無人機傾斜攝影測量技術在工程測量中的應用

李力 李國強

摘 要： 工程測量是工程測繪的重要組成部分。測量期間收集的信息和數據是有效開展測繪的基礎。無人機航拍技術在工程研究中的應用，有效地提高了測量技術水平和測量數據的準確性。無人機航拍進行測量時，需要對測量區，無人機飛行路徑，測量區域的控制網和場外的控制點設施進行全面分析，以確保無人機航拍技術的有效性?；诖?，本文介紹了無人機航測技術，在測量技術研究中的相關應用內容的探究。

關鍵詞： 無人機傾斜攝影測量;工程勘察;應用

【中圖分類號】TU198;P231 【文獻標識碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.40.035

引言：無人機的航空攝影測量技術是當今可用的最先進的測量技術之一。將航拍技術的準確性與數字圖像處理的智能相結合，可基于拍攝和制圖的準確性，降低圖像渲染的復雜性，它解決了傳統測量技術無法執行的問題，易于使用且易于操作，而且可以提高測量數據的準確性，尤其是在工廠設計等小區域，該地區運用此技術后效果非常良好，因此，對無人機航測技術，在研究工程測量中的應用，具有重要的現實意義。

1 無人機傾斜攝影技術概述

無人機傾斜攝影技術是基于無人機垂直攝影技術開發的，無人機垂直攝影技術最初主要用于從建筑物外部提取紋理信息，而很少用于技術研究和采礦勘探等領域，無人機的垂直攝影技術基于無人機平臺，并集成了垂直攝影相機，這意味只能在拍攝過程中接收垂直圖像數據。無人機傾斜攝影測量技術基于帶有傾斜攝像機的垂直無人機照片技術，這意味著不僅可以在垂直方向上接收圖像數據，而且還可以在航拍的期間，在多個方向和不同角度接收傾斜的圖像數據，這有效地消除了垂直攝影技術只能接收垂直圖像數據的缺點，并提高了測繪的準確性，而且傾斜攝影技術比無人垂直攝影操作更加容易。操作無人機航測系統如圖1所示。

2 無人機航測技術的主要特點分析

無人機航空攝影測量技術包括使用無人機和攝影設備，計算機設備和遙感技術來實現的技術測量，無人機航拍設備在測量區域內的飛行中進行測量，所有飛行測量操作均由設備操作員執行，分析和處理由無人機航拍設備獲取和傳輸的影像畫面，通過對圖像的技術分析，可用于闡明測量區域中的地形和其它內容。應用無人機航空攝影測量技術的過程需要精確控制無人機的飛行過程，首先，必須以合理的方式控制飛機的飛行高度，以確保拍攝出畫面的清晰度和完整性。這將使以后的圖像處理專業人員可以有效地進行分析等工作，接下來，需要控制飛行無人機的穩定性以避免使拍攝畫面模糊，無人機的航空攝影測量技術可實現無人操作，從而使測量人員無需前往測量位置即可準確地測量工程區域，對于地形相對較差的工程勘測，可以使用無人機航空攝影測量法來確保技術人員的安全。無人機航測技術控制系統包括導航衛星，無人機遙感設備，移動地面站，數據接收設備，用于監測和接收和處理數據的地面設備，數據處理中心等。應用無人機航空攝影測量技術過程，應明確工程對技術測量的需求，其次，必須合理規劃和應用無人機空中攝影測量系統，以確保測量的準確性和安全性。無人機航空攝影測量技術在地形測量和制圖方面的應用不斷得到推廣，這不僅是由于該技術本身的優勢，而且還因為使無人機技術更加可行的實際需求。

3 傾斜無人機技術在工程研究中的應用

3.1 測量設備的工作流程

將無人機傾斜攝影測量技術應用于工程測量的過程基本上與地形測量過程相同，首先，需要將測繪任務結合起來以收集數據，測量測量區域，編輯飛行計劃等，同時確保正確的圖像數，預處理等，其應用流程如圖2所示。

3.2 工程勘測區域的科學設計

在開始進行無人機航拍之前，必須弄清工程測量的區域，測量的區域應根據建設項目的需要科學地進行設計，設計工程的測量區域是一項非常艱巨的任務，對于無人機飛行計劃方案至關重要，首先，分析工程結構的要求和標準，然后明確計算工程量，以確保工程測量區的規劃效果能夠滿足工程結構的需求，測量區域空間是指飛行的無人機在空中飛行的區域，為了使無人飛行器的飛行設備無縫工作并準確全面地捕獲需要測量的內容，必須對飛行區域中的所有內容進行分析和整合，基于此，在設計技術研究區域時，應從整體和詳細的角度進行全面分析，將規劃區進行劃分，并將測量區域分為較小的結構，例如正方形和矩形，以確保無人機飛行的便利性。

3.3 建立測量區域的控制網絡

為測量區域創建一個控制網絡，也就是說，創建具有特定計劃的空中三角測量平差網絡，以將控制測量值放置在測量區域中，該網絡使用已知的控制點來確定飛機的位置，在

實地測定用于空三加密或直接用于測圖定向的像片控制點平面位置和高程，以便后期進行控制點的加密。計算測圖所需的大量控制點和照片的其他元素，為4D產品的生產提供照片方向的控制點和方向參數，并提供用于測圖的單個坐標系，計算模型地面點的坐標。

3.4 地面點控制測量

在執行飛行測量任務之前，請基于該測量任務創建飛行計劃，創建研究區域的地形和天氣狀況，創建合適的飛行路線圖，例如，無人機模型，航向重疊，側身。方向重疊和飛行高度等等在路線圖上標記。路線圖項目完成后，將標記地面控制點，在地面上測量控制點是提高無人機傾斜攝影測量精度的關鍵技術節點之一，并有助于在無人機飛行過程中為整個調查區域提供圖像數據，根據測量和地形的變化任務來調整地面控制點的位置，對于平緩的地形或相對不高的測量精度這些條件下，可以適當地稀釋地面控制點密度，此外，地面控制點通常位于調查區域的四個角，這促進了不同圖像數據的結合并且提高了結合圖像數據的質量。

3.5 工程測量場外控制點的設置與運行

在處理無人機航拍照片時，應特別注意測量技術，以確保測量結果的準確性。操作人員必須合理地設置圖像的控制點，以獲得最準確的結果，設置控制點時，嚴格遵守規則和實際情況，以確保最高的測量結果準確性。執行3D建模時，人員必須參考外部控制點的情況并分析該位置的原理，此外，無人機的航拍操縱過程由站點外的技術人員執行，確保技術人員操作方面的水平也很重要，因為技術人員的工作水平也對無人機航拍的效果具有決定性的影響。

3.6 行業數據處理

在完成圖像數據的預處理，與場圖像數據收集完成的空中三角形的加密步驟之后，必須再對數據處理中處理圖像數據，通過空三加密處理后的圖像數據信息，來進行計算平面坐標，并在計算機軟件平臺中將各種圖像數據進行組合，進一步展開出同名的樞軸點和圖像控制點，并進行修復處理，通過消除由于無人機的不穩定而使照相機抖動引起的圖像失真，可以有效地提高測量精度。將處理后的圖像數據導入到相應的工程測量數據處理系統中后，可以通過進行一系列的數據收集過程，經過繪圖的最后階段以及其它步驟，以獲取具有工程測量結果的相應圖紙。為了在工程研究中分析無人機傾斜攝影技術的準確性，使用常規的全站儀在現場測量出幾個特征點。

3.7 執行質量檢查以確保更準確的結果

當使用無人機進行航空攝影測量時，特別需要密切關注的是，對獲得的調查結果認真的檢查以及對拍攝過程的合理調查和分析，不僅確保獲得的結果的準確性，還要使整個過程準確無誤，確保各個環節之間的相關性，通過精確計算并驗證結果，保證檢查結果的準確性。此外，公司的質量控制部門應接受檢查，如果發現任何不一致之處，應立即停止接收并提供反饋。

結束語：因此，與傳統的測量技術相比，采用無人機的傾斜攝影技術具有更廣泛的應用，可以有效降低測量成本，提高測量精度。在本文中，我們以無人機傾斜攝影測量技術為例，分析了使用該技術對項目研究的影響，結果表明，無人機傾斜攝影技術用于測量，在不考慮測量精度和全站儀誤差的前提之下，接收到的數據與全站儀測得的數據之間的相對誤差在±10mm之內，測繪的精度符合設計要求。

參考文獻

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