無人機(jī)傾斜攝影測量在建筑規(guī)劃竣工測繪中的應(yīng)用

刑思源

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心江西總隊(duì)，江西 上饒 334000）

0 引言

在時(shí)代不斷發(fā)展的過程中， 科學(xué)技術(shù)的研究成果也有了更加明顯的進(jìn)步。 目前，我國正處在經(jīng)濟(jì)發(fā)展最為迅猛的一個(gè)階段， 各行各業(yè)也都紛紛顯現(xiàn)出自身的發(fā)展優(yōu)勢。 建筑行業(yè)一直以來都是備受國家關(guān)注的，其健康、有效的發(fā)展也能夠促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的整體水平的提升。 但是，在長期的發(fā)展過程中需要投入大量的資金， 這也是現(xiàn)階段建筑工程所面臨最嚴(yán)重的問題。 為了能夠更好地保證最終的施工質(zhì)量， 在施工的過程中加入無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)， 可以更有效地提高施工中的整體效率。

1 無人機(jī)傾斜測量的簡要概述

在過去很長的一段時(shí)間中， 我國還不具備新型的科技測量技術(shù)， 也就是在無人機(jī)傾斜測量技術(shù)還沒有出現(xiàn)的時(shí)候， 建筑工程中一般都會(huì)采用傳統(tǒng)的攝影測量技術(shù)。 但是，這種測量技術(shù)在運(yùn)用的過程中，存在非常嚴(yán)重的弊端，會(huì)受到多種因素的制約，進(jìn)而導(dǎo)致最終的測量結(jié)果不夠準(zhǔn)確。 隨著我國科學(xué)技術(shù)研發(fā)水平的日益提升，無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的誕生，能夠有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)測量技術(shù)中存在的不足，也可以從多種角度進(jìn)行測量，更合理的為工程測量提供全方位的服務(wù)。這也更進(jìn)一步的保證了測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，降低資金的投入成本。 正是因?yàn)闊o人機(jī)傾斜測量技術(shù)的使用，才可以讓建筑行業(yè)在建筑規(guī)劃竣工測繪中的工作變得更加的簡單，進(jìn)而得到了更加廣泛的應(yīng)用。

無人機(jī)傾斜測量技術(shù)在建筑工程中長期的運(yùn)用，就足以看出其有著獨(dú)特的優(yōu)勢，也可以為建筑測量工作帶來更多的便利條件。 所以，經(jīng)過不斷地分析與研究就能夠發(fā)現(xiàn)無人機(jī)傾斜測量技術(shù)的優(yōu)勢。 其最大的特點(diǎn)就是具有真實(shí)可靠的性能，這一特性可以在信息收集的過程中，保證信息數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性、全面性以及多樣性。 這也就是傳統(tǒng)的測量技術(shù)無法比較的主要原因。 當(dāng)然，在整個(gè)工程的測量中，無人機(jī)傾斜測量技術(shù)能夠更加準(zhǔn)確地把握測量中每一處細(xì)節(jié)。 在工程的竣工測繪當(dāng)中，也能夠更加精準(zhǔn)的測繪出建筑物的紋理，為建筑人員提供更加全面、系統(tǒng)的建筑物信息，進(jìn)一步地保證后期建模工作的順利進(jìn)行。在運(yùn)用無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)的過程中，數(shù)據(jù)的采集量相對(duì)較小并且很容易進(jìn)行信息的交流與傳播，基于此，在數(shù)據(jù)采集時(shí)可以將信息發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)上，更好地為技術(shù)人員提供信息數(shù)據(jù)的共享服務(wù)[1]。

2 無人機(jī)傾斜測量的技術(shù)流程

2.1 航攝準(zhǔn)備

在無人機(jī)的航測運(yùn)用流程中， 每一個(gè)環(huán)節(jié)都是非常重要的， 其中最為關(guān)鍵的技術(shù)要點(diǎn)就是航攝準(zhǔn)備。 一個(gè)能夠順利完成工作的無人機(jī)一定會(huì)提前進(jìn)行航攝準(zhǔn)備的。 在無人機(jī)起飛之前需要對(duì)每一項(xiàng)工作進(jìn)行詳細(xì)的檢查， 直到完全解決問題以后才能夠進(jìn)行下一項(xiàng)的工作，最后才可以起飛。在進(jìn)行航攝準(zhǔn)備的過程中，也需要對(duì)遙測信號(hào)能否正常工作、數(shù)據(jù)鏈路的通暢性、 航線規(guī)劃的合理性等工作內(nèi)容進(jìn)行逐一的檢查與分析， 保證無人機(jī)在進(jìn)行傾斜測量技術(shù)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)任何的問題。由于無人機(jī)自身的特點(diǎn)，在飛行的過程中可以按照人們既定的路線飛行，也可以隨時(shí)控制無人機(jī)的飛行方向， 保證無人機(jī)在航飛的過程中能夠進(jìn)行等距以及等時(shí)的攝影效果。

2.2 數(shù)據(jù)處理

隨著無人機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，數(shù)字?jǐn)z影測量的研究熱點(diǎn)，也就是影像的業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)處理受到了更多的關(guān)注。 到目前為止，發(fā)展最為成熟的就是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中包含了很多的內(nèi)容，像是數(shù)字測量工作站、適普等。 為了能夠更加全面地了解到研究區(qū)域內(nèi)的航攝資料，可以通過加密的方式對(duì)地面進(jìn)行布設(shè)控制， 進(jìn)一步獲取外方位元素以及數(shù)據(jù)信息，對(duì)單張的相片進(jìn)行合理的糾正，更加合理有效地生成正射的影像。 研究區(qū)域內(nèi)的所有與單張正向影像，都可以進(jìn)行內(nèi)部鑲嵌式的拼接，采用勻光勻色的處理方式進(jìn)行加工。 最后，根據(jù)圖片幅度的范圍進(jìn)行合理的剪裁，也就是將數(shù)字的正射影像圖最終制作完成。

2.3 建筑規(guī)劃圖編輯

建筑規(guī)劃圖是在建筑規(guī)劃測繪工作中非常重要的組成部分。如果不能及時(shí)的更新和管理建筑規(guī)劃圖，就無法有效地保證規(guī)劃圖的準(zhǔn)確性，在最后的工作過程中也很容易會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題。只有準(zhǔn)確地保證建筑規(guī)劃圖的準(zhǔn)確性以及及時(shí)性，才能夠讓建筑工程在實(shí)施的過程中進(jìn)行得更加順利。工人在工作的過程中也需要對(duì)竣工的情況進(jìn)行及時(shí)的管理與定位，把生成以后的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的導(dǎo)入到工程建設(shè)的影響數(shù)據(jù)庫中，確保生成后的影響是標(biāo)準(zhǔn)合格的。 在后期的竣工中，也需要格外注意其矢量變化，更好地保障影響數(shù)據(jù)庫影像測量中的準(zhǔn)確錄入，為整個(gè)建筑行業(yè)中的每一個(gè)工程高效運(yùn)行提供基本的保障[2]。

3 無人機(jī)傾斜攝影測量在建筑規(guī)劃竣工測繪中的應(yīng)用方法

3.1 獲取數(shù)據(jù)

在無人機(jī)的傾斜攝影測量中，需要選擇一些目標(biāo)低空傾斜航空相機(jī)作為主要的拍攝設(shè)備。這一類的攝影儀器有著非常明顯的特點(diǎn)，壽命長、工作效率高，而且也非常抗風(fēng)，能夠有效地保證在空中拍攝圖像的完整度以及清晰度。 這類航空拍攝的相機(jī)， 相較于普通的相機(jī)而言有著非常強(qiáng)大的優(yōu)勢。這種相機(jī)像素高能夠保證拍攝出的圖片更為清晰，而且數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)也是比較簡單。在無人機(jī)航拍中，航空相機(jī)的焦距保證是24 mm，拍攝照片時(shí)需要在相鄰的圖片之間保持重疊85%的圖像信息，在整個(gè)操作的過程中，圖片對(duì)地面的分辨率必須保持大于3.5 cm 的狀態(tài)。 滿足這些要求，也就能夠更進(jìn)一步的精準(zhǔn)計(jì)算出無人機(jī)地面軟站計(jì)算結(jié)果，更好地規(guī)劃快照參數(shù)。 在獲取數(shù)據(jù)的過程中，相關(guān)的工作人員必須嚴(yán)格地遵守計(jì)劃和方案，進(jìn)而獲取良好的數(shù)據(jù)信息，讓拍攝出來的圖像能夠很好地滿足數(shù)據(jù)需求。

在無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)的實(shí)驗(yàn)過程中，必須要保證無人機(jī)的攝影組合中運(yùn)用的是五鏡頭，五鏡頭能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行更加全面的獲取， 保證獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，以及更加及時(shí)的獲取數(shù)據(jù)信息。在運(yùn)用無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)時(shí)， 需要根據(jù)無人機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)， 在飛行前期需要更加充分的了解航拍中的具體情況。在進(jìn)行數(shù)據(jù)建模的過程當(dāng)中，可以通過不同類型的軟件，導(dǎo)入整個(gè)傾斜設(shè)想以及外業(yè)像控點(diǎn)，然后再對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理， 就算是對(duì)不規(guī)則的三角網(wǎng)也能構(gòu)建出一定的輪廓。 通過這種方式自動(dòng)生成的模型，一般都屬于三維的立體模型，可以更進(jìn)一步地讓專業(yè)人員了解到現(xiàn)場實(shí)景的具體情況。

3.2 數(shù)字線劃圖采集

數(shù)字線劃圖的采集是對(duì)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的補(bǔ)充。在進(jìn)行操作與實(shí)施時(shí)，相關(guān)的工作人員可以積極地運(yùn)用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，建造出一個(gè)三維建模系統(tǒng)，在傾斜攝影的條件下進(jìn)行不斷地改革。 無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的廣泛應(yīng)用， 主要就得益于大數(shù)據(jù)模式下的軟件系統(tǒng)， 在傾斜測量的過程中有效地獲取圖像數(shù)據(jù)中的矢量。 也能夠更加精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的地形數(shù)據(jù)采集，進(jìn)而取得更加優(yōu)秀的工作成果。在進(jìn)行數(shù)字線劃圖采集的過程中， 專業(yè)的技術(shù)人員可以通過對(duì)地面物體圖像的了解， 以及通過三維模型直接定位找出有關(guān)的三維信息， 也就不需要再戴三維眼鏡進(jìn)行觀察了。 相關(guān)的專家為了能夠有效地減少實(shí)地繪制的工作量， 操作員可以使用垂直和交叉尺寸界限的功能系數(shù)，提升工作的整體效率。也可以將這種方法作為地面物體方向的參考數(shù)據(jù)， 保證收集數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。對(duì)數(shù)字規(guī)劃圖采集過程中，需要充分的運(yùn)用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)獲得相對(duì)應(yīng)的攝影數(shù)據(jù)信息，對(duì)現(xiàn)實(shí)中的物體也可以進(jìn)行直接的三維定位。有效地完成竣工數(shù)據(jù)圖采集， 可以幫助工作人員對(duì)實(shí)際攝影數(shù)據(jù)測量中竣工測繪報(bào)告的編寫。

3.3 誤差分析和優(yōu)化

在建筑規(guī)劃竣工的測繪中，需要對(duì)地形、地物都有一個(gè)極為精準(zhǔn)的了解。 但是，在進(jìn)行實(shí)際的操作測量過程中，對(duì)地面的分辨率是非常困難的一個(gè)存在，也很容易會(huì)出現(xiàn)相片原始分辨率存在誤差的現(xiàn)象。這類問題的出現(xiàn)對(duì)整個(gè)測繪工作都會(huì)帶來十分不利的影響，工作人員可以通過使用無人機(jī)技術(shù)對(duì)相片進(jìn)行更加合理且科學(xué)的優(yōu)化，有效地降低現(xiàn)階段的航空高度，以及對(duì)長焦鏡頭的更換。 通過這些治理預(yù)防的手段，能夠很好的提高對(duì)地面的分辨率，保證無人機(jī)在數(shù)據(jù)測量中的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。 與此同時(shí)，在進(jìn)行空三加密時(shí)，也很容易出現(xiàn)不匹配、誤差較大的問題，面對(duì)這類問題的出現(xiàn)，相關(guān)的工作人員需要不斷地優(yōu)化工作結(jié)構(gòu)，保證竣工地圖的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。 也可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行人工數(shù)據(jù)的采集，適量減少誤差的出現(xiàn)。 提升工作人員的理論知識(shí)技能，可以有效地避免在數(shù)據(jù)采集的過程中出現(xiàn)誤差，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[3]。

3.4 對(duì)比產(chǎn)生率

在建筑規(guī)劃竣工測繪的工程當(dāng)中，積極的使用無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)，不僅能夠?yàn)榻ㄖこ烫峁└鼘?shí)際的生產(chǎn)工作效率，更為工程建設(shè)節(jié)省了一大部分的作業(yè)施加，最主要的就是在導(dǎo)線布設(shè)的作業(yè)區(qū)域內(nèi)， 讓這一技術(shù)的使用效果展現(xiàn)得更加明顯。 還有一些在外作業(yè)施加較短的，可以通過無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)適當(dāng)?shù)臏p輕天氣帶來的不利影響。從多個(gè)不同的角度進(jìn)行三維建模成果的分析，對(duì)施工現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)最大限度的場景還原，在圖紙上就能夠有效地檢查工程，更科學(xué)合理地減少了去工地現(xiàn)場檢查的工作，提升了施工測量的整體效率。

4 結(jié)語

無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在建筑規(guī)劃竣工地形圖測繪中的運(yùn)用，能夠很好地滿足對(duì)規(guī)劃竣工測繪精準(zhǔn)度的要求，提升建筑工程的工作效率，不斷地豐富測繪工作的成果。這一技術(shù)在使用的過程中仍然會(huì)出現(xiàn)一些問題。 但是，在面對(duì)這些問題時(shí)可以積極地采用獲取數(shù)據(jù)、數(shù)字規(guī)劃圖采集、誤差分析和優(yōu)化、對(duì)比生產(chǎn)率四個(gè)方法提升無人機(jī)傾斜攝影測量在建筑工程中的應(yīng)用。 這類技術(shù)的廣泛應(yīng)用，也為我國工程建筑行業(yè)的快速發(fā)展提供了基礎(chǔ)的支撐。