探讨公路工程倾斜摄影测量技术应用

周育洪

摘 要：倾斜摄影测量技术作为公路测量领域中常用的一项技术策略，其具备效率高、数据获取完整、操作方便等特点得到了广泛的应用。为了能够对倾斜摄影测量技术在公路测量中的应用效果有全面的了解。笔者结合近年以来的工作实际经验，以倾斜摄影测量技术作为研究背景，在阐述该技术系统结构组成内容的同时对技术特点以及应用情况进行了总结探讨，希望论述之后可给同类工程提供借鉴。

关键词：公路工程;倾斜摄影;测量技术;应用

中图分类号：U412.2 文献标识码：A

0 引言

在科学技术不断发展之下，越来越多的新兴技术应用到测量领域当中。倾斜摄影测量技术是科学技术的一种产物，该技术主要是将传统的航空摄影技术以及数字地面采集技术综合结合起来成为一种新型的测量手段。通过该类技术的应用，能够弥补传统人工摄像不足的问题，可以从宏观层面上了解到被测量的参数实现了几何纠正、多影像匹配、平差控制的处理效果。所以对该技术的应用进行分析，探寻出科学有效的技术方案，对推动公路工程测量工作的开展有着非常重要的帮助。

1 倾斜摄影系统简介

山区公路勘测周期相对较短，工作任务比较多，并且受到恶劣环境的影响，所以勘测工作难度很高。传统公路勘察线路主要是通过常规的航空摄影测量技术与地面实测的方式可以获取地面三维坐标信息，获取准确的测量图形和数据信息，完成各项操作流程，所以导致实际应用存在一定的局限和问题。所以，本文主要分析倾斜摄影测量技术方式。

1.1 倾斜摄影测量技術特点

（1）真实。构建出清晰、准确的模型，可以清晰的看到每一个细节部分。（2）高效率。可与无人机测量速度比较，随时掌握实际情况。（3）高精度。模型精确度较高，可以根据需要创建三维坐标信息。（4）高精细。模型中有非常全面的纹理信息。

1.2 倾斜摄影系统的设备

倾斜摄影系统内有很多的组成部分，包含飞行平台、飞行导航系统、传感器、监视系统、数据传输系统等。结合实际情况，本文选择使用的飞行平台的六旋翼航测无人机，该设备使用碳纤维构造，结构强度较高，重量比较小;操控非常简单，在任何复杂条件下都可以满足航测的需要。无人机中搭载倾斜传感器设施，为扫摆双相机云台，配置索尼全幅相机依次摆动60°，在一个周期内可以直接拍摄多个角度的地物航空影像，符合6台相机的拍摄效果。

2 倾斜摄影测量技术在公路测量中的应用

在倾斜摄影测量技术应用时，需要按照公路测量的目标要求做好设计方案的优化，并且对涉及到的技术路线进行划分，同时严格按照操作原则进行，以下为倾斜摄影测量技术测量过程：

2.1 倾斜摄影测量技术测绘

1∶500地形图工艺如下：（1）收集各项资料，发布相关的控制措施和方案，收集测量区域内的各项成果。（2）合理确定航线，确定像控点。明确相关的无人机航飞技术方案，并且与民航部门保持联系，申请飞行空域，设置相关的设备，以更好的满足飞行的需要。（3）像控点测量。外业技术人员需要进行现场像控点规划设计，并且做好测量坐标的标记处理。（4）根据需要创设实景模型，利用影像联合的方式进行倾斜影响区域网平差、多视影像密集点匹配技术，从而可以得到精度较高的密度点云数据信息，还能够利用集群技术可以缩短运算时间。（5）创建出三维实景模型，实现裸眼测图，能够准确的掌握地物位置和属性信息，外业调绘补测的工作量有效的降低，绘图中记录好各项疑问，从而可以实现有效核查。（6）绘制地形图完成后，进行数据精度检查，达到地形图的使用标准。

2.2 倾斜摄影的技术流程

按照目前无人机倾斜摄影测量要求，结合本项目特性，发布如上技术流程，见图1。

2.3 航线设计

（1）因为该区域的主要地形条件是山区，气候、环境、地质等都比较特殊，要想选择理想的起降场地有着一定的难度，对于飞行人员和飞机都有较高的要求。飞机起飞之前需要做好全面的检测，各个零部件运行正常，没有任何的缺陷与问题。技术人员合理调整技术参数，各个数据都符合航测工作的需要，让航测工作可以顺利的实施下去。（2）要想提升模型与成图的数据精度，在航线设计环节，应该做好下述处理措施：①对于落差在100 m以上的区域进行合理规划设计，确保各个地区内的分辨率全部达到精度的要求;②尽量保证航线的统一性，分架次逐步完成航测工作任务，保证整体空三率和精度安全达到要求。为了使得人员、飞机的安全性合格，将航线导入到计算机软件中，利用模拟飞行的方式确保飞机的安全性，以免航测时出现安全事故。

2.4 像控点布设方案

在进行全面精度分析之后，如果是单架次航线规划像控点，则数量设置在5个以上，而多个架次航线规划的接边处2个。

像控点采取应用的是7字形，进行地面硬化处理，使用红、白漆的合理设置。像控点设置要做好如下工作：①在边缘像控点上设置1～2条航线，旁向部位应该设置1～2条基线;②分开进行航线设置，其重叠在2条基线以上;③像控点都要在航摄前应该有效设置，并且做好测量工作;④测量范围内确定检查点。

2.5 空三加密和三维建模

（1）数据预处理。将测量之后产生的原始数据信息直接录入到91卫图检查，数据达到精确性的要求，图像的质量和数量符合要求，进行照片与名称的编写，为后续处理和利用提供基础。（2）空三加密。通过工程导入影像与POS数据，然后和连接点匹配好，并且导入像控点，然后进行平差分析。如果空三加密无法满足要求，应该采取下述措施解决：①系统导入的各个影像应该进行焦距、传感器的控制，保证达到精确性要求;②检测影像数据能否达到亮度或者锐化等过度的要求;③在engine中进行全面检查，了解空三在那个部分是失败的，然后对于该步骤的数据做出改进和调整。（3）三维建模。进行系统三维模型构建，软件可以形成高密度的点云数据信息，可以创建TIN模型，按照模型的空间信息，可以直接掌握影像纹理信息，可以赋予模型，最终可以形成OSGB格式形成三维模型。值得注意的是，在三维模型构建的阶段中，该技术的应用还能够通过模型建立在模型参数获取的基础上，对涉及到的精度进行明确，能够改善传统技术存在的不足。

2.6 技术要点

（1）整理数据，形成完善的影像资料。①照片数量和POS数量是一致性的，并且是相互对应的;②POS数据转换和相应的坐标系是对应的。（2）内业空三加密模型的创立，保证坐标建立达到正确性，字段是一致性的，且使用正确的引擎路径。（3）三维模型测图。给模型内导入合格的数据信息和文件资料，可以准确的掌握房屋的位置信息，如果有模糊点，应该及时做出调整;如果有植被的覆盖，通过切割植被的功能保证数据点达到精度的要求。

3 地形图精度

3.1 地形图精度要求

在该项目中，主要的地形条件是山岭，而测量时选择精度为等高距0.5 m，符合国家标准和行业规范的要求，具体见表1。

3.2 成果精度检查

在成果检查的过程中，主要是通过野外实测成果与倾斜摄影三维模型方式，进行成果数据的对比，可以检验精度是否达到运行标准。成果精度检查工作进行中，要从平面、高程两个方面进行检验分析。以目前实测数据与倾斜三维模型实现数据对比和分析，平面点位精度与高程精度合格。经过分析误差数据，发现平面中和误差为0.06 m，高程中和误差为0.12 m，全部达到规范和標准的要求，满足正常运行标准。

4 结语

经过本文分析可以发现，无人机倾斜摄影三维实景模型采集中，所得到的地形数据信息符合精度的标准和要求，可以大幅提升测绘生产效率和水平，所以该技术被大量的应用到公路勘测领域内。但是依然还有很多的问题无法彻底解决。其一，无人机续航里程较少。当前无人机的电池材料较为单一，很多都是锂电池，航行时间较短。要想解决该问题，需要研发出全新电池形式，解决动力来源;其二，地形图是应用半自动化方式，人机交互性好，容易人为操作而产生误差和问题，所以需要引入计算机软件分析技术，提高数据分析精度;其三，倾斜摄影测量应用在国土、规划、建筑等领域效果好，技术比较成熟，但是还有如下问题：①数据量过大;②没有统一文件和数字格式;③成本高;④零部件国产化水平低。

参考文献：

[1]王琳，吴正鹏，姜兴钰，等.无人机倾斜摄影技术在三维城市建模中的应用[J].测绘与空间地理信息，2015（12）：30-32.

[2]王丙涛，王继.基于倾斜摄影技术的三维建模生产与质量分析[J].城市勘测，2015（5）：80-82+85.

[3]谭金石，黄正忠.基于倾斜摄影测量技术的实景三维建模及精度评估[J].现代测绘，2015（5）：21-24.

[4]孙宏伟.基于倾斜摄影测量技术的三维数字城市建模[J].现代测绘，2014（1）：18-21.

[5]田野，向宇，高峰，等.利用Pictometry倾斜摄影技术进行全自动快速三维实景城市生产--以常州市三维实景城市生产为例[J].测绘通报，2013（2）：59-62+66.