无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的实施与应用

无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的实施与应用

郑文志

新疆宝地测绘有限责任公司 新疆乌鲁木齐  830000

摘要：无人机倾斜摄影指通过携带有摄像头的无人机，通过多角度对不同目标进行测量的操作。相较于最初的垂直摄影，倾斜摄影可以将测量物体与地区的高差展示出来，使所拍摄的影像更加真切、直观。因此，研究无人机摄影在测绘工程中的应用具有重要的意义。

关键词：无人机倾斜摄影技术；测绘工程；应用

1无人机倾斜摄影测量概述

1.1无人机倾斜摄影测量技术的基本原理

无人机倾斜摄影测量技术由两部分组成，无人机是搭载平台，由倾斜摄影测量设备进行摄影测量工作。倾斜摄影测量可以实现被测场景五个方向的影像收集，包括垂直、左视、右视、前视、后视以及垂直方向，根据获取到的影像数据信息中分析地形地物的几何关系和纹理特征进行三维重建，从而实现被测物体的实景三维模型，呈现出满足精度被测场景的大小、形状、平面位置、立面、侧面、断面以及地形状况等。无人机相较于载人飞行器，携带运输方便、组装简单、受航空管制影响较小、成本较低、工作效率高，不需要机组人员，在地面实现对无人机的控制。具有广泛的发展和应用前景。

1.2无人机倾斜摄影测量的基本流程

无人机倾斜摄影测量的基本流程可以分为准备阶段、航测阶段、数据处理阶段[4]。

准备阶段主要包括明确用户成图比例的需求，地面分辨率要达到几厘米；了解测区的地形起伏情况，选择并准备合适的相机、镜头、相片重叠度，并计算无人机的相对航高；像控布设及测量等。

航测阶段主要包括航线的间隔和拍照间隔：设置好航线，外业工作一定要细心，起飞各项检查要仔细认真，参数设置是否正确，操作方法是否正确等。设备检查：设备要从开始组装直到结束整个过程中都要仔细每个环节，各连接件情况、电机转动情况、航机工作情况、通信情况；航线航点、拍照间隔、拍照点是否按要求正常进行等。

数据处理阶段主要包括相片质量检查、空三加密、真正射纠正、三维建模以及DSM生成、立体测图、成果整理等。

1.3无人机倾斜摄影特点

与传统的垂直摄影相比，无人机倾斜摄影能够获取更全面、更真实的地表信息，呈现出更强烈的立体感，有助于提高影像的解译精度。由于一次倾斜摄影可以获取相对较大范围的影像，因此在相同时间内能够覆盖更多的地理区域，提高了数据采集的效率。无人机倾斜摄影适用于城市规划、土地管理、灾害监测、建筑物三维建模等多个领域，为各种应用场景提供了高质量的地理信息数据。通过倾斜摄影技术获取的影像，能够提供更为精准的地物坐标和高程信息，为地理信息系统（GIS）和测绘工程提供高精度的基础数据。另外无人机倾斜摄影系统通常搭载在无人机等载具上，具有较强的机动性和灵活性，可以适应不同地形和复杂环境的拍摄需求。

1.4无人机倾斜摄影测量的优势

无人机倾斜摄影测量技术的优势有：一是可以反映被测场景的真实情况：无人机摄影测量可以获得被测场景的高度、外观以及位置等数据信息，根据三维数据构建的被测场景三维模型相较于人工模型仿真度更高，更具真实感。二是性价比更高：无人机倾斜摄影测量依赖于技术上的优势，相较于传统航摄对于人员需求较小，总体上成本投入较低，并且输出的成果可以有效满足需求，整体性价比更高。三是工作效率高：其采用的自动化三维建模，相较于人工建模，效率更好，工作周期大大缩短。

2无人机倾斜摄影测量技术的关键

无人机倾斜摄影测量技术是通过安装倾斜相机在无人机上进行航拍，利用倾斜相机特有的倾斜角度和大视场角，获取高分辨率的倾斜照片，并通过后期处理将照片转化为影像点云数据，从而实现地形图的绘制和测量任务的完成。该技术的关键包括相机的安装位置、相机参数的设置以及后期影像点云数据处理。

相机的安装位置对无人机倾斜摄影测量技术起着至关重要的作用。根据实际需要，可以将倾斜相机安装在无人机的底部或者侧面。底部安装可以覆盖更广阔的地面区域，而侧面安装则可以更准确地获取建筑物等垂直结构物的影像。

后期影像点云数据处理也是无人机倾斜摄影测量技术的关键环节。后期处理包括数据提取、分类和导入等工作。数据提取是将倾斜影像中的地物特征提取出来，形成影像点云数据。数据分类是将影像点云数据按照不同地物类型进行分类，如建筑物、道路、植被等。

3无人机倾斜摄影技术在测绘工程的应用要点

3.1航线设计

无人机倾斜摄影技术在航线设计方面展现了高度的灵活性和效率。通过智能航迹规划算法，实现了自动化的航线设计，最小化飞行路径的同时，确保对目标区域的全面覆盖。与传统航摄方法相比，无人机倾斜摄影技术可显著减少飞行时间，提高数据采集效率。例如，相较于传统测绘方法，无人机倾斜摄影技术可以将航线设计的时间缩短至10%以下。

3.2地面观测

倾斜摄影技术使得地面观测更为全面和精细。通过调整摄影设备的拍摄角度，能够更好地捕捉复杂地形、建筑物等地物的细节。在地面观测中，无人机倾斜摄影技术的分辨率通常高于传统方法，例如，在建筑物轮廓的清晰度方面，可以实现10cm级别的细节观测。

3.3GPS布设

无人机倾斜摄影技术在GPS布设方面实现了高精度的定位。通过使用高精度的GPS系统，可以准确获取无人机的位置信息，确保摄影设备在飞行过程中按照预定的航迹进行倾斜拍摄。典型的GPS定位精度可以达到厘米级，提供了可靠的飞行轨迹数据。

3.4数据处理

在数据处理方面，无人机倾斜摄影技术借助先进的图像处理和计算机视觉技术，实现了自动化的数据处理流程。例如，在图像匹配和三维坐标计算方面，相较于传统方法，无人机倾斜摄影技术可以提高处理效率，通常能够在原有时间的1/3内完成数据处理。

4无人机倾斜摄影的应用范围

无人机倾斜摄影技术在测绘工程中具有广泛的应用范围。以下是一些常见的应用领域。

4.1地形测量与地图制作

无人机倾斜摄影技术可以通过拍摄倾斜照片获取影像点云数据，并通过图像处理软件进行数据提取、分类及导入，从而实现地形测量与地图制作的任务。

4.2建筑物三维模型重建

无人机倾斜摄影技术可以通过拍摄倾斜照片获取建筑物的影像点云数据，并结合图像处理软件进行数据的提取和建模。倾斜摄影技术能够快速获取建筑物的三维信息，同时能够对建筑物进行立面纹理的重建，从而可以为城市规划和建筑设计提供准确的数据基础。

4.3矿山与采矿区监测

无人机倾斜摄影技术在矿山和采矿区的监测中有着重要的应用价值。通过无人机拍摄倾斜照片，可以获取矿山和采矿区的影像点云数据。倾斜摄影技术能够快速准确地获取矿山和采矿区的地形和地貌信息，为矿山的管理和规划提供数据支持。

综上所述，无人机倾斜摄影技术具有广泛的应用范围，可以在地形测量与地图制作、建筑物三维模型重建、矿山与采矿区监测、土地勘界与不动产测绘、环境监测与生态评估等领域发挥重要作用。随着无人机技术的不断发展和成熟，无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的应用前景将更加广阔。

5结语

无人机倾斜摄影获取数据的流程涉及飞行计划制订、设备准备、飞行任务执行、图像数据传输和数据处理与分析等环节。通过合理的计划和高效的操作，可以获取高质量、大数据量的影像点云数据，为测绘工程提供有力的支撑和保障。

参考文献：

[1]刘宜淋.无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的应用[J].福建建材,2020,(12):41-43+114.

[2]曹明.无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的应用[J].工程建设与设计,2019,(24):272-273.

[3]郭琳.无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的运用[J].地产,2019,(09):119-120.