摘 要? 數(shù)字測圖一體化課程改革成果已經(jīng)應(yīng)用到日常教學(xué)過程中，只有在實際應(yīng)用過程中才能發(fā)現(xiàn)問題，才能不斷改善課程標(biāo)準(zhǔn)并開展日常教學(xué)很有必要性。新知識新技術(shù)應(yīng)該應(yīng)用到日常教學(xué)過程中。無人機作為一項新興技術(shù)，理應(yīng)加到新的課程標(biāo)準(zhǔn)中。無人機傾斜攝影三維建模進行數(shù)字線劃圖生產(chǎn)已經(jīng)成為大范圍、高精度、高清晰、高效率的數(shù)據(jù)采集，直觀反映地物的外觀、位置、高度等屬性，已經(jīng)成為測繪領(lǐng)域新的生產(chǎn)流程。本文主要從無人機數(shù)據(jù)獲取、無人機內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理兩方面講解無人機在傾斜攝影中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞? 無人機;傾斜攝影;地形圖測繪;教學(xué)改革

中圖分類號： P231;P217 文獻標(biāo)識碼： A

1 一體化教學(xué)應(yīng)

數(shù)字測圖一體化教學(xué)改革的校本教材、一體化教案、一體化學(xué)生指導(dǎo)手冊已經(jīng)用于高職工程測量1608班的日常教學(xué)中，但在運行過程中發(fā)現(xiàn)存在有些問題，將應(yīng)用型本科測繪工程1601班的課程標(biāo)準(zhǔn)做了一定修改。具體對比如下：

修改原因如下：

（1）在原課程標(biāo)準(zhǔn)中是按工作流程設(shè)計項目的，在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對數(shù)字測圖沒有概念，所謂的技術(shù)設(shè)計只能是紙上談兵，將本項目刪掉。

（2）目前大部分測量單位在測圖時使用RTK，在數(shù)字測圖發(fā)展的今天，應(yīng)該在教學(xué)過程中加以講解。

（3）數(shù)字測圖成果質(zhì)量評定與技術(shù)總結(jié)作為數(shù)字測圖的最后一個環(huán)節(jié)應(yīng)該講解，但這部分內(nèi)容較為枯燥，實用性不強，加之無人機近年來在數(shù)字測圖領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣，作為應(yīng)用型本科測繪工程的學(xué)生應(yīng)加以講解，設(shè)計了兩周12課時的知識介紹了一下測圖的方法。本文介紹如何使用消費型無人機進行1：500測量校園地形圖的方法。

2 無人機傾斜攝影測量概況

無人機是無人駕駛飛機的簡稱，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置的不載人飛機，主流有固定翼無人機和旋翼無人機。無人機起初作為軍事偵察的利器，在海灣戰(zhàn)爭以后發(fā)揮了重要作用。目前無人機測圖已經(jīng)在包括測繪等多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

航空攝影是指利用航空器上安置專用航空攝影儀，從空中對地面或空中目標(biāo)所進行的攝影方式。按攝影目標(biāo)和方向的不同，可劃分為垂直攝影、傾斜攝影和對空攝影。

無人機傾斜攝影技術(shù)是國際攝影測量領(lǐng)域近十幾年發(fā)展起來的一項高新技術(shù)，該技術(shù)通過從一個垂直、四個傾斜、五個不同的視角同步采集影像，獲取到豐富的建筑物頂面及側(cè)視的高分辨率紋理。它不僅能夠真實地反映地物情況，高精度地獲取物方紋理信息，還可通過先進的定位、融合、建模等技術(shù)，生成真實的三維地物模型。

3 無人機傾斜攝影研究區(qū)域

項目7無人機數(shù)據(jù)采集主要以包頭鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院職教園區(qū)新校區(qū)給學(xué)生講解無人機傾斜攝影數(shù)字測圖的流程，測區(qū)主要有一座行政樓、兩座教學(xué)樓、道路及其附屬物。最終成圖的比例尺為1：500。以往學(xué)生的測圖實習(xí)任務(wù)就是利用GPS-RTK配合全站儀進行數(shù)字測圖采集制作地形圖。在前文項目3數(shù)據(jù)采集中學(xué)習(xí)了基本的測圖方法。本項目利用當(dāng)前測繪領(lǐng)域熱度較高的無人機傾斜攝影測量方式制作地形圖。

根據(jù)課時分配和內(nèi)容的重要性，將本項目分為兩個任務(wù)：

任務(wù)1.無人機數(shù)據(jù)獲取

任務(wù)2.無人機內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

4 無人機數(shù)據(jù)獲取（任務(wù)1）

4.1 無人機機型的選擇

由于測區(qū)范圍不大，選擇操作方便且相對安全的四旋翼無人機較為適合，在本任務(wù)中采用大疆Phantom4-pro進行傾斜攝影數(shù)據(jù)采集。

4.2 踏勘選點

在采集前先研究測區(qū)基本情況。本任務(wù)總的踏勘選點不同于以往測量項目，主要選擇的是地面像控地點。地面控制點的選擇要求，一是網(wǎng)型布局合理，二是高程上選擇高程明顯變化處或最高最低點，三是目標(biāo)清晰可辨。

經(jīng)考慮多方因素，最終決定在測區(qū)布設(shè)7個像控點、9個檢查點，選擇道路斑馬線、停車場的車位線、籃球場及足球場地物明顯標(biāo)識點，在勤學(xué)樓北側(cè)土操場上布設(shè)像控布。在采集坐標(biāo)時采用三腳架在安置GPS-RTK平滑99次進行采集的方法來提高像控點坐標(biāo)的準(zhǔn)確性。

4.3 起飛地點的選擇

起飛地點要求空曠，無人機與遙控實時圖傳不掉線，還得需要方便教學(xué)且作業(yè)安全。最終考慮多方因素，將無人機的起飛地點設(shè)定為勤政樓前廣場。

4.4 航線規(guī)劃參數(shù)設(shè)置

測區(qū)地物最高點比起飛地點高約30米。為了保證模型精度兼顧效率原則，最終設(shè)定如下參數(shù)規(guī)劃航線：無人機的地面分辨率為2CM，飛行高度73.6米，飛行速度9.1M，拍照間隔2SEC，航線重疊度設(shè)為80%，旁向重疊度設(shè)為70%。地面站采用主流的Altizure規(guī)劃5條航線，第2-5條航線云臺傾斜角度40度。規(guī)劃后自主航線條數(shù)18條，每條航線照片數(shù)為693張，總照片數(shù)約3500張。

4.5 無人機起飛作業(yè)

無人機在起飛前應(yīng)該做好安全檢查，檢查螺旋槳安裝是否正確，電池是否牢靠，飛機和遙控電量是否充足，APP軟件自檢是否會發(fā)生問題。如遇：指南針異常需要按照APP軟件提示重新矯正指南針。如遇沒有IMU姿態(tài)信息或沒有定位信息，需要等待無人機搜星穩(wěn)定后再起飛。

檢查完畢后起飛，始終將遙控器的天線和無人機天線對準(zhǔn)，之間不要有遮擋。如果電量不足，無人機將自動返航，更換電池后使用斷電續(xù)航功能繼續(xù)作業(yè)。作業(yè)完畢后，無人機將自動返航。無人機落穩(wěn)后先關(guān)閉飛機電源再關(guān)閉無人機電源。

5 小結(jié)

在無人機廣泛應(yīng)用的今天，無人機應(yīng)該運用到實際教學(xué)當(dāng)中。本文研究將無人機傾斜攝影測量運用到日常教學(xué)中學(xué)生在實習(xí)過程中比較認(rèn)真，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情明顯提高，具有較好的教學(xué)效果。對其日后課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚興趣，特別是無人機傾斜攝影測量的課程。

參考文獻

[1]郭有寶.利用無人機檢查測圖成果質(zhì)量的研究[J].百科論壇電子雜志，2018（20）

[2]郭有寶無人機傾斜攝影三維建模五鏡頭相機的研發(fā)思路[J].百科論壇電子雜志，2019（11）.

[3]郭有寶.無人機傾斜攝影測量外業(yè)控制點作業(yè)方法[J].城鎮(zhèn)建設(shè)，2019（16）.

[4]郭有寶.影響無人機傾斜攝影三維建模精度的因素[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2019（30）.