倾斜摄影测量技术在水利工程测绘中的应用

倾斜摄影测量技术在水利工程测绘中的应用

武换咪

陕西省水利电力勘测设计研究院   陕西省西安市  710001

摘要：随着我国社会经济和科学技术的不断发展，倾斜摄影测量技术得到了进一步的提高。将其应用于水利工程测绘中，不仅可以充分保证测量数据的准确性和完整性，而且可以有效提高工程测绘的整体质量和效率，为水利工程的后续建设奠定坚实的基础。但值得注意的是，尽管倾斜摄影测量技术在水利工程测绘中具有一定的优势，但在今后的水利工程建设中仍有必要保持现有的优势，充分借助科学技术提升水利工程测绘的质量以及水平，促使水利工程测绘工作能够切实满足社会发展的新要求，并逐渐朝着现代化、高精度化、智能化以及数字化的方向发展。

关键词：倾斜摄影测量技术；水利工程；工程测绘；技术应用

引言

现阶段，随着我国水利工程信息化水平的不断提高，越来越多的先进测绘技术被应用到水利工程建设中，为水利工程的建设和管理提供了科学依据，其中倾斜摄影技术最为典型。现阶段，对于水利工程的测绘，倾斜摄影测量技术可以最大程度地满足三维真实场景建模的各种要求，可以大大提高水利工程测绘过程的质量和效率，为水利施工数据记录提供了一种更准确、快速的方法。针对倾斜摄影测量技术在水利工程测绘中的应用进行分析，可以促进摄影技术在未来实现更好的发展。

1 倾斜摄影测量技术

随着测量技术的发展，出现了一种倾斜摄影测量技术。对于这项新技术的使用，主要以无人机为主要载体，并集成了各种先进的数据测量技术，有效地提高了无人机测量技术的精度，使测量工作更加方便，大大降低了测量工作的投资成本。倾斜摄影测量技术不同于传统的测量技术，事实上，它是在现代技术基础上发展起来的一种技术。在应用该测量技术的过程中，解决了一些现有的测量问题和困难。使用该技术需要安装多个传感器，因此在测量过程中，可以从不同的角度从不同的传感器收集数据信息。经过数据收集和分析，系统可以得到更准确的测量结果。这种技术，有着较为明显的优势，可以更好的将数据高精度的收集以及分析。从而在日后的施工建设过程中，提供较为可靠的数据信息。

2 倾斜摄影测量技术在水利工程测绘中的应用优势

（1）目前，无人机应用成本低、机动性强、灵活性高，可以实现超低空大比例尺飞行和地物测量数据的多角度采集。（2）一个垂直摄像机和四个倾斜摄像机通过无人机在低空飞行，以获得厘米高分辨率垂直和倾斜图像。四个倾斜摄像机从不同角度采集图像，可以采集到更丰富、更真实的地物表面纹理信息，有效弥补了仅获取地物顶部纹理信息的正面摄影不足。（3）可以快速处理大范围的倾斜图像数据，通过对垂直和倾斜图像进行自动时空加密，无需人工干预，实现高分辨率图像自动映射和高效构建高精度、逼真的三维模型。（4）它可以从多个角度进行测量，准确定位地理位置，实现三维真实场景重建，并通过图像构建真实的三维场景，是带有准确地理位置的坐标信息以及精细表达突出的地形、地貌等细节特征，从而生成逼真的三维空间场景，可将获得三维空间场景直接网络发布及共享应用。

3 倾斜摄影测量技术在水利工程测绘中的应用

3.1 现场踏勘

在应用倾斜摄影测量技术时，首先要做好导航测量，并更加注意天气条件。由于天气对该技术的应用效果有很大影响，因此在具体应用该技术时，有必要避免在恶劣天气下进行测量。大风、降雨、雾霾等天气会影响飞机的飞行难度和倾斜摄像机的成像质量，严重时甚至会损坏相关设备，因此，在应用该技术时应始终注意天气条件。其次，提前申报飞行空域。倾斜摄影测量需要依靠无人机进行工作，因此根据相关规定，飞行测量前应主动申报备案，以避免无人机因违反相关规定而被击落和扣留，影响测量进度，为后续测量工作带来困扰。最后，需要落实试飞试照，正式测绘之前应当使用设备进行试飞确保设备运行正常、拍摄条件稳定。

3.2 像控点布设

应在实验区内设置图像控制点，平面图像中控制点的布置要求采用区域网络法。根据路线设计的主要方向，每隔200m布置相应的图像控制点，对整个试验区进行科学合理的控制，确保工程测绘与现场相结合的正常开展。图像控制点通常均匀分布在测量区域，合理选择图像控制点对提高模型重建质量有很好的效果。就相位控制点的数量而言，对于一个大的测量区域，通常需要5～10个控制点。然而，对于追求高程精度的装置，应根据专业现场视频控制部署规范进行部署。在图像控制点的具体测量中，实验区采用先进的网络技术测量图像控制点的相应空间位置。在实际测量中，如果GPS信号正确，则采用真实形状测量。测量每个控制点的位置两次，并比较两次测量的实际结果。如果图像控制点的对比度差小于3cm，则取平均值作为最终结果。将先进的摄影测量技术充分应用于水利工程测绘工作，提高了水利工程测绘工作的质量和实际效果。

3.3 航线规划

在水利工程测绘的早期阶段，需要通过无人机野外工作采集图像数据。飞行路线应根据项目主体的高度、方向和照明方向提前设置。一般来说，最好设置“井”路线，使路线方向与测区的垂直和水平方向一致。航路路径应根据航测区的实际情况确定飞行距离和高度，以确保采集的图像数据的完整性和纹理的清晰度。路线规划的前提还应考虑调查区域周围的环境因素，确保航测时无人机飞行的安全。为了使影像数据采集的准确，航向重叠度应>80%，旁向重叠度应>70%。

3.4 空三角测量

无人机倾斜摄影测量技术的核心步骤是空中三角测量，其主要原理是共线方程和空间后方交会。计算图像的方向参数、外部方向分量、摄像机镜头的畸变系数和接地控制点是处理空中三角测量数据的最重要步骤。无人机通常有五个镜头，在飞行中收集数据时，它通过四个倾斜角度和一个垂直角度的摄像头镜头从要收集的区域收集数据。这样，同一特征将从不同角度接收信息收集。在无人机飞行过程中，还可以记录每张照片的经纬度、高度、飞行姿态数据。无人机野外数据采集完成后，通过空中三角剖分求解技术获得地物的三维模型，并通过映射的方式构建纹理，从而建立具有精细数据的三维真实场景。整个阶段几乎没有人工干预，因此具有十分高效的建模效率。拍摄影像时，无人机会记录航高、曝光时间、大地高度以及经纬度坐标和飞行姿态等信息，这些信息将会在无人机三维实景建模中得到分析与管理。

3.5 三维实景建模

三维真实场景建模技术是一种使用航空照片或地面照片，并使用航空三角测量方法获取拍摄点的三维位置信息，然后重建其三维模型的技术。三维真实场景建模仅通过数百张照片就能重建真实的三维形状，可用于国内外各种事件场景。三维真实场景建模技术的原理是通过数学方法比较同一物体点在不同航拍照片中的位置，然后推导出其在真实世界中的三维位置信息。三维真实场景建模技术是一种真实场景恢复技术，其不仅可以获得地面实体的空间坐标，还可以根据拍摄的航空照片获得其真实纹理细节。在倾斜摄影中，拍摄的航片本身就携带有坐标信息，因此能够通过三角测量得到未知点的三维坐标。

结束语

综上所述，随着水利工程数量的不断增加，工程测绘的重要性日益突出。与传统的测绘技术相比，倾斜摄影测量技术具有数据采集更方便、测绘效率更高、运行成本低等优点。具体应用过程包括实地调查、图像控制点部署、路线规划、数据采集、空中三角测量等，为了更好地发挥该技术在水利工程测绘工作中的作用，需要制定应用方案、加强组织建设以及做好成果控制。

参考文献：

[1] 陈天和.倾斜摄影测量在水利工程测绘中的应用[J].工程建设与设计,2020(18):229-230.

[2] 侯健.倾斜摄影测量在水利工程测绘中的应用[J].住宅与房地产,2020(05):238.