探析倾斜摄影在水利工程测绘中的应用

◎虞道祥 江门市科禹水利规划设计咨询有限公司

随着我国经济水平的不断发展，水利工程也拥有了越来越广阔的建设范围。在水利工程测绘中，以倾斜摄影为代表的诸多先进技术，均已得到了非常广泛的运用。倾斜摄影是通过将无人机与传感器进行互联的方式，使数据得到快速且准确的采集，以此来为水利工程的建设打下牢固的基础，使相关工作的开展能够更加有序的技术。此外，倾斜摄影还能够让水利施工更有目的性和针对性，将施工的具体流程进行明确，确保水利工程项目能够顺利竣工。

1.倾斜摄影应用优势概述

倾斜摄影强调通过无人机空中摄影的方式，对地形数据进行采集，在此基础上，利用现有技术对采集所得数据进行处理，得到符合现场情况的三维模型，为水利工程提供完善的参考数据，在保证工程建设质量的前提下，对建设速度进行提升，确保水利工程可创造出更为可观的社会与经济效益。测量流程可被概括如下：采集基本数据—分析并处理数据—建立三维模型—开展测图工作—全面检核精度—提交测量成果。

事实证明，该技术的优势主要体现在以下方面：其一，倾斜摄影能够获得建模所需原始数据，确保技术人员能够更好地了解到测绘现场的地形状况。其二，该技术能够为技术人员提供更加全面的数据，通过对侧面细节进行补充的方式，使人工模仿在真实度方面所存在不足得到弥补，最大程度缩小三维模型和现场情况的差距。其三，在提升工作的质量和效率方面，该技术同样具有突出表现，通常只需1d时间，便能够获得1km²的数据。其四，该技术对外界环境和天气所提出要求相对较低，可通过减少人力资源投入、有效控制飞行周期的方式，对飞行成本进行降低。每架无人机都能够搭载多个摄像设备，在架次相同的前提下，倾斜摄影所获得影像数据往往较常规航摄更为丰富。在后期处理环节，技术人员可利用相关软件对数据进行批量处理，这样做既能够提升工作速度，还可以避免仪器出现不必要的损耗。其五，技术人员可借助倾斜摄影的灵活性，在任何时间地点开展测绘工作，实现泛在测绘。

2.倾斜摄影水利工程测绘应用要点

倾斜摄影测量的优势，主要是能够快速获得不同视角的数据，其中，既包括垂直数据，还包括倾斜数据。空中三角测量相关软件不具备分析倾斜摄影数据的功能，要想使该技术发挥出应有作用，关键是要对以下内容引起重视：

2.1 基础数据采集

由倾斜摄影所制作数据均为基本技术数据，换言之，对水利工程而言，只要获得了倾斜摄影数据，技术人员便可通过模型对DOM、DEM等辅助数据进行提取。另外，对倾斜摄影数据进行处理时，技术人员还可以根据工程需求，导出数据对应点云或图像，以此来降低日后工作的难度。

现阶段，倾斜摄影大有取代航空摄影和卫星遥感之势，作为常规测绘技术，航空摄影的不足在于其手段单一，不能对图像进行高精准度的采集与分析，而卫星遥感的劣势主要体现在时效性和图像分辨率方面。倾斜摄影有效规避了上述问题，通过和传统摄影相结合的方式，在确保质量的同时提高数据的精准程度，基于倾斜摄影数据所构建三维模型，使测量结果以更为直观的方式被展现了出来，这对水利工程的有序推进具有重大意义。

2.2 摄影状态调整

要想使倾斜摄影优势得到充分发挥，关键是要对摄影状态进行及时调整，当无人机处于低空飞行状态下，可进行高清拍摄，此时，无人机所采集数据的分辨率可达到约2cm。除特殊情况外，无人机所设置地面分辨率均为5cm，确保每日所测绘面积均能够达到1km²。若地面分辨率可提高至2cm，通常能够最大程度保证经过处理所得模型视觉感和现场一致，这对日后水利决策的制定具有重要意义。在得到三维模型后，技术人员便可以利用现有软件，根据工程要求完成模型量取和立体测图的操作。事实证明，对可视性良好的三维模型加以运用，可使决策人员产生身临其境之感，由此所制定决策自然更加科学。

2.3 实现泛在测绘

早在上世纪五十年代，测绘领域就已对POS和TBS技术与测绘工作进行了结合，在确保测绘精度及速度得到显著提高的基础上，逐渐减弱自身对专业理论所具有依赖性，相关人员只需具备对无人机进行操作的能力，便可独立完成生产测绘数据的工作。对航测数据进行处理的工作，正随着软件平台的升级而朝着自动化方向迈进，技术人员只需提前设置相关参数，便可确保后续工作按照既定流程开展，泛在测绘的设想随之实现。

2.4 工作注意事项

在利用倾斜摄影技术对水利工程进行测绘时，技术人员应对以下内容引起重视：首先要确保图像为符合测绘要求的彩色图像，并且清晰度满足要求。其次要保证利用倾斜摄影所采集影像数据的分辨率达到行业标准，避免由于分辨率过低而对施工造成影响。再次是要注意无人机的航向重叠问题，杜绝所获取数据不符合要求的情况出现。最后是要最大程度提高图像的清晰度和辨识度，保证无模糊图像存在，为后续工作的有序进行助力。如果航飞过程中，受无人机自身因素或外界因素影响，导致局部区域缺少影像覆盖或是相片质量不符合要求，则需要第一时间进行补拍，根据原定航线及相关参数，完成漏洞填充工作。此外，在测绘工作正式开始前，技术人员还要对无人机的拍摄镜头进行检查并调整，确保无人机能够对各个方位进行拍摄，杜绝拍摄死角和拍摄盲区出现。

3.倾斜摄影实际应用案例

作为输水工程的重要节点，某水利工程计划使用7台双吸离心泵完成建设工作。在对施工方案进行设计时，技术人员预估该工程每日输水量的平均值为50万吨，需要同时为3个市区提供水源。对工程现场进行测绘时，技术人员决定采取倾斜摄影结合BIM技术的策略，在获得立体地形图的前提下，对工程地点的地形地貌进行全方位了解。

测绘过程中，技术人员以工程实际情况为依据，使用无人机对工程数据进行了采集。此次测量区的面积在0.5km²左右，共拍摄了大约3000张的照片，其重叠度约为90%。随后，技术人员选择利用现有建模软件，对测绘数据进行处理，并对工程进行三维建模，这一环节的任务，主要有水利工程的特征点的提取、影像资料的匹配以及数据的运算等。在获得三维模型后，技术人员便结合模型所传递信息，对工程中存在的问题进行发现并及时解决，为实际施工提供有效的参考。

在这次水利工程项目的测绘工作中，技术人员利用倾斜摄影技术，在对原始信息进行采集和提取的基础上，通过软件对数据进行整理，通过建模的方式，使工程测量悬停精度得到严格控制，在三维模型的辅助下，后续施工得以有序开展。由此可见，将倾斜摄影用于水利工程测绘是大势所趋，这样做所带来的好处，可被归纳为以下两点：一是在水利工程中，该技术能够提升水资源的管理应用能力，使各项信息的精准度得到保障。将倾斜摄影与信息技术结合，可提高施工方案的合理性，而高清摄影与卫星定位技术的加入，更是在极大程度上加强了水利工程测量结果的准确性。二是倾斜摄影能够提高测绘工作的效率，该技术不仅操作简单，所获取数据也有着较高的精准度，操作人员无需进行后续拍摄，只要使用信息技术就可以对采集到的数据进行处理。另外，根据倾斜摄影数据所创造出的立体模型，较其他模型更具真实感，这点同样需要引起重视。

4.结论

倾斜摄影强调通过无人机所搭载多个摄像头进行多角度拍摄，并借助计算机技术对原始数据进行处理，从而获得立体的地理数据信息，以完成测绘工作，为后续工作提供有效的原始数据。利用该技术对水利工程进行测绘，可对原始数据进行采集，但要注意在采集过程中对摄影状态进行及时调整，从而有效提高工作效率。此外，还要对无人机的航线重叠问题引起重视，确保图像的清晰度、原始资料的分辨率均符合相关要求，只有这样才能够让测绘工作达到应有的效果。