无人机倾斜摄影测量在建筑规划竣工测绘中的应用

徐 维 江

(太原市城乡规划测量中心，山西 太原 030002)

无人机倾斜摄影测量在建筑规划竣工测绘中的应用

徐 维 江

(太原市城乡规划测量中心，山西 太原 030002)

对建筑规划竣工测绘的无人机倾斜摄影测量技术的应用进行了探究，把握该技术的实际使用，进而提高工程的施工质量，推动建筑规划的现代化测绘发展。

无人机，倾斜摄影测量，建筑规划，竣工测绘

我国社会经济的发展，推动了建筑行业的发展。作为我国的传统行业，在国民经济中建筑业占据有重要的地位，但是因为建筑工程自身的特点，其施工周期长、资源消耗大、施工现场复杂、施工过程的变化因素多等特点，严重影响建筑行业的低能耗、高效率的发展。将无人机测绘技术运用在建筑领域，可以有效的提高工程的施工质量，在加快施工的进度、劳动力和建设成本的节约方面都发挥着重要作用，对建筑行业的信息化、工业化和智能化的发展起着重要的推动作用。

1 无人机及其倾斜摄影测量

无人机的部分组成有飞行器、拍摄系统、飞控系统、数据通讯系统、弹射设备、地面控制系统、动力系统和汽车运输设备等。无人机的集成度一般都比较高，可以实现一体化，保证专业的无人机飞控，并有自身的导航系统。以KC1600为例，无人机普遍都具有几个优点：获取航空影像方便快捷，周期短，而且成本低廉，系统的机动性强，时效性良好，气候条件对其影响小，飞行的需求条件低，可以实现大比例尺的成图要求。但是这一无人机也存在一些缺陷，其姿态稳定性不太好，行带排列有不整齐的情况，有时也会出现旋偏角的偏大等等。无人机整个系统的指挥控制中心是地面站软件APCommander，它可以实现飞控和导航系统发出的所有指令[1]。而无人机的倾斜摄影测量技术又具有自身的独特性。其展现的立体成果非常真实，反映的地面周围情况与人类的感知更加符合，提供更加丰富真实的建模纹理信息，可以提高测量的精度。因为无人机是对地观测的一种新型的低空遥感手段，所以其操控更加方便，在影像的获取、作业的机动性等方面更具有优势。因此，无人机倾斜摄影测量技术的运用，在建筑规划的小比例尺竣工地形图和竣工三维模型的获取上更具有优势，可以对传统作业方式的强度、效率、周长和重复测量等弊端进行有效的避免，提升工程建设的生产效率，保证规划验收数据信息的丰富直观性。

2 无人机倾斜摄影测量的技术流程

在无人机航测的运用流程中，各个环节都环环相扣，有外业无人机的数据采集和内业数据处理两个内容。在具体模块中，流程主要有六个部分，但其中最关键的技术点是航摄准备、内业数据处理和建筑规划图编辑。

1)航摄准备。成功的无人机航摄测绘依赖于航摄工作的事前准备程度。要把握飞行作业手册的内容，在无人机飞行前进行逐项检查，完全解决问题后再开始下一项内容，所有工作都检查结束后就可以开始飞行。其中遥测信号的正常工作、数据链路的通畅性、航线规划的合理性等内容要进行细致的检查。因为无人机的特点，它可以按照设计的航线自动控制飞行，保证航飞过程中的等距或等时摄影。

2)内业数据处理。现在数字摄影测量的研究热点就是无人机影像的内业数据处理，其中发展成熟的数据处理系统目前也有许多，比如数字测量工作站Inpho,DPW,适普VirtuoZo和Jx-4CDPS等[2]。要制作DOM就要有研究区域的航摄资料，并进行空三加密，可以运用在地面布设的控制或POS数据，这样就可以获取外方位元素和DTM数据，再纠正单张像片，生成正射影像，研究区域所有的单张正射影像都进行镶嵌拼接，运用匀光匀色进行处理，最后根据图幅的范围进行合适的裁剪，数字正射影像图就生成了。

3)建筑规划图编辑。建筑规划图是建筑规划测绘中的重要成果图，只有及时更新并管理建筑规划图，保证规划图的准确性，建筑工程建设才更加准确。在建筑工程中，对竣工的情况进行及时的管理定位，将生成的DOM数据导入建筑工程的GIS的影像库中，保证生成影像的配准合格。在竣工的建筑工程中添加SuperMap DeskPro，实现其矢量化，保证影像库中建筑工程摄影测量的录入，为建筑工程的高效运行提供保障。

3 无人机倾斜摄影测量在建筑规划竣工测绘中的应用试验

3.1 应用实施

1)无人机倾斜摄影组合的航摄仪运用的是五镜头，主要是获取航摄数据，单镜头的设置焦距是24 mm，达到了航向重叠度的85%，旁向重叠度的80%，而影像的地面分辨率高于3.5 cm。运用无人机地面站软件进行计算，应用中布设的飞行架次需要4个，航线27条，其中的绝对航高是189 m，基线长度12 m，间距是24 m，总共的航线长度是20.8 km[3]。结合实际的航摄情况，确定具体需要的五镜头倾斜影像数据的组数，了解其对应的POS数据。2)空三加密，自动建模。在Smart3D软件平台中导入倾斜影像和外业像控点，实行空三加密，密集匹配和联合平差等都包括在内。然后进行生成点云、不规则三角网构建、创建DSM和全自动纹理映射，最终生成测区全自动的实景三维模型。3)采集数字线划图。运用DPModeler软件中的矢量测图模块实行内业数字线划图的使用采集，通过无人机倾斜摄影技术可以获取相关的影像数据，保证其地形数据矢量采集工作的高精度。而且在运行中，不必进行立体眼镜的佩戴，只要依据影像和自动空三生成的三维模型就可以实现地物要素三维信息的直接定位。要相应的减少外业调绘的工作量，保证内业的屋檐改正，还需要提供垂直辅助线和十字辅助线，使得垂直水平移动有相应的参考，但采集的数据必须要准确。在设置时，可以在软件中内置建筑所处地区的地类地物属性模块，并赋予其要素属性，导出矢量成果。4)成果数据。点云、DSM和实景三维模型都是全自动建模生成的，可以完成采集后竣工地形图的数据成果[4]。内业人员要结合摄影测量的数据成果，编制相关建设工程规划竣工的测绘报告。

3.2 误差分析和优化

1)像片原始分辨率的误差。结合实际建筑规划的影像地面分辨率，因为在地形图地物点精度上建筑规划竣工测绘有比较高的要求，但在实际的测量过程中地面分辨率可能会难以满足其要求。无人机可以优化航飞参数，比如降低航高、换长焦镜头等等，提高影像地面分辨率的获取，最终实现数据成果的高精度。2)空三加密的影响。在Smart3D自动空三加密中，误匹配和飞点数据等情况都会发生，对空三的精度产生影响。此时就可以进行人工干预，优化空三的成果精度，并保证建筑规划竣工地形图的高精度成果。3)人工采集的误差。人工采集经常会产生误差，这是不可避免的。而且如果不同的高程面有某一地物，在视差上采集矢量的准确性就难以保证，作业员在作业中就需要结合不同角度获取的影像图进行调整。在实际的测量作业中，作业员要有较高的作业经验和熟练度，保证矢量采集的精度[5]。

3.3 对比生产率

在建筑规划竣工测绘中应用无人机倾斜摄影测量，不仅可以提供工程的实际生产效率，而且也大大节省了作业时间，尤其是在难以进行导线布设的作业区，倾斜摄影测量技术的效果更加明显。对于不长的外业时间，对于天气因素这一技术可以减小其对测量工程带来的影响。而且多角度的三维建模成果具有很好的可视性，对建筑工程的施工现场可以实现最大限度地场景还原，在图纸核对环节质检人员就不必去现场进行检查，提高了施工测量的生产效率。

4 结语

将无人机倾斜摄影测量技术运用在建筑规划竣工地形图的测绘中，规划竣工的测绘精度要求就可以满足，测绘的效果和生产效率可以得到有效的提升，其测绘成果也得到了丰富。但是这一技术的运用还存在一定的局限性，地面分辨率不足，影响成图的精度，还有模型扭曲变形的情况，在测量时就需要结合其他方式进行补充处理。而且这一技术的设备软件需要的成本和维修费用比较高，在工程中就难以实际推广。对于其他的大型综合体、别墅等不同的建筑规划竣工测绘，这一技术的运用也需要继续进行研究探讨。

[1] 陈 昕.无人机倾斜摄影测量在建筑规划竣工测绘中的应用[J].城市勘测,2017(1):82-85,90.

[2] 史汉新,鲍秀武,冉慧敏.基于无人机技术的小区竣工内外业一体化航测研究[J].建设科技,2016(23):116-117.

[3] 徐胜利.建筑施工领域中无人机的应用分析[J].山西建筑,2017，43(5):249-250.

[4] 曾文波,曾惠良.无人机在邵阳市房产测绘中的应用[J].测绘,2014(1):34-36.

[5] 郑期兼.无人机技术在测绘测量中的应用分析[J].科技与创新,2014(5):40-41.

Application of UAV oblique photograph measurement in building planning completion mapping

Xu Weijiang

(TaiyuanUrban-RuralPlanningMeasurementCenter,Taiyuan030002,China)

The paper explores the application of UAV oblique photograph measurement technology in building planning completion mapping, and grasps its actual utilization, so as to promote modern mapping development of building planning and to improve the engineering construction quality as well.

UAV(Unmanned Aerial Vehicle), oblique photograph measurement, building planning, completion mapping

1009-6825(2017)21-0194-02

2017-05-13

徐维江(1990- )，男，助理工程师

P231

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