无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的应用浅析

无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的应用浅析摘要：无人机倾斜摄影技术是在无人机技术、GPS定位技术、通讯技术、倾斜航空摄影技术等基础上发展起来的新兴测绘技术，与传统的摄影技术相比，无人机倾斜摄影技术具有明显的优势，因其具有成图快、精度高等优点，广泛地应用于我国地形图测绘、建筑工程测量、水利水电测量等领域，取得了较好的应用效果。

关键词：无人机倾斜摄影技术；测绘工程；应用研究

1无人机倾斜摄影技术概况

倾斜摄影技术发展于传统的有人飞机上，早期并未应用于测绘领域，仅以采集建筑立面的纹理信息为主要目的。随着图像匹配技术和融合技术的快速发展，无人机倾斜摄影技术逐渐应用于大比例尺地形图测绘等方面。倾斜摄影测量技术的航摄系统一般由HM2200无人机、HO1300无人机、HO1600无人机搭配飞行，在无人机中装载南方测绘倾斜数字航空摄影相机，配套安装航摄计划设计软件、机载定位系统和飞行管理系统等。

2无人机倾斜摄影技术的优势分析

与传统的摄影技术相比，无人机倾斜摄影技术具有明显的优势，主要体现在以下几个方面：（1）能够从多角度获取摄影目标物的影像，与正射影像相比，该技术能够从多方位观察目标物，能够快速的实现目标物侧面纹理信息的获取，有效的弥补了正射影像仅从直射方向获取目标物信息的缺点，且该技术获得的数据信息更适合于建设三维数字城市等，降低了建设三维模型的成本；（2）实现了单张影像量测，借助相应的处理软件系统实现了单张影像中高度、角度、面积、长度、坡度等信息的获取；（3）获得的倾斜影像分辨率更高，影像色调、纹理更清晰，有助于更真实的还原目标物的实际面貌；（4）与GIS技术数据相比，倾斜摄影技术获得的数据量小，便于网络化应用，有助于推动数据共享建设进程；（5）简单、高效生产DEM、DOM，该技术在数据采集过程中具有高的采集效率和精度，提高了生产DEM、DOM等的效率。

3倾斜摄影原理及特点

3．1倾斜摄影原理

无人机摄影技术的原理就是在无人机飞行平台上，通过多个数码相机，以垂直或者倾斜等多种角度来对地物进行拍摄。而在拍摄过程中，比较常用的五镜头倾斜摄影系统充分结合了无人机平台的GPS/IMU系统，由此来获得POS数据以及相关图像控制点的数据，然后再通过相应软件来对数字表明模型和数字正摄影图像和3D模型进行有效的处理。

3．2倾斜摄影测量技术特点

其一就是其拍摄的图像立体效果更加真实，能够对人类的感知能够以更加真实的状态反应出来；其二就是能够为建模提供的纹理信息更加真实而且丰富；其三就是能够充分实现高精度的测量工作。此外，无人机能够充分实现低空遥感操作，而且不仅操作起来比较简单，而且可操行也比较强，图像采集的周期大幅度缩短。由此我们可以看出，通过无人机摄影技术来获得真实的三维模型，同时使用矢量绘图平台来获得地形图所需要的相关元素，能够在很大程度上改变传统测量技术所存在的不足，在很大程度上提高了测量的效率和测量的质量。为工程建设的顺利开展提供了更加有效的数据支持。

3．3倾斜相机的性能要求

在倾斜摄影系统中，其镜头的数量和类型有很多中，不仅有多头的，而且还有单头的，能够通过不同角度来获得图像，并且能够实现单架次操作的广度和深度。一般在无人机实施航空测量工作时，其像素会控制在3500万以上，因为倾斜摄影技术是对一次曝光获得影像像素实施控制，所以在测量过程中不能对单一相机的像素进行固定，而对其工作的时间，电池的寿命以及曝光的功能和图像的采集等功能则可以实施限制，虽然器械曝光能够获得更好的更高的像素，但是因为成本，还需要对其进行适当的控制。通常情况下，单个镜头的像素要控制在2000万以上，而一次曝光的像素也要控制在1亿。此外为了满足特定条件下的测量需要，相机的作业时间也要控制在90分钟以上，并且要确保其能够全天候的作业，而且只有具有曝光功能的相机才能充分满足影响重叠度的具体要求。

4无人机倾斜摄影测量技术的关键

通过无人机倾斜摄影技术而收集的图像有垂直的还有倾斜的两种。一般其摄影测量的方向主要有无约束的和附件约束的区域网平差，还有倾斜摄影的直接定向三种，而无人机摄影测量技术的另一种重要技术就是多视影响密集匹配技术，通过倾斜图像，能够以更大的尺寸更高的分辨率来清晰的显示地面的物体。该技术不仅能够用在对影像的预处理工作中，同时还能应用在三维模型的制作中。

5无人机倾斜摄影的应用范围

当前，在民用领域中，无人机主要应用在地形图的测绘、地质条件的勘测以及对自然灾害的检测，再有就是交通管制、通信中继以及农药喷射等很多项目中，因为每个地区以及国家所面对的实际情况都不一样，尤其是在国土测绘以及灾情和气象等方面，因此对无人机的技术提出了不同的要求，所以面对不同的情况要进行具体的分析。当前，无人机因其成本低，而且操作简单和数据精确等优势在城市的规划和管理、三维城市建模中得到了很好的应用。而在未来，相信会在更多的领域中得到更为广泛的应用。

6无人机倾斜摄影获取的数据流程

在获取数据信息时，无人机倾斜技术首先对地表的物体获取完善的基础信息，这些信息不仅包括城市房屋的外框，而且还包括周边的一些矢量信息，而工作人员就是依据这些信息迅速的生产三维模型，来绘制地形图；其次就是建立快速模型库，以基础数据作为基础，再通过第三方数据处理软件，形成人机交互三维建模，从而生产三维模型，然后在对数据进行仔细的检查，在确认没有错误以后进行三维模型的计算，建立空间系统，最后提交工程，设置名称，最终生成完整模型。

7结束语

无人机倾斜技术在现代化测绘领域中具有广泛的应用，经过大量社会实践表明，该技术能够满足大比例尺地形图测绘、建筑工程测量、水利水电工程测量等领域的精度要求，能够满足社会发展的基本需要。因此，可以进行大规模推广使用。总之，与传统的测量技术相比，无人机倾斜摄影测量技术具有非常显著的优势，其不仅影像的清晰度高，而且所出的模型也更精细和真实，因此能够更好的满足工程项目对建筑模型的需要。在三维模型构建完成以后，技术人员还可以将其与地下管线工程进行有效的结合，通过GIS、可视化以及三维仿真技术来对已建设完成的地下空间进行查询和展示，由此来为工程建设提供更加精确的数据资料。

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