城市基础测绘中无人机倾斜摄影测量技术的有效应用

城市基础测绘中无人机倾斜摄影测量技术的有效应用

田来江 41122319721118****

冯卫琴 61012219771011****

摘要：无人机倾斜摄影是目前比较先进的影像采集方式，正逐渐在各行各业中应用。其中较为复杂的是无人机倾斜摄影测量技术，无论是相机镜头参数、地面分辨率、航拍参数，以及影像得到后的模型构建和数据采集，都必须按照相关的标准进行。尤其是在城市基础测绘中的应用，更必须具备极高的技术含量和操作能力。

关键词：城市基础测绘；无人机倾斜摄影；测量技术

引言

无人驾驶航空器倾斜摄影测量技术的出现有助于更好地解决这些问题，方法是利用无人驾驶平台上的多个传感器迅速建立一个三维城市景观模型，并利用高倾斜图像处理软件同时从多个角度捕获地面物体的图像与传统的三维建模相比，使用无人机倾斜摄影测量技术构建的三维模型是真实的、纹理化的，具有高的位置和特性精度，从而大大降低了三维建模的成本并提高了模型的制作效率。

1城市测绘工作与无人机低空摄影测量技术

城市制图主要指具有法律效力的城市工程的一项具体措施。城市制图工作需要有关工作人员具备高度的技术能力，其主要作用是为城市规划和建设奠定坚实的基础。随着中国城市化的加快，城市测绘得到了相当大的关注和重视，为了进一步提高城市测绘的准确性和科学性，无人机低空飞行摄影技术的应用应运而生。与传统测绘相比，无人机的使用大大提高了效率 此外，还为城市规划提供了更科学、更准确的地图数据，从而为推动国家城市化实现更高的目标奠定了坚实的基础。

2无人机倾斜摄影测量技术原理

无人机倾斜摄影测量技术是国际遥感领域近年来新兴发展的一项高新测绘技术，我国自2010年开始引进国内，现已得到迅猛发展。该技术有效融合了常规航空摄影测量与近景摄影测量技术的优势，但又与常规航空摄影测量只能拍摄地面俯视信息不同，它通过在飞行平台上搭载五镜头相机和先进的定姿定位系统，能同时从1个垂直方向和4个倾斜角度来采集地面影像(如图1所示)，其中垂直于地面的正片用于制作传统的4D产品，另4组斜片可用于获取到地物侧面的纹理信息。所拍摄的倾斜影像再借助于全自动高性能后处理系统，可快速构建出具有地物准确位置和清晰纹理的高分辨率真三维场景，相较于传统三维模型庞大的数据量，倾斜摄影测量的数据格式可兼容多种GIS应用，并可快速进行网络发布，实现应用共享。

3无人机倾斜摄影测量技术现状

有别于传统摄影技术，作为一种先进的摄影技术手段，无人机倾斜摄影测量技术在各领域的应用效果显著，而且未来的发展前景广阔[1]。该技术的核心就是倾斜摄影测量，技术要点是可以利用对诸如左视、右视及垂直等不同方位区域拍摄点相关影像的摄取，构建起三维实景模型，以深入分析并展示测量中拍摄范围的场景模拟、性质、横断面等特征；而传统的摄影测量过程，必须全面考虑测量区不同摄点的中心投影影像的位置，使用处理后的正射影像，以此熟知地理位置、地物特征及像性状等。

4无人机在城市测绘中的应用

4.1智能化城市建设

21世纪智能城市建设，随着物联网的不断发展，主要具有以下特点。首先，可以实时监测城市数据，进行多方向精确勘探，建立城市的精确三维模型，分析数据，减少手动操作的困难，最终提高地图绘制的效率。第二，在拍摄无人驾驶航空器的低空照片时，有关人员必须将地图数据要求结合起来，以便更好地控制合理区域内的数据测量，并选择具有代表性的数据点，例如城市和边界参照点。选取测量点对于在整个测量过程中提高资料精确度和作业效率至关重要。此外，为了优化智能城市的可视化，使用无人机进行低空摄影的摄影师必须注意地图数据的综合使用和再利用。例如，在无人机机身上安装全角度透镜，加上安装透镜和旋转参数，使几何体能够模拟全景透镜，从而为数据分析和进一步建模提供更精确和直观的数据。在后处理过程中将色调匹配与精确数据参数的获取相结合，有助于优化遥感信息的获取，实现精确的输出和数据输入。它有效支持数据映射和智能构建，改进数据连接点，并结合区域网络计算和分析，优化全系统数据控制质量，提供智能数据填充以简化所有数据。

4.2空中三角测量

由于无人机倾斜摄影数据的特殊性，有必要使用多角度图像综合平整技术实施三维加密措施。建模软件可以使用最新版本contextcapturecentered的4.4.8版本进行空中三角剖分和后续建模，并生成TDOM。

4.3为紧急任务提供制图保障

对于某些较为复杂和任务较为紧迫的地图区域，需要更直观的图像数据信息以供参考。因此，生成的图像信息不仅需要更高的分辨率，而且还需要实时收集图像。地面无人驾驶航空器控制平台不仅便于控制无人驾驶航空器的起飞和降落，而且能够接收实时图像并提高整个工作的效率。平台内的数字传感器可以有效地获取高分辨率图像信息，摄影测量的正面图像可以为城市制图任务提供基本信息，提高城市制图数据的准确性。

4.4区域测绘

关于基于三维建模基础设施的无人驾驶航空器技术的运行，这种技术可用于特定高度的测绘，对于突破当地建筑物的高度十分重要。例如，无人机低空飞行摄影填补了地理空白，在某些高海拔地区提供了更准确的数据。在数据分析和技术创新领域，制图技术测量了海拔5500米以上的建筑物，并在城市和农村地区之间保持了清晰的可见性，可作为制图数据的基础。与此同时，无人驾驶航空器技术和机身上安装的摄像机可随时收集地理信息，绘制约6800平方公里至1 / 2 000平方公里的大规模地形图，为中国的城市化规划和土地改革奠定基础。无人机技术全面提高了制图的效率和质量，并为几个区域的建筑物绘制了更清晰的数据规划图，以减少衡量工业数据方面的人力资源浪费。

4.5实际场景数字模型验证

符合空中三角剖分条件的区域可以根据三维三角网空间位置信息自动获取良好的视角图像，同时构建纹理模型以实现三维模型体的完整构建。通过模型的视觉检测，没有异常的、无间隙的表面，图像控制的顶部实际上裁剪为整洁美观的边缘。同时，对大比例尺地图的可行性进行了验证，对象为实际场景模型的1 : 500比例尺，在外部行业控制点进行局部测量，并对模型精度进行了测试，检测后，平面误差和模型高度不高于.

结束语

综上所述，作为一项测绘的新技术，倾斜摄影测量利用角度不同的摄影镜头，对相关倾斜影像资料进行获取，实现了多个不同角度、针对不同地理位置对高分辨率影像采集技术的新突破，解决了传统无人机正面拍摄手段的局限性问题，显著提升了城市基础测绘的质量和效率。为现代化智慧城市的建设奠定了技术基础，也为企业的信息数据采集开创了更便捷的途径。

参考文献

[1]贺志军.无人机在城市基本地形图测绘中的应用研究[J].科技创新导报,2019,16(35):43-44.

[2]索莹莹.无人机低空摄影测量在城市测绘中的运用探讨[J].居舍,2019(32):195+151.

[3]陈启华.无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用分析[J].工程技术研究,2019,4(12):104-105.

[4]沈佳洁,谈宇平.无人机技术在城市测绘中的应用[J].低碳世界,2019,9(02):74-75.

[5]保振永.无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用研究[J].工程技术研究,2018(13):183-184.