導(dǎo)語(yǔ)：無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)精度分析一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

［摘要］目前，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的三維實(shí)景模型精度問(wèn)題一直是測(cè)繪測(cè)量人員關(guān)注的重點(diǎn)，也是困擾測(cè)繪測(cè)量人員的重大難題之一。主要簡(jiǎn)述了無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的實(shí)施流程，并在此基礎(chǔ)上驗(yàn)證和分析該測(cè)量技術(shù)成果的精度，希望可對(duì)無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用實(shí)施起到參考作用。

［關(guān)鍵詞］測(cè)繪測(cè)量技術(shù)；無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)；技術(shù)流程；應(yīng)用情況；精度分析

無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)是測(cè)繪測(cè)量領(lǐng)域非常重要的技術(shù)之一，該測(cè)量技術(shù)屬于一種較為先進(jìn)的獲取影像的手段。目前，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在各個(gè)行業(yè)被廣泛應(yīng)用。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在地面分辨率、鏡頭相機(jī)參數(shù)以及航攝參數(shù)設(shè)置、影像獲取后建立模型和采編數(shù)據(jù)等方面均有較高的要求，因此，均需遵照相應(yīng)的測(cè)繪測(cè)量技術(shù)規(guī)則。本文在分析無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)方案制訂和模型處理流程的基礎(chǔ)上，總結(jié)無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)，并探索無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)今后的應(yīng)用方向，借助具體應(yīng)用案例來(lái)分析無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的成果精度。

1無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)原理分析

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)是測(cè)繪測(cè)量領(lǐng)域一種全新的測(cè)量技術(shù)。此種測(cè)繪測(cè)量技術(shù)可實(shí)現(xiàn)不同視角同步影像的采集，能保證獲取的攝影影像具有較高的分辨率，可辨別出建筑物頂面及側(cè)視的高分辨率紋理。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)可將地、物的真實(shí)信息反映出來(lái)，該技術(shù)與定位技術(shù)和建模技術(shù)等有機(jī)結(jié)合，可構(gòu)建出三維模型。由此實(shí)現(xiàn)對(duì)被探測(cè)對(duì)象高精度的監(jiān)測(cè)。

2無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)方案制訂

2.1確立航攝目標(biāo)。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在確定航攝目標(biāo)時(shí)，需開(kāi)展實(shí)地調(diào)查，進(jìn)一步明確成果精度控制指標(biāo)，確定測(cè)區(qū)范圍內(nèi)有無(wú)禁止飛行的區(qū)域，是否包含對(duì)航攝不利的因素等。2.2規(guī)劃航線。航線規(guī)劃的主要目的是對(duì)整個(gè)的航攝工作進(jìn)行整體化的安排，如航攝質(zhì)量控制、飛行器選擇類型、飛行參數(shù)的計(jì)算及拍攝方式和航線的擬定等。2.2.1設(shè)置航高。航高設(shè)置需結(jié)合測(cè)圖比例尺和地面分辨率值確定，其中航高H=af×GSD，式中：f為鏡頭焦距（mm）；相機(jī)像元尺寸為a（mm）；影像地面分辨率為GSD（mm）。2.2.2設(shè)置飛行速度。無(wú)人機(jī)在影像數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中處于持續(xù)性前進(jìn)的狀態(tài)，無(wú)人機(jī)在相機(jī)曝光時(shí)間會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的像點(diǎn)位移，而飛行速度、地面分辨率以及曝光時(shí)間等會(huì)影響像點(diǎn)位移。其中飛行速度的計(jì)算公式如下：tGSDv×δ=2.2.3設(shè)置像片重疊度無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用中，一般將航向重疊度設(shè)置在60%以上。在計(jì)算機(jī)處理能力較強(qiáng)的情況下，可將航向重疊度適當(dāng)增大，將重疊影像特征點(diǎn)匹配度提升，由此保障模型精度[1]。2.2.4設(shè)置航線。結(jié)合測(cè)區(qū)實(shí)地長(zhǎng)度、寬度，像幅長(zhǎng)度和寬度等可確定航線的長(zhǎng)度和寬度，其中實(shí)地長(zhǎng)度/寬度=像幅長(zhǎng)度/寬度（1–航向/旁向重疊度）×（攝影航高/鏡頭焦距）。2.3選取像控點(diǎn)位。像控點(diǎn)優(yōu)選對(duì)比明顯的位置，如果像控點(diǎn)設(shè)置在采集區(qū)域邊緣上，會(huì)引起鏡頭畸變，降低影像真實(shí)性，整個(gè)測(cè)區(qū)內(nèi)盡量布設(shè)均勻的像控點(diǎn)；在測(cè)區(qū)布設(shè)條件不佳的情況下，可采取傳統(tǒng)的像控點(diǎn)布設(shè)方式，將內(nèi)部加密像控點(diǎn)布設(shè)其中，起到進(jìn)一步提高模型精度的目的。

3模型處理流程

模型處理流程如圖1所示。

4無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)分析

4.1無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)如下。（1）無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)具有較高的機(jī)動(dòng)靈活性。無(wú)人機(jī)與有人機(jī)相比較，前者更加方便靈活，在起降場(chǎng)地上更加容易選擇。加上無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)體積小等特點(diǎn)，方便運(yùn)輸和攜帶，因此借助普通的私家車輛就可輕松裝卸運(yùn)輸。（2）無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)具有較高的生產(chǎn)效率，無(wú)論是在生產(chǎn)實(shí)景三維模型還是在1∶500測(cè)圖作業(yè)中，無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)生產(chǎn)效率是傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的數(shù)倍甚至數(shù)十倍。（3）無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)有較高的精度，如傾斜相機(jī)分辨率、像控點(diǎn)精度等影響測(cè)圖成果和模型的精度，其像控點(diǎn)位精度小于2cm，相機(jī)分辨率優(yōu)于1.5cm，得到的成果點(diǎn)位精度可在95%以上。（4）無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)干擾因素較少，全站儀數(shù)字測(cè)量技術(shù)易受通視條件的限制，即便是借助免棱鏡也很難測(cè)量，因此測(cè)圖精度較低。無(wú)人機(jī)傾斜測(cè)量技術(shù)在多視角的基礎(chǔ)上可有效解決上述問(wèn)題[2]。4.2無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的不足。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的不足之處主要體現(xiàn)在以下方面。（1）無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)受航飛空域影響較大。該問(wèn)題是影響無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用的主要因素。如果申請(qǐng)空域上按照具體流程進(jìn)行，在審批周期較長(zhǎng)的情況下，就不利于體現(xiàn)出無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)機(jī)動(dòng)靈活的優(yōu)勢(shì)。（2）無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)受天氣影響較嚴(yán)重。雨雪、冰雹、霧霾天氣都會(huì)影響無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的航攝能見(jiàn)度和航飛安全性，進(jìn)而降低成果精度。（3）無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)易受植被覆蓋的影響。在植被覆蓋較為茂密的地方，需放棄選擇此種測(cè)量技術(shù)。因?yàn)槊艿闹脖粫?huì)遮蓋航攝對(duì)象，不利于保證航測(cè)后生成模型的精度和質(zhì)量[3]。

5無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用方向分析

5.1不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪中的應(yīng)用。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域較廣，其中不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪是無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)經(jīng)常使用的領(lǐng)域。在不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪中，很多的宗地出于多種原因不能進(jìn)入測(cè)繪，或者只有協(xié)商后才可進(jìn)入完成測(cè)繪作業(yè)，這期間不免會(huì)耽誤很多的時(shí)間，不利于保證測(cè)量效果，難以提高測(cè)繪工作效率。但采用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)可有效解決上述問(wèn)題，尤其是鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域、低矮建筑物及村莊等非常適合采用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪工作[4,5]。5.2工程測(cè)量中的應(yīng)用。工程測(cè)量中應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的情況是非常多見(jiàn)的。如在1∶2000、1∶1000地形測(cè)量中，固定翼無(wú)人機(jī)航測(cè)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。但在工程測(cè)量中無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用還存在一些問(wèn)題，比如在1∶500地形測(cè)圖中，由于測(cè)量精度的問(wèn)題，固定翼無(wú)人機(jī)則不可以使用。針對(duì)此種問(wèn)題可選擇旋翼無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量模式，該模式可輕松完成1∶500地形測(cè)圖工作。此外，在水利工程測(cè)繪和工程施工測(cè)繪中無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)也被廣泛應(yīng)用。5.3智慧城市構(gòu)建中的應(yīng)用。目前，傳統(tǒng)二維電子地圖是信息化系統(tǒng)參考底圖較為常見(jiàn)的地圖模式，傳統(tǒng)二維電子地圖難以被應(yīng)用在立體空間信息管理中，對(duì)于目前智慧城市的構(gòu)建起不到強(qiáng)有力的推動(dòng)作用。針對(duì)該問(wèn)題，可借助無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，在該測(cè)量技術(shù)的輔助下可得到精度較高的實(shí)景三維模型，隨后聯(lián)合移動(dòng)快速掃描儀可得到更為精確的室內(nèi)模型和室外模型，由此構(gòu)建出內(nèi)外一體化的實(shí)景三維模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)立體空間信息的管理。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在智慧城市中被應(yīng)用的領(lǐng)域非常廣，如稅源管理、三維不動(dòng)產(chǎn)管理、應(yīng)急管理以及消防安全管理等[6,7]。5.4國(guó)土執(zhí)法中的應(yīng)用。在國(guó)土執(zhí)法中，通過(guò)空三、航飛及建模等方式可得出執(zhí)法區(qū)域內(nèi)的三維實(shí)景模型。隨后借助無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)定期對(duì)執(zhí)法區(qū)域進(jìn)行航測(cè)，可得到即時(shí)的實(shí)景模型。在多期實(shí)景模型的比較中，可分析出不同模型之間的差異，之后國(guó)土執(zhí)法人員可前往航測(cè)區(qū)域展開(kāi)實(shí)地調(diào)查，確定有無(wú)違章建筑和違法營(yíng)地情況。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在國(guó)土執(zhí)法中的應(yīng)用可明顯提升執(zhí)法效率，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并加以處理。

6具體應(yīng)用案例及成果精度分析

本文所選取的研究案例是某市的地籍測(cè)量工作，根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該鎮(zhèn)一共有13個(gè)村居，其中包括居委會(huì)，6km2為測(cè)圖面積，203圖斑面積為3.72km2，宗地一共有1600宗，地籍測(cè)量在一開(kāi)始時(shí)使用全站儀測(cè)量，但是很多村民家中無(wú)人，在院墻內(nèi)部無(wú)法進(jìn)入的情況下，影響了全站儀測(cè)量工作的展開(kāi)。即便可進(jìn)入村民家中，但是在免棱鏡不能通視的情況下，不利于保證宗地測(cè)量的完整性，為地籍測(cè)量工作帶來(lái)麻煩。針對(duì)該問(wèn)題，改用成無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，本次使用的無(wú)人機(jī)型號(hào)為大疆M600PRO無(wú)人機(jī)，并配合成都睿鉑DG2五鏡頭相機(jī)使用，依靠相應(yīng)軟件完成了三維建模，隨后借助天際航DP-Modeler在模型上測(cè)圖，進(jìn)行外業(yè)調(diào)繪并檢查。該鎮(zhèn)大約用了1.5個(gè)月時(shí)間完成了全部的地籍測(cè)量，工作效率是傳統(tǒng)測(cè)量模式的2倍以上。測(cè)圖完成后為檢測(cè)成果精度情況，隨機(jī)抽取2個(gè)村的成果進(jìn)行實(shí)地檢查。其中絕對(duì)精度上采用全站儀，圖根點(diǎn)采用像控點(diǎn)，對(duì)界址點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行采集。相對(duì)精度檢查采用鋼尺進(jìn)行實(shí)地丈量，與圖上距離進(jìn)行比較。絕對(duì)精度檢查中共采集了450個(gè)點(diǎn)，在檢核后發(fā)現(xiàn)1.4%為粗差率，3.3cm為中誤差，合格率為98.7%。相對(duì)精度檢查中共丈量了632條邊，合格率為98.8％，與地籍調(diào)查規(guī)程要求相一致。說(shuō)明無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)有較高的三維模型精度[8,9]。

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作者:高潤(rùn)喜 單位:包頭鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院