无人机倾斜摄影测量技术在测绘大比例尺地形图中的应用

无人机倾斜摄影测量技术在测绘大比例尺地形图中的应用

陈漫铿

44152219840502 ****

摘要:由于传统的测绘方法依靠人工实地测量，目前，成图效率和成图质量不能满足工程的需要。无人机挂载倾斜摄影设备进行1∶500地形图测量，和传统的人工测量相比，无人机测量灵活、迅速，作业范围广。为解决传统大比例尺地形图测绘中误差高的问题，将无人机倾斜摄影测量技术应用在测绘大比例尺地形图中，通过无人机倾斜摄影测量技术，采集地形图测绘数据，并对其执行处理操作，建立大比例尺地形图测绘数据3D绘图协议，结合AutoCAD2010平台，实现大比例尺地形图测绘。基于此，本文详细分析了无人机倾斜摄影测量技术在测绘大比例尺地形图中的应用策略。

关键词：无人机倾斜摄影；测量技术；大比例尺地形图；应用

引言

无人机挂载倾斜摄影设备进行1∶500地形图测量，和传统的人工测量相比，无人机测量灵活、迅速，作业范围广。无人机倾斜摄影测量技术是无人机搭载多镜头相机对拍摄区域进行全方位、无死角的拍摄，经过内业差分处理制作出三维实景模型。利用遥感技术方便、快捷的获取和更新地表信息来保证人民群众、财产安全和经济快速发展，己经成为国家基础建设部门的重要课题。倾斜摄影测量技术作为一种新型的技术形式，近年来在地形图测绘中具有较为广泛的应用，且技术特征与应用优势较突出。将通过对倾斜摄影测量技术的特点及其原理进行分析，提出倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘应用中的技术要点。

1无人机倾斜摄影测量技术的含义

无人机倾斜摄影测量技术属于我国高新领域的研究内容，此项技术的提出，完全颠覆了传统测量技术中存在的仅可实现对监测点垂直检测的问题。在使用提出技术进行实际测量工作过程中，可在无人机上搭设多个传感设备与通信设备，因此，在进行数据时，可实现对同一点数据的多维度测量。而使用此种测量方式，更加有利于提供使用者一个直观的观看感受。此项技术不仅可以实现对检测点的精准定位，同时也可以更具时效性的为使用者还原一个真实的地质信息。在无人机倾斜摄影测量中，可以设定一个航拍中心，以此中心作为无人机倾斜摄影测量的圆心，以此定位数据。而此项技术提供给测量者的精准定位功能，可将地质环境中多种有机物体进行嵌入式定位，从而使获取的影像、图片等数据信息内容更加丰富，给予使用者更为优越的使用体验，实现了对传统测量技术功能、性能的拓展^[1]。

2倾斜摄影测量技术概述

2.1倾斜摄影测量技术的原理

倾斜摄影测量技术早期是在传统的有人飞机上应用，进行建筑外立面的纹理信息采集。近年来，在图像自动匹配技术的快速发展和应用推动下，倾斜摄影测量技术在实际测绘应用中，通过将倾斜放置相机所采集图像在空三模块中加入和处理，能够实现多角度的城市建筑物场景构建。值得注意的是，由于用于测绘分析的倾斜摄影相机中配置有3~5个方向的传感器镜头，能够同时从前、后、左、右和垂直面等5个不同的角度进行测量地物的影像获取，实现对同一地物的多视角影像数据与地面物体的侧面信息有效采集，在进行影像采集与获取后，还能够通过对多视影像的区域联合平差以及多视影像匹配、正射纠正、生成DSM、三维建模与数据分析等处理，实现最终的倾斜摄影测量技术产品获取。

2.2倾斜摄影系统的构成

无人机倾斜摄影平台是无人机加挂载拍摄设备的总称。倾斜摄影系统由3大部分组成:1)无人飞行器平台，分为多旋翼无人机和固定翼无人机;2)操作人员，由无人机驾驶员和地面站指挥员组成;3)航拍设备，由倾斜相机和姿态定位系统组成^[2]。

3基于无人机倾斜摄影测量技术的大比例尺地形图测绘方法

3.1控制测量

采用倾斜摄影测量技术进行大比例尺地形图测绘，为确保测量数据结果的准确性，应加强对倾斜摄影测量中的控制点数量以及控制点设置的合理控制，在确保测量控制点的数量设置合理情况下，还应在房屋顶等位置进行相应的测量控制点增加设置，从而对倾斜摄影测量的数据结果准确性进行完善和提升。对地面像控点的坐标数据，在具体测量中可采用卫星导航定位基准网进行采集和控制，以确保其采集数据的准确性。

3.2建立大比例尺地形图测绘数据3D绘图协议

分析大比例尺地形图测绘数据属性，制作相应的电子信息表。通过建立大比例尺地形图测绘数据3D绘图协议，实现大比例尺地形图测绘数据电子信息表的空间数据可视化。具体流程为：首先，通过HTML脚本制作Web交互式三维动画，以3D图形的形式渲染大比例尺地形图测绘数据。而后，利用OpenGL ES 2.0制作大比例尺地形图测绘数据API，允许文档对象模型接口。最后，利用部分Javascript实现大比例尺地形图测绘数据3D绘图自动存储器管理^[3]。

3.3倾斜摄影测量影像获取与数据处理

采用倾斜摄影测量技术进行航拍测量，是由各镜头按照所对应曝光点的坐标位置进行自动拍摄，从而实现多视角的影像拍摄和获取。对获取的多视角影像数据处理，需要通过虚拟影像建立，在进行视野范围的倾斜影像选取后，将选择影像的像素在虚拟影像中进行反投影，从而对摄影影像中地面突出竖直物体的重影效应减小控制。其中，在对倾斜摄影获取的多视角影像中突出地面的竖直物体重影效应进行减小控制的具体方法为：在平坦的地区对影像进行拼接，并在拼接前对两幅影像进行密集匹配，同时对倾斜影像及其对应下多视角影像进行直线特征匹配，以实现突出地面的竖直物识别，根据识别结果进行位置信息纠正

^[4]。

3.4实现大比例尺地形图测绘

在建立大比例尺地形图测绘数据3D绘图协议的基础上，下述将结合AutoCAD 2010平台，基于CASS10.1地形地籍成图软件，实现大比例尺地形图测绘。通过大比例尺矿图编绘，实现地形图测绘信息显示。大比例尺地形图编绘的具体流程为：首先，在CASS10.1地形地籍成图软件中调用上述处理完成的大比例尺地形图测绘影像数据，并将数据中的点位在矿图上进行显示，为大比例尺地形图测绘提供多元化的数据源。针对一些潜在的大比例尺地形图测绘信息进行重点特征分析，通过对多元次测绘工程信息的有效识别。再通过全色数据的正射校正，对大比例尺地形图测绘数据进行配准，形成点云文件数据密集。而后，将大比例尺地形图测绘的分辨率融合，实现对地形图的增强以及调色。最后，通过多景影像的镶嵌，手动勾绘等深线，对附加信息进行装饰，实现大比例尺地形图测绘，并清除所有定义后未经引用的线型^[5]。

结语

综上所述，通过本文的分析证明了设计测绘方法在实际应用中的适用性，以此为依据，证明此次优化设计的必要性。因此，有理由相信通过本文设计，能够解决传统大比例尺地形图测绘中存在的缺陷。但本文同样存在不足之处，主要表现为未对本次大比例尺地形图测绘结果的精密度与准确度进行检验，进一步提高大比例尺地形图测绘结果的可信度。

参考文献

[1]曾晓璇.倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的实践论述[J].中国标准化,2019(24):114-115.

[2]程玉红.无人机倾斜摄影技术在大比例尺地形图测绘中的应用研究[J].山西交通科技,2019(06):21-23.

[3]霍伟奇.无人机倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用研究[J].河南建材,2019(06):111-112.

[4]巨正平,路云.基于无人机倾斜摄影测量技术在大比例地形测绘中的应用探讨[J].江西科学,2019,37(05):723-726.

[5]王水清.无人机低空摄影测量技术在大比例尺地形图测量中的应用[J].河南科技,2019(17):17-22.