无人机倾斜摄影测量在地形图测绘中的应用

无人机倾斜摄影测量在地形图测绘中的应用

王力1，苏海龙2

陕西核工业工程勘察院有限公司，陕西 西安 710054

【摘要】随着科技的不断发展，无人机倾斜摄影测量成为了一种新兴的地形图测绘技术。其借助特殊的倾斜摄影仪，可以通过无人机对地表进行高精度的三维测量。本文将探讨无人机倾斜摄影测量在地形图测绘中的应用及其优势。

关键词：正射影像；倾斜摄影；三维建模；地形测绘

1. 无人机倾斜摄影测量技术的原理和优势

无人机倾斜摄影测量技术是一种利用无人机搭载特殊的倾斜摄影仪进行地表测量的新兴技术。相较于传统的航空摄影测量技术，无人机倾斜摄影测量具有成本低、操作简便和数据处理迅速的优势。

首先，无人机倾斜摄影测量在成本上具有显著的优势。传统的航空摄影测量需要购买昂贵的航空器和设备，并雇佣专业的飞行员进行飞行任务。而无人机倾斜摄影测量只需要一台无人机和一名操纵员即可完成任务，大大降低了成本。

其次，无人机倾斜摄影测量的操作相对简便。传统的航空摄影测量需要专业的飞行员进行高空飞行，对飞行器和设备有较高的操作要求。而无人机倾斜摄影测量只需要一名操纵员掌握简单的操作技巧，即可控制无人机飞行航线和设置相机参数。

最重要的是，无人机倾斜摄影测量借助现代计算机技术，可以实现对大量图像的自动化处理。通过倾斜摄影仪获取的图像数据可以通过计算机算法，自动进行数据处理和分析。这使得数据处理效率大幅提高，大量减少了人工操作的需求。

2. 无人机倾斜摄影测量在地形图测绘中的应用

2.1地形图制作

无人机倾斜摄影测量在地形图制作方面具有独特的优势。通过搭载倾斜摄影仪的无人机，可以获取地表的高精度三维数据，能够较精确地描述地形的起伏和坡度，并将这些数据应用于地形图的制作。

传统的地形测绘方法通常使用地面测量仪和激光测距仪，需要人员进行现场徒步测量，测量效率较低，并且只能针对特定区域进行测绘。而无人机倾斜摄影测量可以在较短的时间内对广大区域进行测绘，并提供高精度的地表数据。

利用无人机倾斜摄影测量获得的数据，可以通过计算机算法进行三维重建和模型重建。首先，通过倾斜摄影技术，无人机能够捕捉到地表的侧面和上方图像，获取更全面的地形信息。其次，通过多个角度的图像拼接和配准，可以生成高精度的地表模型。

在地形图的制作过程中，无人机倾斜摄影测量提供了强大的数据支持。通过倾斜摄影测量获得的高分辨率影像图像可以作为地形图的底图，展现地表的细节和特征。同时，获取的三维地表数据可以用于地形图的高程插值和坡度分析，更准确地反映地形的起伏和坡度特征。

此外，无人机倾斜摄影测量还可以实现地形图的快速制作。相较于传统的地面勘测和航空摄影测量方法，无人机倾斜摄影测量操作简单、灵活性高，并且数据处理效率较快。这使得地形图的制作周期大大缩短，提高了工作效率。

总的来说，无人机倾斜摄影测量在地形图制作中的应用极具潜力。通过获取高精度的地表数据，借助计算机算法进行数据处理和模型重建，可以快速制作出准确的地形图。这将有助于各个领域的使用者和决策者更好地了解和分析地貌特征，做出准确可靠的决策。随着无人机技术和相关算法的不断进步，无人机倾斜摄影测量在地形图制作中的应用前景将越来越广阔。

2.2地貌分析

倾斜摄影仪是一种能够捕捉地表侧面和上方景象的高科技设备，相比传统的航空摄影测量，它能够提供更丰富的地貌信息。它使用倾斜摄影技术，通过摄影机的倾斜角度和方向，可以将地表的侧面和上方景象准确地记录下来。

倾斜摄影仪在航空摄影中的应用，可以为地貌分析提供更详细的数据。通过捕捉地表的侧面和上方景象，我们可以更直观地了解地表的形状、坡度、高度等地貌特征。这些地貌信息对于地貌变化、土地利用规划、自然灾害风险评估等方面具有重要的参考价值。

首先，倾斜摄影仪能够提供更精确的地表形状数据。传统的航空摄影测量通常只能获得地表的正射影像，而倾斜摄影仪可以提供多个角度的观测数据，从而能够更准确地捕捉地表的形状。这对于地形的测量和几何分析非常有帮助，能够提供更准确的高程和坡度等地貌参数。

其次，倾斜摄影仪可以提供更多的地貌细节信息。通过捕捉地表的侧面和上方景象，倾斜摄影仪能够呈现地表细节，如岩石、植被、建筑物等。这些细节信息对于地貌分析非常重要，可以帮助我们了解地表的地质结构、植被覆盖情况、人类活动等，从而更好地研究地表的形成和变化过程。

此外，倾斜摄影仪还可以提供更多的地貌变化信息。通过不同时间点的倾斜航拍图像对比，我们可以观察并分析地表的变化情况。这对于地貌变化的监测、土地利用规划的制定等具有重要的参考价值。例如，在城市规划中，倾斜摄影仪可以提供历史变化数据，帮助规划者了解城市发展过程中的地貌变化，从而更好地规划未来的城市发展方向。

2.3建筑物测绘

无人机倾斜摄影测量技术在建筑物测绘中的应用为城市规划、建筑设计等方面提供了更精确的数据，具有重要意义。

首先，倾斜摄影测量技术能够以多个角度和方向捕捉建筑物斜面的图像。相比于传统的测绘方法，这种技术可以提供更丰富的数据，并能够准确地还原建筑物的三维形状和细节。通过倾斜摄影测量，我们可以获取建筑物的立面、顶部和侧面的图像，可以更好地了解建筑物的形状、结构和材质等信息。这对于建筑设计师和规划师来说非常重要，可以在设计和规划过程中提供准确的数据，确保建筑物的合理性和美观性。

其次，倾斜摄影测量技术可以生成建筑物的三维模型。通过将捕捉到的倾斜影像组合起来，可以构建出建筑物的精确三维模型。这些模型可以在建筑设计、城市规划等领域中得到应用。例如，在城市规划中，可以利用这些模型来评估建筑的高度、体积以及对周围环境的影响。在建筑物设计过程中，三维模型可以帮助设计师更好地展示和调整建筑物的外观和内部布局，提高设计效率和准确性。

此外，倾斜摄影测量技术在建筑物测绘中还可以用于监测和维护。通过定期使用无人机进行倾斜摄影测量，可以实时了解建筑物的变化情况。这对于建筑物的维护和修复起到了关键的作用。在建筑物发生损坏或变形时，倾斜摄影测量可以提供准确的数据，帮助维修人员确定问题的位置和程度，指导维修工作。

3. 无人机倾斜摄影测量在地形图测绘中的挑战和发展方向

3.1飞行路径规划

无人机倾斜摄影测量需要事先规划飞行路径，包括飞行高度、航线等。合理的飞行路径规划是保证测绘数据质量的关键，需要充分考虑地形复杂性和取样密度等因素。

3.2数据处理的自动化

当前，无人机倾斜摄影测量数据的处理主要依赖于算法和软件的支持，仍然具有一定程度的人工操作。将来，开发更加智能化的算法，实现数据处理的自动化，将是发展的方向之一。

3.3精度提升

无人机倾斜摄影测量在地形图测绘中的应用准确性依赖于飞行高度、相机分辨率、测绘仪器精度等因素。随着技术的进步，需要通过提高设备精度、改进算法等途径不断提升测绘精度。

4. 结论

无人机倾斜摄影测量作为一种新兴的地形测绘技术，在地形图测绘中具有广阔的应用前景。它不仅能够取代传统的航空摄影测量，提供更为精确、全面的地表信息，还能够应用于地貌分析、建筑物测绘等领域。然而，无人机倾斜摄影测量在飞行路径规划、数据处理自动化等方面还存在一些挑战。随着无人机技术的不断发展和算法的改进，相信无人机倾斜摄影测量在地形图测绘中的应用将会更加广泛。

【参考文献】

[1]黄立飞, 曾令恋, 张海波, 阮黛青. 无人机倾斜摄影测量在地形图测绘中的应用研究[J]. 地理与地理信息科学, 2018, 34(03): 151-156.

[2]黄麟, 赵万阳, 翟小鹏. 无人机倾斜摄影测量在地形图制图中的应用研究[J]. 计算机工程与应用, 2016, 52(10): 71-74.