浅谈无人机倾斜摄影测量技术

郭翌弘

身份证号码：152201197505061014

摘要：随着我国经济的不断发展，矿山工程的开采工作也受到了极大的重视。众所周知，矿山工程是我国经济发展必不可少的支撑，采矿过程的顺利程度关系到整个工程的经济效益。因此，在开采过程中，必须加强环境监测，结合现代科学技术，努力实现准确的地质定位、高度信息采集、综合开采。

关键词：无人机倾斜摄影；测量技术；我的监控

引言

矿产资源作为生产活动的重要投入要素，在我国现代化和工业化进程中具有十分重要的战略作用。但长期以来，在矿产资源的开发利用过程中存在着安全、管理、环境、技术等诸多问题。由于采矿技术的落后和环境保护规划的缺失，矿产资源的开发必然会给环境带来一定的破坏，如开发间接造成的泥石流、固废堆等。

1无人机倾斜摄影技术

无人机倾斜摄影测量技术主要用于某些特定时刻，需要对特定区域的表面物体进行详细观察。通常，由于人工难以实现更详细、更全面的地形信息采集，因此需要借助该技术完成地形制图。过去，无人机被用来拍摄相关区域的二维图像。所获得的信息虽然能达到一定的客观观察功能，但远未达到更及时、全面、详细、准确的水平。随着科技的发展，无人机倾斜摄影测量技术可以有效地弥补这一缺陷。该技术可以通过倾斜影像实现对地物信息的全面采集，并基于自身构建的三维建模软件建立地物的动态模型，从而真实反映地物的实际方位、外观、高度等相关信息数据。此外，该技术还可以实现相关地物信息图像的有机融合，从而获得更全面准确的真实测量数据，并及时准确地反馈给后台操作人员。由于无人机倾斜摄影测量技术本身的便捷性特点，可以广泛应用于测绘支撑工作，使测绘工作更加便捷有效。

2倾斜摄影存在的问题

（1）高冗余影像数据。由于搭载的是 5 镜头，这样获取的数据理论上是垂直摄影的 5 倍，此外，倾斜摄影主要用于制作三维模型。为了使模型更完整，遮挡区域更少，操作过程中头部和侧面方向的重叠为85%甚至更高，这使得图像具有大量冗余，因此空间三维求解需要更长的时间，并且需要更高的计算机设备。在不影响建模效果的前提下，消除任务区域边缘的无效图像可以提高空间三维求解的速度和精度，有利于更好、准确的数据求解。（2）POS 与影像不对应。垂直摄影中，POS 数据和影像数据是一对一的关系，而在倾斜摄影测量中，POS 和影像通常是一对五的关系，即 1 个 POS 对应 5 张影像。虽然 5 个相机安装位置相差不大，但是对于高精度数据解算来说，能够获得每个相机的精确位置坐标，这样更有利于对数据进行解算。通过分析相机安装位置之间的关系，以下视镜头为标准，采用 matlab 软件开发的 POS 解算软件，将侧视镜头的 POS 数据进行准确解算。（3）影像畸变严重。影像分辨率不一致的主要原因是由于侧视镜头近地点和远地点与下视镜头之间夹角不一致，这使得影像畸变更加严重。在数据解算中无法避免，但可以通过优化相机参数进行数据质量的提升，即通过少量影像进行解算，得到更加精确的相机参数，利用得到的相机参数解算更多的影像数据。

3无人机倾斜摄影测量技术的应用

3.1 根据图像结果计算填充量和穿孔量

由于无人机倾斜摄影测量获得的图像之间存在较大的水平重叠和标题重叠，因此可以通过多参数组合和相应的图像大小获取最终图像。换句话说，可以从该图像计算测量表面的面积和体积。根据可视化结果，可以计算出山路所需的回程和钻孔次数，在具体计算中，首先要确定路段，包括填土和开挖的土方量，并仔细检查路段的环境特征、周围的土壤状况、基岩方向等环境特征。接下来，就需要确定用于回填和挖掘的耕作量，如果需要回填并且回填段周围是优质土壤，则可以更接近地获得材料，这最大限度地减少了资源消耗和补货成本。为了清楚地看到边缘、垂直方向及其周围环境也可以使用无人机倾斜摄影测量来进行数据收集。一般来说，在危险地形中影响更为明显，该地区的岩石和水域因施工而受到严重破坏，因此微小的振动会改变山体的结构并需要更大强度保护，因此有巨大的潜在风险。借助无人机照片，一方面可以了解周围环境并描述施工过程中需要注意的区域，以加快施工进程，另一方面能了解施工工作的安全性。但在平原上，这种技术的效果就不明显了。

3.2 影像获取与处理

在需要测绘的地区，应合理规划航测路线，结合无人机的实际续航能力和云台的稳定性，将飞行高度和图像重叠保持在合理的标准。无人机的航空摄影高度设置为150m，以实现70%的航向重叠；结合该地区的实际情况，在2km范围内规划了10条适合应急测绘的航测线路。构建3架无人机同时进行航拍任务，采用程控模式对无人机进行摄影控制，每次飞行25min左右，无人机飞行速度为10m/s，内燃续航可达到1h，要求上升海拔不低于1000m，最高达到2000m，并在4级风速下能够持续稳定飞行。3架无人机都需要在后台技术监控人员的监控下，才能够保障完成高效率的救援地中地形影像采集。通过多个传感器组成的倾斜摄影云台，能够在第一时间当中，从多个不同方向进行影像数据的获取捕捉；按照程度储存在无人机自带的系统文件夹当中，并随之删除无人机上升转弯以及测绘区域外的冗杂数据。

3.3 在城市三维建模中的应用

倾斜摄影技术经过近十年来的发展成为国际摄影测量领域的一项先进技术。该技术共5种不同的定向技术结合了1种垂直和4种倾斜技术，可对建筑物五个方向的图像进行完善的处理并对纹理进行高分辨率显示。它可以准确地确定物体在地面上的位置，准确地捕捉物体纹理信息，并提供先进的定位、3D对象建模组合和其他方法，可以直观感受真实的城市。通常 3dsMax 和 AutoCAD 等建模软件通常用于传统的 3D 建模，用来估计建筑面积和高度。CAD 平面图和捕获的照片的信息获取建模信息。数据同步不能及时，用户的需求就并不能通过倾斜摄影测量方法真正得到满足。被广泛用于创建大范围、高精度和高分辨率的复杂序列。

结语

在快速构建3D数字城市时，需要收集3D数字城市的详细信息。无人机倾斜摄影测量技术在未来的发展中是有明显优势且发展势头也将是良好的。通过使用倾斜摄影测量技术在各个领域取得的进展，相信这项技术的应用范围会比现在更加广泛。该技术弥补了现下摄影测量技术的诸多不足且在多个方面超越了现有技术，对于国家整体的发展如城市化进程的发展和国民经济建设的发展都有实在的促进作用。在3D城市建模等方面，应用无人机倾斜摄影测量方法和应用3D建模，以及无人机倾斜摄影测量专家的培训，推进城市高速建设发展,促进地理信息化数据整合应用，为社会发展创造更高的经济效益。

参考文献

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