高洪俊 高宇

沈陽市勘察測繪研究院有限公司 遼寧沈陽 110004

1 無人機傾斜攝影測量

1.1 無人機傾斜攝影測量原理

無人機傾斜攝影測量技術是攝影測量領域正蓬勃發(fā)展的一項新技術，其原理為在一臺飛行器上搭載傳感器，從垂直、前、后、左、右五個不同的方向采集地表目標影像；在航攝拍時，同時記錄下拍攝瞬間的航速，航高，航向，旁向及航向重疊度，坐標等信息。然后利用三維建模軟件，基于影像的三維建模技術，將航片進行三維重建，生產(chǎn)出具有可量測性的實景三維模型；再利用三維采集軟件，直接在實景三維模型上測量、采集所需的數(shù)據(jù)[1]。

1.2 無人機傾斜攝影測量的技術特點

無人機傾斜攝影測量技術是一項無接觸測量技術，它同時具備了遙感、正攝、三維建模等測量技術手段的優(yōu)點。因此，無人機傾斜攝影測量技術主要的技術特點包含：①反映地物的真實性，并具有可量測性；②基于無人機平臺，采集數(shù)據(jù)具有高效性；③能同時輸出 DSM、DOM、DLG 等數(shù)字產(chǎn)品，具有很高的性價比。無人機傾斜攝影測量技術融合了多項測量技術優(yōu)點的同時，也繼承了多項測量技術誤差來源。無人機傾斜攝影測量精度主要受以下幾個方面因素的影響：①飛行的氣候條件影響；②成像質(zhì)量的影響；③多視化影像聯(lián)合平差精度的影響；④像控精度的影響；⑤數(shù)據(jù)采集人工差異化的影響。根據(jù)測量平差原理及誤差傳播定律，無人機傾斜攝影測量質(zhì)量控制主要環(huán)節(jié)應在像控、多視影像聯(lián)合平差和數(shù)據(jù)采集階段采取有效的質(zhì)量控制手段。

2 基于無人機傾斜攝影測量的房地一體測量

2.1 測量思路與流程

首先，在房地一體測量工作中，應先行知曉建筑物測量位置以及地籍調(diào)查圖紙，并且了解測量目的，以便測量工作順利進行；其次，結(jié)合測量要求及房地范圍合理設置像控點，之后在載波相位差分技術的輔助下得出像控點具體坐標；再者，結(jié)合測量信息制定外業(yè)飛行方案，并獲取可靠攝影數(shù)據(jù)，在三維模型基礎上對測量信息進行實時采集；最后，利用測量結(jié)果的具體數(shù)據(jù)與檢測數(shù)據(jù)進行對比，由此可判斷外業(yè)飛行方案是否可行，這樣才能保證房地一體測量工作獲得最佳測量成果[2]。

2.2 外業(yè)像控點布設

在以往的無人機測量中，通常根據(jù)測區(qū)大小，在區(qū)域內(nèi)以均勻分布方式布設外業(yè)像控點，表現(xiàn)出數(shù)量多、工作量大、難度高的問題。針對這類問題，本文遵循像控點應易識別、與影像邊界相距1-1.5cm、遠離陰影位置的原則，提供三種外業(yè)像控點布設方案，對比其精度與實施難度，選出最佳方案，為測量人員進行外業(yè)像控點布設提供幫助。

2.2.1 布設方案

方案一：傳統(tǒng)像控點布設方式，即在測區(qū)內(nèi)均勻分布。方案二：圍繞角部點組布設，將測區(qū)的角部為主要分布區(qū)域，分布方式為點組。方案三：圍繞角部均勻布設，將測區(qū)的角部為主要分布區(qū)域，分布方式為均勻分布。在上述方案應用中，為保障實驗數(shù)據(jù)的準確性，技術人員需在使用無人機攝影測量前，做好像控點標記工作，應用油漆（適用于柏油路等堅硬區(qū)域）及膩子粉（適用于土壤等松軟區(qū)域）以“十”字形方式噴涂。同時，選擇 GPS-PTK 測量技術，對像控點的實地坐標進行測量，構(gòu)建三維模型與 DOM，通過實驗對比其位置精度，選出最佳布設方案。

2.2.2 實驗對比

在構(gòu)建三維模型與 DOM 后，將某地勢平坦的村莊為實驗區(qū)域，分別應用上述方案布設像控點，以無人機攝影方式，明確各個像控點的具體位置。本實驗選擇FC6310 型號的攝影機，攝影參數(shù)如下：焦距設定為8.8m，航高設定為80m，攝像機的影響分辨率為5616×3744、像素大小為2.41μm，地面分辨率為0.022m。在明確像控點具體位置后，將三個布設方案的三維模型輸入至 EPS 軟件中，共采集十次無人機檢查點數(shù)據(jù)，避免實驗數(shù)據(jù)受到偶然誤差影響。根據(jù)采集的十次數(shù)據(jù)，計算檢查點的點位中誤差，其平均值即表示像控點布設方案的精度。經(jīng)過計算，方案一的平均點位中誤差為0.042，最大點位中誤差為0.055；方案二的平均點位中誤差為0.068，最大點位中誤差為0.105；方案三的平均點位中誤差為0.052，最大點位中誤差為0.069。就實驗結(jié)果而言，方案一的精度最低；方案二的精度最高，但不同檢查點的精度相差較大；方案三的精度適中，且各個檢查點間的精度差異較小，所以方案三更適用于地區(qū)的房地一體測量。

2.3 外業(yè)飛行方案

在飛行系統(tǒng)選擇中，測量人員需綜合考慮攝影測量的區(qū)域和特征。以地區(qū)為例，其測量區(qū)域為村莊，面積較小，且位置分布，覆蓋范圍較廣。就此，在選擇飛行系統(tǒng)時，不可選擇大面積傾斜攝影測量飛行系統(tǒng)，優(yōu)先選擇輕小型翼無人機，為其配置單鏡頭，高效完成小面積的攝影。細化來說，輕小型翼無人機具有重量小、測量便捷、成本低、作業(yè)面積與村莊面積相差無幾等優(yōu)勢，而單鏡頭攝影模式更為靈活，可保障測量的精度與效率。在無人機航線規(guī)劃中，測量人員需明確地面分辨率、航高與飛行速度等多個參數(shù)[3]。在規(guī)劃中，測量人員需根據(jù)各個參數(shù)間的關系，進行數(shù)據(jù)計算，明確最佳測量參數(shù)。以 FC6310 型號的攝影機為例，其攝影航高和地面分辨率有直接關系。在航高為100m 時，地面分辨率為0.027m；在航高為80m 時，地面分辨率為0.022m；在航高為60m 時，地面分辨率為0.016m。在本實驗中，航高設定為80m，地面分辨率為0.022m，云臺傾斜角度為45°，飛行速度為6.6m/s。

3 結(jié)語

綜上所述，無人機傾斜攝影測量技術的確具有顯著的應用價值，從測量思路、像控點布設、飛行方案、測量結(jié)果等方面著手，地面測量拍攝分辨率可達到0.022cm，由此可有效彌補傳統(tǒng)測量技術存在的不足之處。為了進一步提高測量作業(yè)效率，應在房地一體測量中擴大應用范圍。