丁云

桂林市測繪研究院 廣西 桂林 541001

引言

無人機傾斜攝影技術是一種比較新穎的測量方式，深受人們的喜愛。無人機傾斜攝影技術是在無人機上面安裝多臺數(shù)碼相機，那么相機則可以從多個角度收集具有高分辨率的圖像，這種技術是在五鏡頭傾斜攝影系統(tǒng)權利下進行處理，同時與所采集的數(shù)據(jù)以及像控點的數(shù)據(jù)有機地結合起來，再根據(jù)數(shù)據(jù)計算和相關軟件得到數(shù)字表面的模型以及三維正射模型。如今，該技術也在不斷接受檢驗，并一步一步走向完善，被應用于越來越多的領域，成為房地一體化測量界的“新寵”。無人機傾斜攝影技術的優(yōu)點眾多：工序簡單、勞動成本小、效率高，因此才會被各界喜愛。但是該技術在剛步入這一行業(yè)的時候也曾遭到質疑。的確，無人機傾斜攝影技術的精度達不到全站儀那么高，在很多方面上也存在缺陷，但是仍然具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1 無人機傾斜攝影技術的原理

無人機測量系統(tǒng)是無人機技術的關鍵，它由軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)組成。硬件系統(tǒng)是無人機所有技術的核心支撐系統(tǒng)，它主要包括無人機空中飛行系統(tǒng)和目標跟蹤系統(tǒng)。在地形開發(fā)和測繪過程中整個硬件系統(tǒng)的作用很大，無人機測繪過程數(shù)據(jù)的獲取主要依靠硬件系統(tǒng)。在進行現(xiàn)場測量，操作者使用無人機實時監(jiān)控現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息，按照無人機的實時反饋，動態(tài)調整項目測量方案。在測量過程中，采用相應的軟件系統(tǒng)來支持無人機路線的設計，分析和處理影像導航過程的各種因素以及存儲無人機測量數(shù)據(jù)。隨著國內無人機產(chǎn)業(yè)的持續(xù)增長和發(fā)展，表明無人機的應用已將我國國民經(jīng)濟的發(fā)展帶到了一個全新的水平。另一方面，隨著低空遙感技術的不斷成熟，航空攝影已逐漸與無人機技術完全融合，使低空遙感技術能夠更好地應用于無人機。新技術的科學應用往往可以更好地實現(xiàn)無人機的自動導航系統(tǒng)。因此，在房地一體化制圖測量研究中，可以根據(jù)實際情況進行更靈活，準確的房地測量。

2 無人機傾斜攝影技術優(yōu)勢

2.1 穩(wěn)定性強

在基于無人機的遙感技術開發(fā)過程中，飛行設備可以與遙感技術、信息技術和反饋技術相結合，為整個測量系統(tǒng)創(chuàng)建額外的技術實施節(jié)點，以確保對每個數(shù)據(jù)信息的訪問，準確描述地形和空間結構，并為房屋的后續(xù)建設提供數(shù)據(jù)支持。在現(xiàn)場測量過程中，無人機可以實現(xiàn)各種困難的控制。數(shù)據(jù)信息的整體準確性決定了信息主體在陸地綜合數(shù)據(jù)制圖機制中的對接，然后提高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)識別的精度，提高實際檢測的穩(wěn)定性和質量。

2.2 靈活性好

無人機設備體積小，由動力能量和驅動部件組合支撐，依靠內控系統(tǒng)可自動執(zhí)行指令至指定監(jiān)控位置，受外部環(huán)境影響較小。在科學技術的不斷更新下，無人機控制系統(tǒng)的人工智能水平已逐步轉變，在便捷性、效率性、可操控性等方面都得到極大提升。通過房地一體化測量之前的路徑規(guī)劃，無人機的空間定位路線可以正確地應用于給定的指令程序，以便在最短的時間內完成困難的行動，并提供準確的數(shù)據(jù)支持后續(xù)的計劃和測量房子的布局圖。此外，無人機內部的集成系統(tǒng)可以更準確地進行指揮和控制，可將相關定位信息精確到0.8～1.0m的范圍內，并且整個路線在空間類別的規(guī)劃上不會產(chǎn)生較大的誤差。此外，無人機設備的應用不受基地數(shù)量的影響，整個控制空間由總體規(guī)劃布局節(jié)點設置標準化，即在允許的空間范圍內允許飛行路徑偏差。無人機的數(shù)量不受一定程度的限制，但根據(jù)實際運行環(huán)境對總體經(jīng)濟成本進行了關注。此外，通過計算機網(wǎng)絡平臺，可將不同的無人機所采集到的數(shù)據(jù)信息進行整合，結合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、云平臺等，對相關信息進行資源化整合，以得出更為精確的數(shù)據(jù)信息，保證各項工作開展的合理性。

2.3 精度性高

與傳統(tǒng)航拍技術相比，依托于無人機設備，控制簡單，經(jīng)濟成本僅占航拍成本的一半。同時，無人機設備的內部結構相對簡單，具有一定的優(yōu)勢。只要定義高幀率的數(shù)字采集參數(shù)，就可以有效解決同一監(jiān)測站點不同尺寸的數(shù)據(jù)采集，如垂直水平、傾斜水平等，從而提高整體數(shù)據(jù)采集的精度。

3 房地一體化無人機傾斜攝影技術的應用

3.1 在地面觀測方面的應用

在房地一體化測量中，地面觀測是其工作的重要環(huán)節(jié)之一。對于地面觀測，不僅要觀測地面的平面特征，還要觀測地面的狀態(tài)和現(xiàn)有目標。傳統(tǒng)的垂直攝影通常從頂部開始，不關注地面高度等其他信息。傾斜攝影的多角度特性可以用來了解地面高度的變化。這一信息對測量員非常重要。通過提供高水平的信息，可以對不同的地面高度進行更準確的目標分析，有利于提高調查分析的效率。

3.2 測量影像數(shù)據(jù)集成

利用無人機遙感技術對信息進行采集時，必須按照地形地貌、地理環(huán)境因素等，選取相對應的飛行設備，確保無人機設備的監(jiān)測角度與地形地貌相吻合，提高地形監(jiān)測的精準性。此外，在實際檢測過程中，可按照空中三角機制進行測量，分析出不同拍攝角度地形所呈現(xiàn)出的差異屬性，以最大限度地規(guī)避測量漏洞問題，對當前空間區(qū)域進行全方位監(jiān)測。無人機遙感技術科通過指令傳輸，對系統(tǒng)內部指令進行全過程分析，進而通過多角度測量，結合不同飛行姿勢，實現(xiàn)地形地貌的全景測量。

3.3 測量數(shù)據(jù)整合

依托于無人機設備的影像采集裝置，對系統(tǒng)信息進行采集與整合，主要是通過無線操控指令，對影像信息資源進行定向化采集，這樣一來，結合數(shù)據(jù)監(jiān)測的針對性與實效性，可進一步查證出當前操控狀態(tài)下，系統(tǒng)執(zhí)行某一項指令所存在的可行性。在定向化操控模式下，無人機遙感技術的應用，事先通過航線的確定，界定出不同影像采集模式下，系統(tǒng)采集信息的關聯(lián)性，確保航線運行下的信息采集具備更高的精確度，提高實際檢測效果。

3.4 測量數(shù)據(jù)處理

在原始機械化的信息采集方式下，數(shù)據(jù)信息處理呈現(xiàn)出一些不規(guī)則的屬性，特別是受飛行軌跡和角度的影響，圖像信息疊加程度的不同呈現(xiàn)出一種錯位現(xiàn)象。特別是在圖像對比和信息統(tǒng)一的過程中，很容易造成整個圖像信息的變形。在無人機遙感技術的應用中，通過攜帶無人機設備，利用相機設備的高聚焦特性和鏡頭中不同角度的坐標值，對當前相機運行參數(shù)的對接進行了分析，然后對不同坐標值的相關類別以及圖像設備、對圖像的接受度和清晰度進行驗證，以提高圖像的分辨率。

3.4.1 文件處理。在無人機傾斜攝影的拍攝過程中，會產(chǎn)生大量的文件數(shù)據(jù)，包括GPS設站點的偽距坐標、拍攝時間以及相機的曝光信息等。所以，在文件處理的時候將無用的數(shù)據(jù)刪除，就是在拍攝的過程中，對記錄的內容進行適當?shù)臄?shù)據(jù)處理，將相機曝光時間的標記記錄與文件中的曝光記錄進行匹配，為后續(xù)POS數(shù)據(jù)處理奠定基礎。

3.4.2 GPS數(shù)據(jù)處理。GPS數(shù)據(jù)的處理是無人機的基礎。原始數(shù)據(jù)下載預處理將原始數(shù)據(jù)的DAT文件轉換為統(tǒng)一格式的O文件和N文件，并將出發(fā)事件的TXT文件分離，為后期的GPS精度處理和標記點插值提供基礎信息[1]。

3.4.3 與GPS同步觀測

3.4.3.1 GPS的布設。為了保證數(shù)碼相機和GPS系統(tǒng)技術的實現(xiàn)，將GPS接收機設置在測量范圍內的有利區(qū)域，有利于GPS觀測同步并獲得相應的觀測數(shù)據(jù)。完成后，實施GPS解決方案，判斷精確度是否滿足需要。

3.4.3.2 GPS接收機與無人機傾斜攝影同步觀測。在GPS觀測站建設完成的基礎上，對同步數(shù)據(jù)的觀測需要幾個條件：①在觀測過程中提供足夠的電力，確保觀測過程中不間斷供電；②GPS接收機采用雙拼儀，精度越高越好，數(shù)據(jù)采集時間秒數(shù)越多。

4 質量控制

與傳統(tǒng)的攝影技術相比較，無人機傾斜攝影除了信息更加豐富之外，它的質量也能夠控制得比較好，這對于高精度的房地一體化測量會有很大的幫助。無人機傾斜攝影的質量控制包括兩個方面，一個是數(shù)據(jù)本身的質量控制，一個是數(shù)據(jù)獲取過程中的質量控制。

4.1 數(shù)據(jù)本身的質量控制

房地一體化測量水平的關鍵是數(shù)據(jù)的質量，在使用無人機的傾斜攝影技術后，POS也需要對捕獲的數(shù)據(jù)進行處理，與此同時，也需要對GPS的數(shù)據(jù)進行分析，這樣可以完成一些不連續(xù)的數(shù)據(jù)。然而，無人機傾斜攝影在數(shù)據(jù)處理質量方面具有很大的優(yōu)勢。無人機傾斜攝影的數(shù)據(jù)采集比較全面，且數(shù)據(jù)不連續(xù)。同樣，具有高信息密度的數(shù)據(jù)也可以顯著提高數(shù)據(jù)完成的效率[2]。

4.2 數(shù)據(jù)采集過程中的質量控制

無人機傾斜攝影在拍攝過程中需要過去大量的數(shù)據(jù)，所以有很多因素制約著數(shù)據(jù)獲取的質量，比如說傾斜攝影的角度、攝影的高度、攝影的時間以及照片的質量等[3]。但是無人機傾斜攝影的方式能夠把不同角度下拍攝的影像進行對比，通過對不同的角度下攝像的重疊進行分析，能夠有效確保房地一體化測量中的成像質量。與此同時，結合之前設計好的路線，可以確保圖像拍攝的質量達到最大限度。如果拍攝的圖像不符合測量要求，可及時補拍，盡最大努力減少測量中的誤差。

5 無人機傾斜攝影測量技術的應用前景

目前，無人機傾斜攝影測量技術在我國的應用還是比較廣泛的，主要應用于測量、應急、城鄉(xiāng)規(guī)劃、旅游、公安管理等方面。除此之外，國外一些國家還將無人機傾斜攝影技術應用在了精準的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、森林火災檢測以及海洋檢測等領域。再就是，在使用無人機傾斜攝影技術時可以及時精確地將所觀察到的數(shù)據(jù)反映給使用者，所以越來越多的領域使用該技術，這主要體現(xiàn)在保護國土安全、突發(fā)情況處理以及城市監(jiān)管規(guī)劃等工作上。但是在實際運用的時候，一定要根據(jù)實際的情況來調整一下攝影影響的密集匹配度，以此滿足用戶的需求，目前，多視覺圖像沖擊匹配技術的最大限度應用也對無人機傾斜攝影技術的發(fā)展起到了重要的推動作用。另外，無人機傾斜攝影技術分辨率高、適用性強，在未來會被越來越多的行業(yè)應用。

6 結束語

隨著傾斜攝影測量技術的發(fā)展，對航空攝影的效率和分辨率提出了更嚴格的要求，推動了無人機傾斜攝影測量的進一步創(chuàng)新和發(fā)展。這項最新的測量技術把攝影測量的應用提高到了一個新的水平。無人機傾斜攝影測量技術會給房地一體化測量界帶來一場變革，將會給房地一體化測量帶來一個更加真實的世界，更加高效的世界，開啟無人機傾斜攝影的新時代。