简述无人机倾斜摄影测量技术在规划竣工测量中的应用

2018-02-14焦庆

建材与装饰 2018年45期

焦庆

（遵义市规划设计院贵州遵义 563400）

通常在获集地理信息数据时都是由人工来进行操作的，这就使得工作的劳动强度较大，需要花费很多的时间和精力，工序很多，而无人机倾斜摄影技术的出现就打破了这种传统模式，其能够利用无人机低空多镜头摄影来得到很多的立体影像数据，不用人工进行干预就可以自己生成三维地理信息模型，其具有一些显著的优势，如，效率高、数据精准、成本低以及一次飞行信息丰富等，这也让其在各个方面都得到了大范围的运用，如，城市执法、城市测绘、应急救灾以及国土检查等。

1 无人机倾斜摄影测量的基本原理和优势

1.1 基本原理

倾斜航空摄影是一种新的获取地物信息的航空摄影方式，其是通过倾斜航空相机来实现的。以往获取地物信息采取的方式是竖直航空摄影，和传统的方式相比，倾斜相机具有其优势，其一般都从五个方位采集数据，分别是前视、后视、正摄、左视以及右视，加上惯导系统，就能够很精准的获得位置以及姿态信息，再利用特定的数据处理软件将这些收集到的数据做出处理，把全部影像加入到统一坐标系统中[1]。

1.2 技术优势

1.2.1 真实性

倾斜摄影可以让用户从不同的角度去参考，能够更好的展现出地物的情况，十分逼近真实的世界，这就可以克服传统正摄影像的问题。

1.2.2 丰富纹理

其能够提供出更多的建筑物立面信息，只有具备建筑物的立面信息，才能够获得建筑物表面纹理，这对三维建模等都具有重要的影响。

1.2.3 可量测性

倾斜影像运用相配套的软件，就能够直接在成果影像的基础上做出各个方面的量测工作，如，长度、角度、高度以及面积，进而及时的得到数据。

2 运用案例

2.1 工程概况

某测区位是在蚌埠市西片区，测区中包含15栋高层商品房，还有配套商业，有3面都是面临城市道路的，还有一面朝着小区二期商业内街，在测绘工作方面要测量的竣工面积大概是16万m2。在工作中运用北方天途电动八旋翼无人机以及五镜头倾斜相机来进行航空拍摄，武汉天际航有限公司的DP-Smart软件在空中测量三角，并自动的构建三维模型，竣工地形图应用的软件是DP-Mode1er。

2.2 航线布设及数据获取

在竣工测量中需要先明确飞行的范围，这就需要结合实际情况，科学的对飞行航线进行规划，确保航向重叠度要超过80%，还有旁向重叠度也是有要求的，需要超过60%。在布设航线方面，就需要依据测区走向采取直线的方式来落实，首末航线都和测区边界线保持平行的关系，这样侧视镜头就可以活动测量区域中的有效影像。就倾斜摄影相机的拍摄角度而言，想要让边缘物体能够有效的立体成像，就需要确保航线的范围，要大于测量区域边界线的200m[2]。最后一共布设了14条航线，航向重叠度以及旁向重叠度都符合标准，都是80%，飞行的高度是150m，航向的间距为25m，旁向间距为38m。在这次航空拍摄中通过应用五镜头倾斜进行摄影，一共得到了五组影像数据，各组中都有照片464张，每张照片都有相应的POS数据。

2.3 空三加密自动建模

在DP-Smart中的新建工程中增加数据，包括五个镜头得到的影像数据还有每张照片对应的POS数据，之后提取特征点、相对定向、对连接点进行匹配、区域网平差，进而形成拍摄区域的空中三角测量结果。基于得到的结果，提取特征点，这就能够形成密集点云数据、纹理映射、三角网构建，最后就能够得出三角倾斜模型。

2.4 矢量测图

运用DP Mode1er新构建决策方案，其能够利用倾斜摄影得到的数据直接开展测量工作，包括建筑物矢量以及点状地物。在采集时，要给每个地物都标记出相应的编码，成果能够直接导出CASS成图。

2.5 成果精度分析

对于建筑竣工测量地形图的精度也有相应的规定，其中就要求竣工测量的主要地物点相对于临近图根点的点位中误差需要控制在50mm以内，次要地物点相对于临近图根点的点位中误差需要控制在70mm以内，地物点间距中的误差需要控制在50mm以内。而高程点相对于临近图根点的高程就需要确保误差控制在40mm之内。

实际测量小区内分布均匀的建筑物拐角坐标点6点，对点位中的误差情况进行统计，选择小区内建筑物边长5条，对误差情况进行统计，还选择了小区内的五点高程点，对误差情况进行统计，经过统计分析，这三个方面的误差都符合标准，因此，我们可以看到DP Mode1er矢量采集到的建筑物高度和地形图符合城市测量规范的标准，将其运用在施工测量中是可行的。

3 问题及展望

从上面的描述中以及应用案例分析中能够看到，运用无人机倾斜摄影测量技术具有显著的优势，其很适合在规划竣工测量中进行运用，这也让其在该市得到了大力的推广，在该领域中得到了广泛的应用。现阶段，规划部门清楚规定，在竣工测量中一定要上交实景真三维模型，在测绘中如果找到违反规章制度的建筑，就可以利用该模型进行标识，并将其交到管理执法部门中，为执法提供参考和便利[3]。除此之外，倾斜摄影测量成果集合三维平台还可以在很多方面发挥出作用，例如，和规划成果进行有机的结合，能够给城市决策提供参考和便利，提升决策的科学性；和管线探测成果进行有机结合，就能够更好的管理地下管线等。

虽然和传统的摄影方式相比，无人机倾斜摄影具有显著的优势，但是在实际应用中，也能够看到其中存在的一些问题以及问题，主要体现在：

（1）天气因素限制问题：这是因为摄影测量在光线方面有要求，还有要确保无人机安全、平稳的飞行，所以，这就影响到其适合飞行时间。

（2）影像遮挡问题：如果是城市中新建设的高层建筑或者是绿化密度很高的小区，这就会影响到摄影，在影像方面就会存在遮挡问题，虽然应用的是五镜头多视角进行观测，采取大重叠飞行观测方式，能够对这一问题进行改善，但是还是无法确保全面采集所有的重要地物点，会有一些不能进行采集，需要和全站仪数据进行有机结合，一起编辑行程图。

（3）对作业员具有较高的要求：无人机倾斜摄影对作业员是有要求的，对于内业作业人员，应该有一些经验，作业人员因为熟练度不同的原因，使得他们在绘制相同地物时也会有误差，一般是1～2个像素，这就不能有效的确保正确的采集矢量。

所以，可以看到，未来该技术还会不断的发展，随着技术以及软件的快速发展，在维修费用以及成本方面会不断的降低，这有利于该技术的推广，让其能够在测绘地理信息领域中得到更多的运用。