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在測(cè)繪工程中運(yùn)用情況，希望能為業(yè)界人士提供一些參考。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)傾斜攝影技術(shù);測(cè)繪工程;運(yùn)用

21世紀(jì)的現(xiàn)代社會(huì)，無論人們的日常生活，還是各行各業(yè)的發(fā)展，都受到了科技發(fā)展的深刻影響，產(chǎn)生了重大而深遠(yuǎn)的變化，其中，傾斜攝影測(cè)量就是隨著科技發(fā)展而產(chǎn)生的一項(xiàng)重要科技。它是通過同一飛行平臺(tái)搭載多臺(tái)傳感器同步采集影像，獲取真實(shí)的地物信息而被廣泛應(yīng)用在經(jīng)濟(jì)建設(shè)的多個(gè)領(lǐng)域中，充分發(fā)揮了它的優(yōu)勢(shì)。隨著傾斜攝影測(cè)量的發(fā)展，在航攝效率、清晰度、分辨率等方面有了更高的要求，促進(jìn)了傾斜 攝影測(cè)量的革新并向無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量轉(zhuǎn)變。無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量的出現(xiàn)，極大地?cái)U(kuò)展了攝影測(cè)量的應(yīng)用。

1 無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)介紹

1.1 傾斜攝影方面的原理

無人機(jī)攝影技術(shù)通過多個(gè)相機(jī)的多個(gè)角度，對(duì)實(shí)物及地形進(jìn)行拍攝。無人機(jī)拍攝的角度大多分為兩種，一種是垂直拍攝，另一種則為傾斜拍攝。在無人機(jī)攝影過程中，通過自身攝影系統(tǒng)和無人機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)的結(jié)合，來獲得攝影成像控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過數(shù)字分析軟件對(duì)無人機(jī)拍攝道德模型和圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和信息整合。

1.2 無人機(jī)傾斜攝影的特點(diǎn)

無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)被測(cè)繪工程廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要原因是圖像效果更加立體、真實(shí)，展示了所拍攝區(qū)域最真實(shí)的狀態(tài)。其次，無人機(jī)操作摒棄了傳統(tǒng)操作的局限性，除操作復(fù)雜性降低之外，可控制性也大幅度提升。無人機(jī)通過實(shí)現(xiàn)遙感控制，它的圖像采集的時(shí)間相較于以前來說也減少。因此，無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)具有構(gòu)建真實(shí)三維信息和模型的作用，通過有效的數(shù)據(jù)支持提升了測(cè)繪的效率和質(zhì)量。

1.3 對(duì)無人機(jī)傾斜相機(jī)的要求

作為無人機(jī)傾斜攝影的關(guān)鍵，攝影的鏡頭尤為重要。鏡頭的種類較多，對(duì)于無人機(jī)傾斜攝影系統(tǒng)來說，單頭和多頭攝影鏡頭應(yīng)相結(jié)合，從而獲取多個(gè)角度的圖像，提高圖像和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。無人機(jī)在進(jìn)行航空測(cè)量時(shí)，對(duì)鏡頭像素的要求較高，同時(shí)由于傾斜攝影技術(shù)本身的復(fù)雜性，因此測(cè)量過程中不能采取單一的像素。為了更好地控制成本，通常情況下將鏡頭的3500像素降低為2000萬左右，對(duì)圖像的曝光也進(jìn)行一定的控制。無人機(jī)系統(tǒng)的電池的使用壽命也需要引起注意，在特殊情況下，為了滿足特定的測(cè)繪工程的測(cè)量，相機(jī)的工作時(shí)間一般超過90分鐘。對(duì)于這種情況而言，應(yīng)使用具有曝光功能的相機(jī)來應(yīng)對(duì)測(cè)量的特殊要求。

2 無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在測(cè)繪工程中的運(yùn)用

2.1 POS數(shù)據(jù)處理

（1）文件處理。在無人機(jī)航空攝影過程中產(chǎn)生了大量的文件數(shù)據(jù)，包括了相機(jī)的曝光信息、GPS設(shè)站點(diǎn)的偽距坐標(biāo)、飛行時(shí)間信息等。因此，在文件數(shù)據(jù)處理過程中 將無用數(shù)據(jù)剔除掉，即在無人機(jī)整個(gè)飛行過程中，對(duì)所記 錄的內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理，將相機(jī)曝光時(shí)刻的Mark記錄與文件中的曝光記錄相對(duì)應(yīng)一致，為后期POS數(shù)據(jù)的處理奠定基礎(chǔ)。（2）GPS數(shù)據(jù)處理。GPS數(shù)據(jù)的處理是實(shí)現(xiàn)傾斜攝影數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)，將原始數(shù)據(jù)下載后進(jìn)行預(yù)處理工作，把原始數(shù)據(jù)的DAT文件轉(zhuǎn)換成為具有統(tǒng)一格式的O文件和N文件，將數(shù)據(jù)中的出發(fā)事件TXT文件分離出來，為后期開展GPS精確處理和Mark點(diǎn)內(nèi)插提供基礎(chǔ)。

2.2 數(shù)據(jù)獲取質(zhì)量控制

數(shù)據(jù)獲取質(zhì)量控制包含了攝影時(shí)間控制、飛行質(zhì)量控制、影像質(zhì)量控制和補(bǔ)攝與重?cái)z等內(nèi)容。其中，攝影時(shí)間控制，即在攝影過程中要選擇合適的時(shí)間段，精確計(jì)算太陽高度角對(duì)影像攝影的影像作用，一般選擇10時(shí)至14時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的工作。飛行質(zhì)量控制，在不影響正常影像數(shù)據(jù)處理的前提下，旁向重疊度應(yīng)大于像片范圍的15%，所獲得的影像數(shù)據(jù)才能視為合格;航向重疊區(qū)域應(yīng)至少 超過邊界一條基線，本文所舉實(shí)例的垂向重疊度為70%，航向重疊度為75%，滿足了基本要求;在無人機(jī)飛行過程中，旋偏角應(yīng)小于15°，在像片重疊區(qū)域的旋偏角應(yīng)小于25°。影像質(zhì)量控制是影響后期影像數(shù)據(jù)處理質(zhì)量的決定因素，因此，在獲得影像后要檢查影像的反差是否適中，像片顏色的飽和程度，色調(diào)是否一致等，檢查像片的層次是否分明，分辨率能否達(dá)到設(shè)計(jì)分辨率要求等內(nèi)容。補(bǔ)攝與重?cái)z，在無人機(jī)進(jìn)行傾斜攝影過程中，難免出現(xiàn)攝影影像不達(dá)標(biāo)，出現(xiàn)漏洞等問題，對(duì)于已出現(xiàn)的漏洞或缺陷要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)攝或重?cái)z工作，且必須嚴(yán)格按照航線飛行設(shè)計(jì)進(jìn)行，長度要滿足區(qū)域網(wǎng)加密布點(diǎn)的要求;此外，在補(bǔ)攝與重?cái)z過程中使用同一類型的數(shù)字航攝儀，可以消除系統(tǒng)誤差。

2.3 對(duì)于測(cè)繪中傾斜攝影的航線設(shè)計(jì)

作為傾斜攝影中測(cè)繪工程基礎(chǔ)的外業(yè)傾斜攝影航線設(shè)計(jì)，通過該過程中將無人機(jī)的飛行高度、距離以及攝影鏡頭的分辨率等進(jìn)行標(biāo)注，一定程度上可以提升數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確度。同時(shí)對(duì)區(qū)域設(shè)計(jì)更加完善。

2.4 測(cè)繪工程中的地面觀測(cè)和GPS布設(shè)

對(duì)于測(cè)繪工程來說，其GPS布設(shè)是一個(gè)關(guān)鍵問題。為了保證無人機(jī)攝影系統(tǒng)技術(shù)和相機(jī)的有效實(shí)施，應(yīng)在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行布設(shè)以便于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步。同時(shí)在工作完成之后，對(duì)GPS布設(shè)的精度也要進(jìn)行一定的判斷，看是否滿足要求。GPS布設(shè)完成之后，信號(hào)的接受工作也是重點(diǎn)。通過在GPS布設(shè)建設(shè)的基礎(chǔ)上，也要完成數(shù)據(jù)的觀察和接收。通過對(duì)GPS接受的精度和時(shí)間進(jìn)行有效地控制，同時(shí)保證其電源供電充足。無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)通過對(duì)GPS布設(shè)的測(cè)量才能進(jìn)行測(cè)繪工程的數(shù)據(jù)采集，同時(shí)在測(cè)繪工程完成后進(jìn)行檢測(cè)從而實(shí)現(xiàn)效率及準(zhǔn)確度的提升。對(duì)于GPS 的信號(hào)接收具有一定的作用。

3 結(jié)語

與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比，無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)具有非常顯著的優(yōu)勢(shì)，其不僅影像的清晰度高，而且所出的模型也更精細(xì)和真實(shí)，因此 能夠更好的滿足工程項(xiàng)目對(duì)建筑模型的需要。在三維模型構(gòu)建完成以后，技術(shù)人員還可以將其與地下管線工程進(jìn)行有效的結(jié)合，通過GIS、可視化以及三維仿真技術(shù)來對(duì)已建設(shè)完成的地下空間進(jìn)行查詢和展示，由此來為工程建設(shè)提供更加精確的數(shù)據(jù)資料。

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