对无人机倾斜摄影测量数据获取及处理的分析

衣峻

摘 要：在倾斜摄影测量技术中应用无人机设备，能够有效提升测量工作的精确度。工作人员能够利用测量出来的数据信息进行分析，从而形成三维实景模型，为测量工作提供良好的助力。本文主要分析了无人机倾斜摄影测量技术的相关概述，并详细分析了无人机倾斜摄影测量数据的获取以及处理措施。

关键词：无人机;倾斜摄影测量;数据获取

中图分类号：P231 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）22-0111-02

0 引言

无人机的使用非常灵活，通过在摄影测量技术中应用无人机设备，能够让获取的信息数据质量更好、分辨率更高，在倾斜摄影测量技术中使用无人机，能够有效提升测量工作数据效果。无人机倾斜摄影测量技术是在同一台摄影机中打造多台不同的传感器，从不同的摄影角度来得到更加全面的数据信息，从而形成三维实景模型。

1 无人机倾斜摄影测量技术相关概述

1.1 传统摄影测量与倾斜摄影测量的区别

在传统的摄影测量工作中，通过测区当中存在的不同摄影站点的中心投影，能够得出不同的正射影像，这些正射影像的出现可以为大家展示出被摄对象的平面位置、物体形状以及大小规模等信息。一般传统的摄影测量技术主要是用于生产正射影像或者是测制线划图。倾斜摄影测量技术在传统摄影测量技术的基础上又进行了技术的创新，改变了传统摄影测量技术中通过使用中心投影形成影像，而是能够通过使用不同的摄影站点，从不同的方位和角度来获取相关的影像，从物体的垂直方位、前视方位、后视方位、左视方位和右视方位来获取相关的影像，形成了三维实景模型，不仅了解了摄影地区的平面位置、形状以及规模，还能够深入的了解被摄地区立面、侧面、纵横断面等信息，让测量出来的数据更加丰富和多样化。因此在测量工作开展过程中倾斜摄影测量技术的应用更加广泛，除了能够测绘地形图之外，还能够全方位的帮助工作人员研究被摄地区，形成三维实景模型。

1.2 无人机倾斜摄影测量与有人机倾斜摄影测量的区别

有人机倾斜摄影测量技术，指的是使用能够承载人的飞行器作为摄影平台，开展有效的测量工作。但是有人机飞行器设计需要申请航线，过程比较复杂，再加上飞行高度、飞行区域以及拍摄的时间都受到了一定的限制，不仅技术操作非常复杂，同时成本消耗也非常高。有人机倾斜摄影测量技术需要长时间的进行航飞留空，但是拍摄效果非常稳定，拍摄的范围也十分的广泛，因此大部分情况下有人机倾斜摄影测量技术主要是应用于大型的航摄活动当中。无人机倾斜摄影测量技术主要是使用了无人飞行器当做摄影平台，无人机的操作时效性更强，操作周期也比较短，成本跟有人机相比更加低廉。虽然无人机的航摄受限范围比较小，但是航飞留空的时间比较短，摄影的规模相比来说也比较小，因此只适用于小规模的航摄活动当中。通过对比可知，无人机的倾斜摄影测量技术跟有人机的倾斜摄影测量技术互有优点和缺点，只有把这两种测量技术结合起来应用，才能够把航拍摄影技术的作用充分发挥出来。

2 无人机倾斜摄影测量原理、优势以及意义

2.1 倾斜摄影测量的原理

随着经济的发展和技术的不断进步，传统的倾斜摄影测量采用的是人工测量，测量工作较为辛苦，需要的人工也比较多，多个人到建筑附近进行测量，并记录在本上，测量后回到工作单位对数据进行整理，整理后模拟建筑模型。此外，测量人员将数据整理后，需要相关人员的多角度分析，以降低建筑数据的误差，以免出现较大的错误，从测量，到数据的收集整理，再到数据的分析，这一过程工作量比较大，效率低下。随着新技术、无人机的出现，在倾斜摄影测量过程中采用无人机镜头测量，其测量的数据越来越准确，并且节省了大量的时间和劳动力，最重要的是数据的准确性得到了很大的提升，可以作为建筑参考依据。

2.2 倾斜摄影测量技术优势

随着技术的不断进步，传统的倾斜摄影测量逐渐的被淘汰，无人机的出现受到了越来越多人的关注，利用无人机飞行器进行三维模型建模采集影像数据的采集，其测量的数据越来越准确。此外，利用无人机倾斜摄影测量可以更直观的看到地面的实际情况、地理信息等，并且无人机的分辨率相较于传统的来讲，分辨率相当的高，观看的图像更为清晰，还可以多角度的观察实际的地理位置，同时输出DSM、DLG，其技术具有明显的优势。

2.3 倾斜测量技术应用的重要意义

无人机倾斜测量技术相比于传统的测量技术具有明显的优势，无人机倾斜测量技术毕竟弥补了传统测量技术上的不足，而且也提高了测量的准确性，以及提升了地形建模效率。随着国民经济的不断提高，我国在城市规划与建设上的要求越来越高，传统的技术已经无法满足当代社会工程施工的需要，而无人机倾斜摄影测量技术的出现解决了这一问题，使得测量的数据越来越准确，而且保证了施工工程的质量。此外，无人机倾斜测量技术的出现，不仅节约了人力物力，而且也节省了人们的大量时间和工程施工的效率，而且无人机倾斜摄影技术数据的反馈更加及时。

3 无人机倾斜摄影测量技术

随着我国现代化科学技术的创新发展，无人机设备的出现也给摄影测量技术带来了新的发展方向。无人机倾斜摄影测量技术属于高新技术项目之一，能够通过倾斜摄影測量技术呈现出来的三维数据，把真实拍摄地区的外观和位置都反应出来。无人机在使用过程中更加灵活，能够快速有效的帮助工作人员及时采集数据信息，并形成三维模型。

3.1 无人机倾斜摄影测量数据的获取

无人机倾斜摄影技术是通过同一无人机飞行平台，同时搭载多台不同方位的传感器来实现数据获取的。一般在测量工作中是使用5台传感器，从垂直和倾斜等不同的角度和方位来采集相应的摄影信息，确保被摄物体所有立面信息被采集到。无人机倾斜摄影测量的数据获取需要通过计算机控制系统进行控制，确定好测量装置的测量姿态以及测量的未知参数，使用计算机设备来发出信号，启动多台相机来采集同步数据。数据在采集完成之后就需要统一保存在存储装置当中，通过操作计算机信息系统，处理数据之后形成三维数据模型。

3.2 无人机倾斜测量技术特点

无人机倾斜摄影测量技术的应用，能够把被摄目标的真实情况详细的反映出来，通过使用现代化先进的定位技术，让获得的摄影数据更加丰富，并且无人机倾斜摄影测量技术跟其他测量技术相比，数据获取的更加全面，同时摄影过程中还不会消耗大量的成本。无人机倾斜摄影能够从多个角度和方位来探测出被测目标的真实情况，跟传统摄影測量技术相比要更加的全面和真实。无人机摄影测量技术的应用，是通过使用相关的软件，分析无人机倾斜摄影得出来的多张影像，并根据拍摄出来的影像进行三维模型的建立。

3.3 无人机倾斜摄影测量技术的主要应用

跟其他传统的测量技术相比较来说，无人机倾斜摄影测量技术的应用更加灵活，并且航摄的成本也更低，通过建立起三维实景模型，得出来的数据信息更加全面，有效拓展了无人机倾斜摄影测量技术的应用范围。无人机倾斜摄影测量技术的应用十分广泛，例如绘制地形图、桥梁现场施工、地质灾害调查以及电力系统的应用等，都可以使用到无人机倾斜摄影测量技术。无人机倾斜摄影测量技术工作时间和周期比较短，在我国地形图绘制、地质勘探以及国土资源开发工作中能够得到有效的利用。地形图测绘工作有很严格的要求，无人机倾斜摄影测量技术的应用恰恰能够满足这些要求。建筑工程施工环境比较复杂，尤其是桥梁施工，不仅需要测量施工环境，还需要探测出周围水域环境，如果能够使用无人机倾斜摄影测量技术，能够减少测量工作的难度，提升桥梁施工的稳定性，为施工提供有效的数据支持。

在地质灾害发生之后使用无人机倾斜摄影测量技术，能够真实的测量出受害区域情况，这样才能够及时有效的采取措施进行解决和处理。

4 无人机倾斜摄影测量技术应用实例

无人机倾斜摄影测量技术在广西兴安风电项目中得到了很好的应用。由于项目面积小，工期要求紧，因此项目采用飞马D200旋翼无人机搭配5镜头相机，采用无人机管家3.0飞控系统实施航摄。项目飞行航高较低，影像清晰度较好，最终的三维模型成果质量优良，可以作为后期数据分析和城市规划的基础数据。

4.1 无人机倾斜摄影测量技术在广西兴安风电工程测量中的应用

4.1.1 实景三维模型的建立

现阶段，我国无人机航拍测量影像数据使用Context Capture实景建模大师进行实景三维模型的建立。Context Capture将从不同视点拍摄的静态物体的一组数字影像作为输入，通过其他各种数据：相机属性（焦距、传感器尺寸、主点、镜头畸变）、影像位置（POS）、影像角元素（INS）、控制点等作为辅助信息，经过空三、重建阶段的处理，输出带有真实纹理的高分辨率的三维格网模型（实景三维模型）。

4.1.2 像控点布设和测量

在展开无人机测量工作的时候，很多测量区域的地形往往较为复杂，经常会出现树木茂盛的森林以及小河、池塘等等很难查找明显特征的地方，这就导致实际无人机拍摄测量工作在展开的时候，或多或少会受到一定的影响，从而导致最终的测量结果并不十分准确。想要在这些影像上进行控制点的寻找还是存在一定困难的，不仅仅很难精准的寻找到控制点，同时也很难对这些区域控制点的大概分布情况进行确认，所以，当航拍工作展开的时候，应该对这些控制点进行布设，要在平地上做好标记，这样一来，无人机在进行航拍测量的时候更容易发现控制点的具体位置。

4.2 无人机倾斜摄影测量技术在地质灾害中的应用

一旦发生地质灾害，通过无人机倾斜摄影测量技术可以对地质灾害形成的原因进行分析，通过遥感、地面调查等方式进行地质灾害资料内容的获取，明确区域中的水文、气象、岩层等相关资料，分析地质的危险性，划分灾害的类别，为灾害的防治提供对应的方法，观察地质灾害的动力活动或者地质的异常变化情况。无人机按照固定的线路飞行，从多角度获取影像，从而能够观测到更加清晰、分辨率更高的影像类型，对灾害位置进行定位，形成真实的三维立体模型。

5 结语

在测量工作领域当中应用无人机倾斜摄影测量技术，得出来的测量信息数据更加的全面和科学，能够有效的弥补在传统的测量技术使用过程中出现的不足之处。无人机倾斜摄影技术的应用有效促进了我国测量技术的发展，为测绘行业的发展做出了贡献。

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