无人机航空摄影测量技术在工程测绘中的应用

2020-12-08孟大鹏

世界有色金属 2020年11期

孟大鹏

（山东省第一地质矿产勘查院，山东济南 250109）

随着现代化建设进程的不断推进和智慧城市建设步伐的加快，在精细化管理和规划建设发展中，大比例尺地图的使用意义愈发突出，此外伴随低空无人机摄影测量技术的发展和完善，为后期各项工作的开展提供精准化数据的同时，对从事相关工作的同行也提供了重要参考依据，成为了现阶段推动国家可持续发展的重要战略手段，而作为我国重要的基础民生工程，工程规模和数量在持续增加的同时，将无人机航空摄影测量技术实践其中，是当前推动产业可持续发展的重要战略基础[1]。

1 工程测绘中无人机航空摄影测量技术的实践意义

在信息化产业时代背景下，与传统航测遥感技术相比，无人机航空摄影测量技术在打破传统测量局限性的同时，还能从不同角度快速、高效地进行数据收集工作，为土地资源实际使用情况的搜集奠定了良好基础[2]。简单来讲，所谓的“无人机航空摄影测量技术”本质上而言其实就是一种现代化测量技术手段，即通过将五个电子摄像传感器设备安装在航空飞行器中部，从而让飞机在飞行过程中能多角度、多方向对目标区域进行摄影来进行相关图像的采集，高真实性、高性价比以及高效率是倾斜摄影技术的显著特点，在操控过程中为确保后期数据采集的精准度，工作人员需记录好飞行器航速、航高、坐标等有关参数，最后对收集到的信息进行分析和处理。

倾斜无人机航空摄影测量是现阶段土地资源测量中常用的监测技术，与传统测量手段相比，在一定程度上不仅确保了测量数据的精准度，与此同时也保证了后期工程建设的安全性、稳定性和合理性，最终为预期建设作业目标的达成奠定了良好基础[3]。

经大量调研数据分析可知，倾斜摄影是近年来建筑企业为改善当前地质勘查作业现状而研发的一种现代化技术手段，将其应用到水利工程测绘作业中，通过获取同一地区多组重叠影像图，由此为用户提供最真实、最客观且最全面实景图像的同时，还能够真实客观地反映出实际地面信息，最主要的是满足了快速成图及经济性需求。就目前来看，在现阶段无人机航空摄影技术广泛应用的新市场经济常态下，数据处理的高效便捷性也是低空无人机航拍摄影技术的主要应用优势。

2 无人机航空摄影测量在工程测绘中的实践应用

2.1 准备相关资料来处理数据

在水利工程测绘作业过程中，由于作业的复杂度，因此为确保倾斜无人机航空摄影测量应用效益的最大化发挥，基层产业机构和相关部门在具体操作过程前，需搜集和整理工程项目涉及的各项数据资料，为后期各项作业的顺利开展奠定良好基础。

在对数据进行处理时，为确保数据处理的准确性、科学性和有效性，相关部门工作人员再具体操作时，需做好如下工作，即一方面通过扫描各种不同类型的图纸获得矢量化数据，并根据具体情况完成相应赋值；另一方面在转化矢量数据时，工作人员需对矢量数据格式进行统一化调整，由此在妥善处理投影变换和拓扑关系的基础上，建立精准地遥感模型，此外为确保数据获取的精准度，部门还需对航摄设备进行全面系统化检查[4]。

2.2 做好实景三维建模提高监测精准度

在当前水利工程测绘作业过程中，由于某些不可控因素的影响，倾斜无人机航空摄影测量在应用过程中其监测数据或多或少都将受到一定影响，而为有效解决上述问题，基层产业机构和相关部门需在结合当地地质相关资料的基础上，做好实景三维建模，以此在妥善处理监测过程中各种问题的同时。

具体而言就是工作人员需将通过无人机航空摄影测量技术获得的数据需要导入Context Capture三维建模软件中对数据进行转换处理，利用转换好的数据生成实景三维模型并实现正射影像。

2.3 数据采集

2.3.1 航飞情况

在进行航飞过程中，为确保测量数据采集工作的科学性、合理性和规范性，工作人员需按照地形图比例要求绘制精度要求，结合被测地区建筑物特点，科学合理地设置地面分辨率、航飞方向，以此在确保航飞过程中相关数据获取的可靠性和全面性的同时，为后期数据处理工作的顺利实施奠定良好基础。

2.3.2 倾斜摄影数据情况

在进行航飞拍摄过程中，工作人员需确保拍摄的影像图片数据符合测区测量所需，没有出现任何疏漏和缺失的情况；影像清晰度较高，且色调较为均匀；影像边缘均匀。

2.4 影像数据成图

实现对被测区域的三维建模、纠正畸变差等数据采集工作，将测得数据导入数据处理软件，生成工程文件，由工作人员进行点线面的绘图工作，在影像数据成图过程中需要对不同传感器采集到的数据赋予图层属性信息。

2.5 水利工程测绘中的具体应用

在进行水利工程测绘过程中，多视影像联合平差和多视影像密集匹配是无人机航空摄影测量的关键技术手段，其监测数据是否精准化和准确性不仅是相关部门了解土地资源使用现状的重要依据，同时监测数据的精准度对于后期工程施工作业以及整体工程施工质量和施工效益而言具有重要影响，故此为达到预期施工目标，在应用摄影监测技术时相关工作人员还需做好如下工作，即：

其一，合理设置监测基准点。在摄影监测技术应用过程中，通过上述分析可知监测基准点设置的科学性、合理性与否，在很大程度上对工程施工质量和施工效率而言具有重要影响，为此在进行检测基准点设置过程中，部门工作人员需在测量区域内获取多个清晰度较高的图像信息点，将其中测量点、控制点为坐门体系，实现三维、三加密控制。通常来讲，在基准点设置过程中，为便于工作人员进行监测和拍摄，监测点通常设置成一条直线，与此同时为提高测量精度，基层产业机构和相关部门工作人员需利用全站仪野外实测其点位坐标及点位间距数据，并与内业测图成果比较，采用高精度检测中误差计算公式进行精度统计；

其二，合理设置合理定位点。在进行定位监测点设置过程中，为提高检测结果的精准度，定位监测点在设置时，除了保证监测点在同一直线以及均匀分布外，也可以采用强制对中墩提高测量精度。除此之外，在进行定位点监测设置过程中，监测部门的工作人员一方面需在将觇板安装在变形监测点后，在拍照前先采用TCA2003瞄准棱镜，保证摄影基线不变的情况下，然后在分析移动量，得到监测点的水平位移，以此来保证监测数据结果的准确性；另一方面针对模型变形较为严重或遮挡严重的界址点，调取原始影像，测定影像上的真实点位以确保采集精度。在DP Mapper中，旋转模型使视角对准所采墙面，切换主影像，旋转模型使视角对准相邻墙面。切换副影像，主影像、副影像的辅助线对准同一墙角进行采集。

2.6 数据的处理

在无人机航空摄影测量技术应用过程中，数据处理工作对测量技术应用成效具有直接影响，而随着近年来测量技术应用范围的不断扩大，为确保信息处理的有效性和科学性，在对数据进行处理时，为从根本上提高处理质量和处理精准度，工作人员可采取运动回复结构算法，并通过将其与计算机视觉与摄影测量学原理相结合，从而确保无人机航空摄影测量技术在使用时，即使缺少相机检校参数，也能建立较为精准的三维模型来校正数据，以此来满足后期工程的制图要求。

除此之外相关部门还需基于三维模型地籍要素来进行数据的处理，即——五点方法、墙面取点求交以及房角点采集。