對無人機傾斜攝影測量數據獲取及處理的分析

衣峻

摘 要：在傾斜攝影測量技術中應用無人機設備，能夠有效提升測量工作的精確度。工作人員能夠利用測量出來的數據信息進行分析，從而形成三維實景模型，為測量工作提供良好的助力。本文主要分析了無人機傾斜攝影測量技術的相關概述，并詳細分析了無人機傾斜攝影測量數據的獲取以及處理措施。

關鍵詞：無人機;傾斜攝影測量;數據獲取

中圖分類號：P231 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）22-0111-02

0 引言

無人機的使用非常靈活，通過在攝影測量技術中應用無人機設備，能夠讓獲取的信息數據質量更好、分辨率更高，在傾斜攝影測量技術中使用無人機，能夠有效提升測量工作數據效果。無人機傾斜攝影測量技術是在同一臺攝影機中打造多臺不同的傳感器，從不同的攝影角度來得到更加全面的數據信息，從而形成三維實景模型。

1 無人機傾斜攝影測量技術相關概述

1.1 傳統攝影測量與傾斜攝影測量的區別

在傳統的攝影測量工作中，通過測區當中存在的不同攝影站點的中心投影，能夠得出不同的正射影像，這些正射影像的出現可以為大家展示出被攝對象的平面位置、物體形狀以及大小規模等信息。一般傳統的攝影測量技術主要是用于生產正射影像或者是測制線劃圖。傾斜攝影測量技術在傳統攝影測量技術的基礎上又進行了技術的創新，改變了傳統攝影測量技術中通過使用中心投影形成影像，而是能夠通過使用不同的攝影站點，從不同的方位和角度來獲取相關的影像，從物體的垂直方位、前視方位、后視方位、左視方位和右視方位來獲取相關的影像，形成了三維實景模型，不僅了解了攝影地區的平面位置、形狀以及規模，還能夠深入的了解被攝地區立面、側面、縱橫斷面等信息，讓測量出來的數據更加豐富和多樣化。因此在測量工作開展過程中傾斜攝影測量技術的應用更加廣泛，除了能夠測繪地形圖之外，還能夠全方位的幫助工作人員研究被攝地區，形成三維實景模型。

1.2 無人機傾斜攝影測量與有人機傾斜攝影測量的區別

有人機傾斜攝影測量技術，指的是使用能夠承載人的飛行器作為攝影平臺，開展有效的測量工作。但是有人機飛行器設計需要申請航線，過程比較復雜，再加上飛行高度、飛行區域以及拍攝的時間都受到了一定的限制，不僅技術操作非常復雜，同時成本消耗也非常高。有人機傾斜攝影測量技術需要長時間的進行航飛留空，但是拍攝效果非常穩定，拍攝的范圍也十分的廣泛，因此大部分情況下有人機傾斜攝影測量技術主要是應用于大型的航攝活動當中。無人機傾斜攝影測量技術主要是使用了無人飛行器當做攝影平臺，無人機的操作時效性更強，操作周期也比較短，成本跟有人機相比更加低廉。雖然無人機的航攝受限范圍比較小，但是航飛留空的時間比較短，攝影的規模相比來說也比較小，因此只適用于小規模的航攝活動當中。通過對比可知，無人機的傾斜攝影測量技術跟有人機的傾斜攝影測量技術互有優點和缺點，只有把這兩種測量技術結合起來應用，才能夠把航拍攝影技術的作用充分發揮出來。

2 無人機傾斜攝影測量原理、優勢以及意義

2.1 傾斜攝影測量的原理

隨著經濟的發展和技術的不斷進步，傳統的傾斜攝影測量采用的是人工測量，測量工作較為辛苦，需要的人工也比較多，多個人到建筑附近進行測量，并記錄在本上，測量后回到工作單位對數據進行整理，整理后模擬建筑模型。此外，測量人員將數據整理后，需要相關人員的多角度分析，以降低建筑數據的誤差，以免出現較大的錯誤，從測量，到數據的收集整理，再到數據的分析，這一過程工作量比較大，效率低下。隨著新技術、無人機的出現，在傾斜攝影測量過程中采用無人機鏡頭測量，其測量的數據越來越準確，并且節省了大量的時間和勞動力，最重要的是數據的準確性得到了很大的提升，可以作為建筑參考依據。

2.2 傾斜攝影測量技術優勢

隨著技術的不斷進步，傳統的傾斜攝影測量逐漸的被淘汰，無人機的出現受到了越來越多人的關注，利用無人機飛行器進行三維模型建模采集影像數據的采集，其測量的數據越來越準確。此外，利用無人機傾斜攝影測量可以更直觀的看到地面的實際情況、地理信息等，并且無人機的分辨率相較于傳統的來講，分辨率相當的高，觀看的圖像更為清晰，還可以多角度的觀察實際的地理位置，同時輸出DSM、DLG，其技術具有明顯的優勢。

2.3 傾斜測量技術應用的重要意義

無人機傾斜測量技術相比于傳統的測量技術具有明顯的優勢，無人機傾斜測量技術畢竟彌補了傳統測量技術上的不足，而且也提高了測量的準確性，以及提升了地形建模效率。隨著國民經濟的不斷提高，我國在城市規劃與建設上的要求越來越高，傳統的技術已經無法滿足當代社會工程施工的需要，而無人機傾斜攝影測量技術的出現解決了這一問題，使得測量的數據越來越準確，而且保證了施工工程的質量。此外，無人機傾斜測量技術的出現，不僅節約了人力物力，而且也節省了人們的大量時間和工程施工的效率，而且無人機傾斜攝影技術數據的反饋更加及時。

3 無人機傾斜攝影測量技術

隨著我國現代化科學技術的創新發展，無人機設備的出現也給攝影測量技術帶來了新的發展方向。無人機傾斜攝影測量技術屬于高新技術項目之一，能夠通過傾斜攝影測量技術呈現出來的三維數據，把真實拍攝地區的外觀和位置都反應出來。無人機在使用過程中更加靈活，能夠快速有效的幫助工作人員及時采集數據信息，并形成三維模型。

3.1 無人機傾斜攝影測量數據的獲取

無人機傾斜攝影技術是通過同一無人機飛行平臺，同時搭載多臺不同方位的傳感器來實現數據獲取的。一般在測量工作中是使用5臺傳感器，從垂直和傾斜等不同的角度和方位來采集相應的攝影信息，確保被攝物體所有立面信息被采集到。無人機傾斜攝影測量的數據獲取需要通過計算機控制系統進行控制，確定好測量裝置的測量姿態以及測量的未知參數，使用計算機設備來發出信號，啟動多臺相機來采集同步數據。數據在采集完成之后就需要統一保存在存儲裝置當中，通過操作計算機信息系統，處理數據之后形成三維數據模型。

3.2 無人機傾斜測量技術特點

無人機傾斜攝影測量技術的應用，能夠把被攝目標的真實情況詳細的反映出來，通過使用現代化先進的定位技術，讓獲得的攝影數據更加豐富，并且無人機傾斜攝影測量技術跟其他測量技術相比，數據獲取的更加全面，同時攝影過程中還不會消耗大量的成本。無人機傾斜攝影能夠從多個角度和方位來探測出被測目標的真實情況，跟傳統攝影測量技術相比要更加的全面和真實。無人機攝影測量技術的應用，是通過使用相關的軟件，分析無人機傾斜攝影得出來的多張影像，并根據拍攝出來的影像進行三維模型的建立。

3.3 無人機傾斜攝影測量技術的主要應用

跟其他傳統的測量技術相比較來說，無人機傾斜攝影測量技術的應用更加靈活，并且航攝的成本也更低，通過建立起三維實景模型，得出來的數據信息更加全面，有效拓展了無人機傾斜攝影測量技術的應用范圍。無人機傾斜攝影測量技術的應用十分廣泛，例如繪制地形圖、橋梁現場施工、地質災害調查以及電力系統的應用等，都可以使用到無人機傾斜攝影測量技術。無人機傾斜攝影測量技術工作時間和周期比較短，在我國地形圖繪制、地質勘探以及國土資源開發工作中能夠得到有效的利用。地形圖測繪工作有很嚴格的要求，無人機傾斜攝影測量技術的應用恰恰能夠滿足這些要求。建筑工程施工環境比較復雜，尤其是橋梁施工，不僅需要測量施工環境，還需要探測出周圍水域環境，如果能夠使用無人機傾斜攝影測量技術，能夠減少測量工作的難度，提升橋梁施工的穩定性，為施工提供有效的數據支持。

在地質災害發生之后使用無人機傾斜攝影測量技術，能夠真實的測量出受害區域情況，這樣才能夠及時有效的采取措施進行解決和處理。

4 無人機傾斜攝影測量技術應用實例

無人機傾斜攝影測量技術在廣西興安風電項目中得到了很好的應用。由于項目面積小，工期要求緊，因此項目采用飛馬D200旋翼無人機搭配5鏡頭相機，采用無人機管家3.0飛控系統實施航攝。項目飛行航高較低，影像清晰度較好，最終的三維模型成果質量優良，可以作為后期數據分析和城市規劃的基礎數據。

4.1 無人機傾斜攝影測量技術在廣西興安風電工程測量中的應用

4.1.1 實景三維模型的建立

現階段，我國無人機航拍測量影像數據使用Context Capture實景建模大師進行實景三維模型的建立。Context Capture將從不同視點拍攝的靜態物體的一組數字影像作為輸入，通過其他各種數據：相機屬性（焦距、傳感器尺寸、主點、鏡頭畸變）、影像位置（POS）、影像角元素（INS）、控制點等作為輔助信息，經過空三、重建階段的處理，輸出帶有真實紋理的高分辨率的三維格網模型（實景三維模型）。

4.1.2 像控點布設和測量

在展開無人機測量工作的時候，很多測量區域的地形往往較為復雜，經常會出現樹木茂盛的森林以及小河、池塘等等很難查找明顯特征的地方，這就導致實際無人機拍攝測量工作在展開的時候，或多或少會受到一定的影響，從而導致最終的測量結果并不十分準確。想要在這些影像上進行控制點的尋找還是存在一定困難的，不僅僅很難精準的尋找到控制點，同時也很難對這些區域控制點的大概分布情況進行確認，所以，當航拍工作展開的時候，應該對這些控制點進行布設，要在平地上做好標記，這樣一來，無人機在進行航拍測量的時候更容易發現控制點的具體位置。

4.2 無人機傾斜攝影測量技術在地質災害中的應用

一旦發生地質災害，通過無人機傾斜攝影測量技術可以對地質災害形成的原因進行分析，通過遙感、地面調查等方式進行地質災害資料內容的獲取，明確區域中的水文、氣象、巖層等相關資料，分析地質的危險性，劃分災害的類別，為災害的防治提供對應的方法，觀察地質災害的動力活動或者地質的異常變化情況。無人機按照固定的線路飛行，從多角度獲取影像，從而能夠觀測到更加清晰、分辨率更高的影像類型，對災害位置進行定位，形成真實的三維立體模型。

5 結語

在測量工作領域當中應用無人機傾斜攝影測量技術，得出來的測量信息數據更加的全面和科學，能夠有效的彌補在傳統的測量技術使用過程中出現的不足之處。無人機傾斜攝影技術的應用有效促進了我國測量技術的發展，為測繪行業的發展做出了貢獻。

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