无人机倾斜摄影测量技术在工程测量中的应用

摘 要：无人机倾斜摄影测量技术在现代化测绘领域应用越来越广，具有精度高、成本低、成图快等优势。文章分析了该技术在工程测量中的应用效果，无人机倾斜摄影测量技术获得的特征点坐标与全站仪获得特征点的坐标相对误差均在±10 mm以内，说明无人机倾斜摄影测量技术在工程测量中具有较高的测量精度，精度能够满足工程基本需求。

关键词：无人机倾斜摄影测量技术;工程测量;应用研究

一、 无人机倾斜摄影技术概况

无人机倾斜摄影技术是在无人机垂直摄影技术上发展起来的，早期阶段主要用于建筑物外侧面纹理信息的提取方面，在工程测量、矿山测量等领域的应用较少。无人机垂直摄影技术以无人机平台为基础，配置垂直摄影相机，即在摄影过程中仅能够获取垂直方向的影像數据资料。无人机倾斜摄影测量技术是在无人机垂直摄影技术的基础上，搭载了倾斜摄影相机，即在航拍过程不仅能够获取垂直方向的影像资料，还可以获取多方位、多角度的倾斜影像资料，有效避免了垂直摄影技术仅能获得垂直方向影像数据的弊端，提高了测绘精度。此外，与无人机垂直摄影技术相比，倾斜摄影技术的操作更加简单。

二、 无人机倾斜摄影技术优势分析

1. 无人机倾斜摄影获得的航拍影像分辨率更高。自北斗系统投入使用以来，我国的动态GPS定位技术快速发展显著提高了无人机航拍影像数据的分辨率，有效提高了无人机倾斜摄影技术的测量精度。现阶段无人机倾斜摄影测量技术的精度可达厘米级，在现代化大比例尺地形图测绘、工程测量等领域的应用越来越广泛，尤其是在测绘周期短、测量面积较大的测绘任务中更具优势，如无人机倾斜摄影技术被广泛应用于第三次国土资源调查等领域。2. 具有更高的影像数据获取率。传统的测量技术以经纬仪、全站仪为基础，主要以测绘人员外业采集系统的测量点坐标为主，不仅测绘周期长，而且测量成本极高，最终获得的成果精度也较低，即在一定时间段内获取测绘信息的效率极为低下。无人机倾斜摄影技术是以无人机为平台进行航空拍摄影像资料的，能够在较短的时间内获取大面积的测绘信息，有效减少了测绘人员外业采集测量点信息的工作量，在单位时间内获取测绘信息的效率更高。3. 能够应用在更加宽泛的测绘环境中。无人机倾斜摄影技术是以航拍影像数据为基础，因此对测绘区域的环境条件限制较小。传统的测绘技术在高山密林区域影像较大，主要体现在两个方面：一方面，植被茂盛区域遮挡现象严重，严重阻碍了经纬仪、全站仪等采集测量点的数量，对测绘精度和工作效率影响较大;另一方面，高山密林地区地形地貌复杂多变，测绘人员无法到达指定位置，导致大面积测绘空白出现，最终降低了整体精度。无人机倾斜摄影技术是能够获得高分辨率的影像数据，通过一系列的数据处理过程可以有效剔除植被等影响，进而获得更高精度的测绘成果图件等。因此，无人机倾斜摄影技术能够适用于更加宽泛的测绘环境中。4. 具有更高的社会经济效益。无人机倾斜摄影测量技术显著降低了大量的外业工作量，在较短的时间内能够获取较大面积的测绘任务，有效缩短了工作周期，与传统的测绘技术相比，无人机倾斜摄影技术降低了测绘成本，提高了社会经济效益。

三、 无人机倾斜摄影技术在工程测量中的应用

1. 测量技术工作流程。无人机倾斜摄影测量技术在工程测量中的应用流程与地形图测量流程基本一致，首先需要结合测绘任务收集资料、对测量区域进行踏勘，进一步编制飞行计划等，对检查无误的影像数据资料进行预处理等。2. 地面点控制测量。在执行飞行测量任务之前，需要结合测量任务以及测绘区域地形地貌、天气状况等制定飞行计划，设计相应的飞行航线图等，将无人机型号、航向重叠度、旁向重叠度、飞行高度等标注在航线图中。完成航线图设计后进行地面控制点布设工作，地面控制点测量是提高无人机倾斜摄影测量精度的关键技术关节之一，有利于确保无人机飞行过程中获得整个测绘区域的影像数据。地面控制点的布设根据测量任务和地形地貌变化状况适当调整布设，在地形地貌复杂或者测量精度要求更高的环境中地面控制点的密度相对较大，在地形地貌平缓区域或者测量精度不高的情况下，地面控制点的密度可适当放稀。此外，地面控制点一般布设在测绘区域四角，有利于不同影像数据之间的拼接，能够提高影像数据的拼接质量。3. 空三加密测量。无人机倾斜摄影测量技术有效降低了测绘“空白”区域的出现概率，但仍不可避免地存在测绘“空白区”，如高大建筑物遮挡严重的区域等，导致局部的测量精度无法达到相应的精度要求。此时，需要进行空中三角加密测量，利用无人机航空拍摄过程中自动存储的POS数据进行方位元素的计算预测，将遮挡因素等剔除进而获得更加贴合实际现状的数据信息，物建筑物纹理信息的提取等。

四、 结语

综上所述，无人机倾斜摄影技术与传统的测量技术相比，具有更加宽泛的使用环境，能够有效降低测量成本、提高测量精度。文章以无人机倾斜摄影测量技术为例，分析了该技术在某工程测量中的应用效果，结果表明，在不考虑全站仪测量精度与误差的前提下，采用无人机倾斜摄影技术测量得到的数据和全站仪测量得到的数据间相对误差均在±10 mm以内，测绘精度符合设计要求。

参考文献：

[1]杨国东，王民水.倾斜摄影测量技术应用及展望[J].测绘与空间地理信息，2016，39（1）：13-15，18.

作者简介：魏晓南，河北省邢台市柏乡县柏乡镇东路村167号。