基于無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量的大比例尺地形圖測(cè)繪方法

范卓顏

摘要：現(xiàn)如今，我國(guó)科技水平迅速發(fā)展。傾斜攝影測(cè)量技術(shù)已廣泛應(yīng)用于城市化三維建模、地形測(cè)繪之中。文章先是介紹了基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)手段的大比例尺地形圖測(cè)繪技術(shù)方法的特點(diǎn)，并根據(jù)項(xiàng)目要求設(shè)計(jì)了相應(yīng)的作業(yè)方案和實(shí)際操作步驟。結(jié)果表明，傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在大比例尺地形圖測(cè)繪中具有廣闊的應(yīng)用前景，工作效率高，作業(yè)強(qiáng)度低，數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確，是一種科學(xué)有效的測(cè)繪方法。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量;大比例尺;地形圖;測(cè)繪方法

引言

在無人機(jī)技術(shù)產(chǎn)生之前，相關(guān)的地理獲取工作主要使用的就是人工進(jìn)行采集，而這種工作模式，存在著許多的問題，成本高，生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)，以及程序復(fù)雜等等，而這些問題對(duì)整個(gè)地理信息獲取的工作，帶來了巨大的難度。而隨著科技的逐漸發(fā)展，對(duì)于地理信息的精度和時(shí)效性要求也越來越高，所以隨著科技的不斷發(fā)展，人們逐漸發(fā)明了無人機(jī)，比以往的人工作業(yè)模式，更加的適合地理信息獲取的工作?？傮w來說使整個(gè)地理獲取工作變得更加容易，為地理信息獲取工作，提供了巨大的發(fā)展。

1無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的基本內(nèi)涵

無人機(jī)傾斜攝影的本質(zhì)內(nèi)涵在于將多臺(tái)傳感器搭載于無人機(jī)平臺(tái)，并且運(yùn)用影像采集的手段來收集多個(gè)傾斜角度以及一個(gè)垂直角度上的地物影像。在此前提下，關(guān)于多個(gè)視角的地物影像信息即可予以精確的獲取。因此可以得知，運(yùn)用無人機(jī)作為輔助的傾斜攝影手段本身具備較高測(cè)量精度、較低成本、較多成果種類、自動(dòng)化建模、生成真實(shí)場(chǎng)景以及獲取多個(gè)數(shù)據(jù)源的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。在目前階段中，無人機(jī)傾斜攝影的手段已經(jīng)能靈活適用于測(cè)繪行業(yè)與領(lǐng)域，進(jìn)而全面突顯了三維攝影手段具備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)所在。

在傳統(tǒng)的測(cè)繪操作模式中，技術(shù)人員僅限于構(gòu)建直觀性的測(cè)圖，然而并沒能將全新的三維測(cè)繪手段融入其中。與之相比，無人機(jī)傾斜攝影操作能夠緊密結(jié)合三維建模技術(shù)。與此同時(shí)，測(cè)繪人員如果選擇了上述的無人機(jī)攝影技術(shù)，那么還可獲取三維的清晰實(shí)景模型。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)能保證三維實(shí)景具備較高的攝影測(cè)量效率與拍攝精度，并且給人較為逼真的實(shí)景感受。因此，運(yùn)用實(shí)景三維的全新測(cè)繪手段應(yīng)當(dāng)能在根源上縮減測(cè)繪作業(yè)成本，避免繁雜的外業(yè)工作并且簡(jiǎn)化了建模流程。

2無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量作業(yè)流程

傳統(tǒng)大比例尺地形圖測(cè)繪作業(yè)可概括為“三內(nèi)二外”，即內(nèi)業(yè)收集資料，根據(jù)測(cè)區(qū)概況設(shè)計(jì)技術(shù)方案;外業(yè)采集數(shù)據(jù)，繪制草圖;內(nèi)業(yè)分類矢量化地物，包括配準(zhǔn)、空三、格式轉(zhuǎn)換;外業(yè)調(diào)繪，反饋位置、類別信息;內(nèi)業(yè)編輯、分幅、整飾，立體測(cè)圖，成果發(fā)布等。

外業(yè)作業(yè)之前，首先收集測(cè)區(qū)資料，包括控制點(diǎn)成果、坐標(biāo)系統(tǒng)和高程基準(zhǔn)，已有地形圖成果和地名資料等。接著，針對(duì)任務(wù)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，并報(bào)送業(yè)務(wù)主管部門審批，制定無人機(jī)航飛方案，并進(jìn)行空域申請(qǐng)，明確無人機(jī)搭載的傳感器類型、地面分辨率、飛行高度、架次、重疊度等。

在具備外業(yè)影像采集條件后，按照航測(cè)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行像控點(diǎn)坐標(biāo)和傾斜影像數(shù)據(jù)采集工作。內(nèi)業(yè)工作主要包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、空三加密、生成點(diǎn)云和建立實(shí)景三維模型等。所有內(nèi)業(yè)均可在數(shù)碼傾斜影像導(dǎo)入軟件后由軟件自動(dòng)解算完成，通過多視影像聯(lián)合平差技術(shù)進(jìn)行傾斜影像區(qū)域網(wǎng)平差、多視影像密集匹配技術(shù)得到高精度點(diǎn)云數(shù)據(jù)，還可以運(yùn)用聯(lián)機(jī)計(jì)算縮短內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時(shí)間。大比例尺地形線劃圖采集工作，可根據(jù)三維模型、DOM和點(diǎn)云作參照，提高地物的判讀性和數(shù)據(jù)采集的速率。

3無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在大比例尺地形圖測(cè)繪中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1無人機(jī)傾斜攝影及數(shù)據(jù)獲取。無人機(jī)傾斜攝影通常是采用無人機(jī)搭載五視鏡頭獲取傾斜影像，五視鏡頭分別為正視、左視、右視、前視和后視鏡頭，獲取影像數(shù)據(jù)時(shí)配合慣導(dǎo)系統(tǒng)記錄影像的位置和姿態(tài)信息。

根據(jù)測(cè)區(qū)范圍與實(shí)地情況，規(guī)劃無人機(jī)航線、航高與影像重合度。選取合適的特征地物，合理、均勻布設(shè)像控點(diǎn)，利用搭載傾斜鏡頭的無人機(jī)獲取傾斜影像及其對(duì)應(yīng)POS信息等數(shù)據(jù)。

航攝結(jié)束后及時(shí)檢查影像，剔除起飛與降落時(shí)不合格的影像數(shù)據(jù)。

3.2內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。最為重要的研究熱點(diǎn)主要是對(duì)其進(jìn)行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理工作，從目前所使用的此方面系統(tǒng)來看包含了多種類型，如適普VirtuoZo、DPW等。要想制作DOM需要先收集研究區(qū)域較為詳細(xì)的資料，然后再進(jìn)行加密，可將其應(yīng)用在POS數(shù)據(jù)或是地面布設(shè)控制等方面上，如此便能夠獲得所需要的DTM數(shù)據(jù)與外方位元素，再對(duì)單張像片進(jìn)行糾正，以此來形成人們所需要的正射影像，并鑲嵌和拼接研究區(qū)域范圍內(nèi)所有單張正射影像，然后再使用勻光勻色對(duì)其進(jìn)行有效處理，最后再根據(jù)圖幅具有范圍實(shí)施裁剪工作，此時(shí)便能夠形成所需要的影像圖。

3.3規(guī)劃圖編輯。規(guī)劃圖是開展建筑工程測(cè)繪工作中非常重要的效果圖，當(dāng)人們對(duì)規(guī)劃圖進(jìn)行管理和更新，如此才能夠確保規(guī)劃圖本身具有良好準(zhǔn)確性，此時(shí)構(gòu)建出來的建筑工程具有更高的準(zhǔn)確性。在具體建筑工程當(dāng)中，針對(duì)于實(shí)際情況對(duì)其管理工作進(jìn)行定位，并將所生成的DOM數(shù)據(jù)上傳到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，以此來確保所形成的影像配準(zhǔn)是合格的。如果在已經(jīng)相關(guān)工程當(dāng)中增填Super-MapDeskPro，從而有效實(shí)現(xiàn)矢量化，保障在影像庫(kù)當(dāng)中能夠準(zhǔn)確輸入各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)，以此來為建筑工程相關(guān)工作的開展提供所需要的保障。

3.4運(yùn)用空中三角測(cè)量手段作為輔助?？杖用苁侄谓⒂跍y(cè)繪軟件輔助的前提下，運(yùn)用空中三角測(cè)量能夠密切關(guān)注地物遮擋關(guān)系以及幾何變形狀態(tài)，并且符合了多視影像聯(lián)合平差的地形測(cè)繪目標(biāo)。具體而言，空中三角測(cè)量設(shè)有POS系統(tǒng)，因此可以有序匹配各類的外方位影像元素。經(jīng)過上述的匹配操作以后，再去繪制控制點(diǎn)坐標(biāo)與連接線。此外，空中三角測(cè)量還能用于保證平差結(jié)果精度，運(yùn)用聯(lián)合解算的方式予以實(shí)現(xiàn)。

3.5有效檢測(cè)地形圖的精確度。在某些情況下，地形圖測(cè)繪都會(huì)存在一定的測(cè)繪精度偏差，必須使用一種有效的精度檢測(cè)方式對(duì)地形圖進(jìn)行測(cè)量與檢查。因此，應(yīng)用無人機(jī)傾斜攝影時(shí)，應(yīng)布置多個(gè)散點(diǎn)檢測(cè)精度，并靈活選擇無投影差的攝影測(cè)量區(qū)域。只有通過多次誤差測(cè)量與誤差校正，才能確保最終的地形圖與測(cè)量圖精確度一致，從而防止策略偏差出現(xiàn)。

4結(jié)語(yǔ)

無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)具有多方面的測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。在進(jìn)行大比例尺地形圖的測(cè)量過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際的地形特征，選擇恰當(dāng)?shù)臏y(cè)量方式，以保證測(cè)繪的精確度和降低測(cè)繪誤差的發(fā)生率。

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（作者單位：沈陽(yáng)祺鵬集團(tuán)有限公司）