无人机倾斜摄影测量技术在道路工程测量中的应用研究

无人机倾斜摄影测量技术在道路工程测量中的应用研究

赵欣

广州南方测绘科技股份有限公司沈阳分公司，辽宁省沈阳市， 110000

摘要：无人机航空拍摄测量技术的应用对推动地形测绘领域发展起到了至关重要的作用，显著提升数据信息的准确性与时效性，该技术凭借其效率高、成本低、反应速度快等优势得到了越来越多的关注。在道路工程测量中使用无人机倾斜摄影测量技术生成三维地质模型调查，能够有效减少外业人力消耗，大幅压缩外业工期，能够提供采点密度更高的地形图，工期可大幅缩减，能提供可量测的三维实体模型。基于此，本文主要分析了无人机倾斜摄影测量技术在道路工程测量中的应用。

关键词：无人机倾斜摄影测量技术；道路工程测量；应用

引言

无人机倾斜摄影技术相对传统测绘技术具有的数据采集简单灵活、测量精度较高、数据现势性好、劳动力输出少、生产效率高、费用相对低廉等特点在矿山管理、竣工验收、工程勘察设计、农村地籍等领域都可以得到广泛的运用。正是基于无人机倾斜摄影测量技术的优势，在道路工程中要充分践行全过程技术质量管理控制机制，整合技术要点，维持技术运行流程的合理性和科学性，并匹配复杂道路工程测量应用平台，维持良好的控制效果。与此同时，要保证航带规划设计、像控点布设等工作都能满足标准化质量需求。

1无人机摄影测量系统

无人机摄影测量系统属于比较特殊的航空测绘平台。其技术含量较高，同时涉及多个领域，软件和硬件的组成均比较复杂。动力装置、加工材料、姿态传感器、导航定位设备、通讯装置、航向和高度传感器以及遥感传感器均需要精心选型和研制开发，甚至执行机构也要细心筛选。获取高分辨率空间数据是无人机摄影测量系统的应用目标。而能够在较短的时间内完成测绘任务，获取大比例尺地形图，测量精度完全满足相应比例尺误差要求等优点，是获取空间数据的有效工具之一。无人机飞行平台、飞行控制系统、传感器和地面监控系统，这四部分组成无人机摄影测量硬件系统。无人机航空摄影及影像处理相对于传统测量技术要来的复杂许多。为了让航摄质量得到保证，必须对航摄进行精准的规划，影像预处理也要尽快完成。无人机摄影测量系统软件主要有航摄任务的规划软件、航摄质量的快速检查软件和影像快速预处理软件。

2无人机倾斜摄影原理

“倾斜”一词是相对“垂直”来说的，其主要区别在于获取地面影像角度的不同。倾斜摄影测量是指在作业平台上，挂载倾斜摄影仪，对地面进行影像数据获取，然后用来建模，生产测绘产品的技术。作业平台主要有有人机、无人机等，考虑到成本和作业区实际情况，多数作业采用的均为无人机。挂载倾斜摄影仪主要分为量测和非量测的，考虑到相机的成本，通常采用的是非量测小像幅相机。通过从空中获取地面多角度、全方位影像，然后结合相机曝光时的空中位置和姿态，通过共线方程和影像匹配技术，得到地面相对坐标系下的特征点，通过密集匹配技术，得到密集的三维坐标点，还原地形真实状态。通过控制点的引入和转刺，将相对坐标成果纠正到控制点坐标系下，得到最终的高精度三维成果。

3无人机倾斜摄影测量技术在道路工程测量中的应用

3.1地形测绘

在道路工程综合管线管理控制工作中，为了保证实时性信息和数据的汇总管理，要匹配相应的摄影技术方案。近几年，无人机倾斜摄影测量技术被广泛应用在地形测绘工作中，进行三维地形构建分析，有效获取相关数据，提升数据汇总的便捷高效性，极大程度上减少作业人员的工作难度、工作强度，保证作业成本满足经济性要求。还能依据获取的数据快速了解地形信息，以确保后续道路工程设施管理和控制的及时性。

3.2三维建模

相较于传统的影像获取处理模式，无人机倾斜摄影测量技术能借助不同的角度相机完成地形地物影像的实时性汇总管理，并且建立批量自动提取信息处理模式，这大大提高了三维地形模型绘制和数据信息分析的水平，以保证道路工程作业人员能依据绘制的三维建模内容开展相关工作，提高工作效率。除此之外，配合无人机倾斜摄影测量技术实现三维建模，还能为后续养护维护工作提供保障，发挥技术优势，为区域性道路工程管理控制提供保障。

3.3数据获取

在将倾斜摄影测量技应用于道路工程测绘工作时，需借助无人机设备采集所测绘物体的各项数据，且在采集过程中，需保证光线不能过暗，并分布均匀，如此方可顺利采集数据。第一，地面分辨率确认。若比例尺为1：1000，则成像所需的地面平均分辨率一般比主片高，大约为0.03m，无人机飞行高度保持在80m左右即可。第二，确定各项数据，包括相机焦距、单镜头像素、影像倾斜角度等。关于这几点应根据所测区域的实际情况对倾斜摄影相机的参数做出科学设置。第三，设置有效航线。为防止成像范围与规定标准不符，测绘人员需设置一条有效航线，进而获得完整的成像数据。第四，设置分辨率。如果想保证影像具有饱满的色彩，清晰的成像，要求测绘人员对相机分辨率进行设置，并妥善存储影像数据，做好对其的包装工作，从数据方面支持该道路工程测绘工作的后续开展。

3.4数据质检和整理

在获得影像数据、POS数据和控制点成果后，对该成果进行质检。影像数据主要查其纹理是否清晰、对比度是否符合要求、是否存在虚化的现象；POS数据主要查其是否完整；控制点成果主要检查其坐标采集是否准确，实地照片是否可以反映实际点位情况。通过检查，影像数据、POS数据和控制点成果质量符合要求，可以用于后续数据的生产。

3.5空中三角测量技术的实施

空中三角测量技术的实施主要借助VirtuoZo软件完成，在该软件的控制管理下，除半自动量测控制点以外，选取加密点、加密点转点以及模型连接等环节都可以自动完成。与此同时，借助PATB可以有效完成粗差检测以及平差计算，有效提升了相关数据的精准程度。考虑到本次航飞采用的是低空摄影飞行模式，因此所有加密点的选取都需要人工来完成，这在一定程度上增加了内业工作量。空中三角测量技术的实施是整体测量作业的核心环节，同时也决定了最终测量数据的精准以及测图的准确。而针对像控点平面位置出现的偏差应在第一时间完成立体刺点位置调节，从而最大限度地保证像控点点位的精确合理。

3.6数据处理

为保证数据处理效果更加理想，在采用倾斜摄影测量技术时，需要把光线和镜头处理好，借助Smare3D软件整合影像数据，给三维模型的建立提供有效数据。在三维模型建成后，可更直观地呈现数据处理细节，从而使道路工程不同的测绘需求得到满足。基于倾斜摄影测量技术的应用，测绘人员对目标物进行测量时有三点需要确定，分别是边长数据、界点以及实际边长，以获得更加完整且精准的数据。同时，测绘人员还需验证摄影参数的准确性，防止人为因素影响，破坏数据的完整性。

结束语

随着我国科学技术研发水平的日益提升，无人机倾斜摄影技术的诞生，能够有效地弥补传统测量技术中存在的不足，也可以从多种角度进行测量，更合理的为工程测量提供全方位的服务。这也更进一步的保证了测量数据的准确性，降低资金的投入成本。正是因为无人机倾斜测量技术的使用，才可以让道路行业在道路规划竣工测绘中的工作变得更加的简单，进而得到了更加广泛的应用。

参考文献

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