无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的实施与应用

贾启鹏

内蒙古中评信房地产资源资产评估测绘有限公司

摘要：无人机倾斜摄影指通过携带有摄像头的无人机，通过多角度对不同目标进行测量的操作。相较于最初的垂直摄影，倾斜摄影可以将测量物体与地区的高差展示出来，使所拍摄的影像更加真切、直观。因此，研究无人机摄影在测绘工程中的应用具有重要的意义。

关键词：无人机倾斜摄影技术；测绘工程；应用

引言

无人机倾斜摄影测量技术是通过安装倾斜相机在无人机上进行航拍，利用倾斜相机特有的倾斜角度和大视场角，获取高分辨率的倾斜照片，并通过后期处理将照片转化为影像点云数据，从而实现地形图的绘制和测量任务的完成。该技术的关键包括相机的安装位置、相机参数的设置以及后期影像点云数据处理。相机的安装位置对无人机倾斜摄影测量技术起着至关重要的作用。根据实际需要，可以将倾斜相机安装在无人机的底部或者侧面。底部安装可以覆盖更广阔的地面区域，而侧面安装则可以更准确地获取建筑物等垂直结构物的影像。

1无人机倾斜摄影测量技术

无人机倾斜摄影测量打破了传统摄影测量方法只能从垂直角度获得正射影像的局限，可以同时获取前、后、左、右及正射5个方向的影像数据，通过POS系统与IMU的组合，实时记录载体的位置、姿态、速度等导航信息，再结合POS数据初步计算出外方位元素，结合传感器的成像模型，解算出每个像元的物方坐标，再经过相对定向和精确匹配，结合野外少量的控制点坐标，便可得到倾斜影像的空中三角测量成果。根据影像信息分析地形间的几何位置关系及纹理特征进行三维重建，最终得到实景三维模型。

2无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的技术优势及特点

2.1优势

首先，通过以倾斜的角度拍摄地面目标，该技术能够获取全景和更具立体感的影像，相较于传统的垂直摄影，提高了地物的立体解译精度。其次，高效大范围数据采集也是该技术的优势之一，能够在短时间内覆盖大面积的地理区域，从而节约了时间和人力成本。精准三维建模也是无人机倾斜摄影技术的优势之一，通过捕捉地表目标的多个角度，为城市规划和建筑设计提供了真实而精确的数据。其灵活性使其能够轻松适应多样的地形和环境，无论是山区、城市还是森林，都能够获取高质量的地理信息数据。数字化的数据处理和分析为后期处理提供了高效手段，包括影像融合、三维重建等。此外，实时监测和应急响应方面，无人机倾斜摄影技术也展现了其应用潜力，能够在灾害监测和环境变化等方面提供及时的数据支持。最终，其相对低成本的操作和高效的数据采集，使其成为测绘工程中成本效益较高的解决方案。

2.2特点

2.2.1高精度

倾斜摄影测量技术通过无人机拍摄倾斜照片获取的影像点云数据具有较高的精度。由于无人机可以在空中进行高精度的飞行轨迹控制，采集的照片具有较高的空间分辨率，可以获取到细节丰富的地物信息。同时，影像点云数据的提取和处理方法也越来越成熟，可以通过精确的算法模型进行数据的提取、分类以及导入等工作，从而提高测量结果的精度。

2.2.2宽覆盖范围

倾斜摄影测量技术具有较宽的覆盖范围。无人机可以自由飞行，并通过倾斜的相机进行照片拍摄，可以获取到地面上的大片区域的影像点云数据。相比于传统测量手段需要进行人工测量的方式，倾斜摄影测量技术可以快速、高效地获取大量的测量数据，从而提高测绘工程的进度和效率。

2.2.3综合性能优势

倾斜摄影测量技术在数据获取、处理和分析等方面具有综合性能优势。无人机倾斜摄影系统可以实现全自动地飞行和拍摄，大大减少了人力资源的消耗。总之，倾斜摄影测量技术是一种重要的测量方法，具有高精度、宽覆盖范围和综合性能优势等特点。在测绘工程中的应用具有广阔前景，并在实践中取得了良好的成果。随着技术的不断进步和发展，无人机倾斜摄影测量技术将为测绘工程提供更加可靠和高效的解决方案。

3无人机倾斜测量技术在测绘中的技术类型

3.1空中三角测量技术

通过记录在不同位置和角度拍摄的图像，借助空中三角测量技术，确定每个影像上的点在三维空间中的坐标。这些点的地理坐标通过全球卫星导航系统（GPS）或其他地理测量手段进行测量。这些控制点的准确性和分布对于测绘结果的精度至关重要。这一过程通常涉及到特征点的提取和匹配算法，确保正确地对应每个点在不同影像之间的位置。在进行空中三角测量时，对于测量误差的控制是至关重要的。通过对控制点的测量精度进行评估，可以估计整个三维坐标的误差，提高测绘结果的可靠性。

3.2自动技术和手动技术相结合

综合运用自动技术和手动技术在测绘领域中展现出协同效应，充分发挥各自优势。自动技术，如全球卫星导航系统、计算机视觉、机器学习等，提供了高效、快速、智能的数据采集、处理和分析手段。这些技术在大规模数据处理和初步信息提取上表现出色，极大地提高了测绘工作的效率。然而，手动技术的人工智慧和专业判断在特殊情境和高精度需求下显得不可或缺。例如，复杂地形的实地调查、对图像匹配的人工修正、对机器学习模型的手动标注等都能够提高数据的准确性和可靠性。综合运用这两者，能够在保持高效性的同时，确保数据的高精度和完整性。

4无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的实施与应用

4.1航线设计

无人机倾斜摄影技术在航线设计方面展现了高度的灵活性和效率。通过智能航迹规划算法，实现了自动化的航线设计，最小化飞行路径的同时，确保对目标区域的全面覆盖。与传统航摄方法相比，无人机倾斜摄影技术可显著减少飞行时间，提高数据采集效率。例如，相较于传统测绘方法，无人机倾斜摄影技术可以将航线设计的时间缩短至10%以下。

4.2地面观测

倾斜摄影技术使得地面观测更为全面和精细。通过调整摄影设备的拍摄角度，能够更好地捕捉复杂地形、建筑物等地物的细节。在地面观测中，无人机倾斜摄影技术的分辨率通常高于传统方法，例如，在建筑物轮廓的清晰度方面，可以实现10cm级别的细节观测。

4.3建筑物三维模型重建

无人机倾斜摄影技术可以通过拍摄倾斜照片获取建筑物的影像点云数据，并结合图像处理软件进行数据的提取和建模。倾斜摄影技术能够快速获取建筑物的三维信息，同时能够对建筑物进行立面纹理的重建，从而可以为城市规划和建筑设计提供准确的数据基础。

4.4矿山与采矿区监测

无人机倾斜摄影技术在矿山和采矿区的监测中有着重要的应用价值。通过无人机拍摄倾斜照片，可以获取矿山和采矿区的影像点云数据。倾斜摄影技术能够快速准确地获取矿山和采矿区的地形和地貌信息，为矿山的管理和规划提供数据支持。综上所述，无人机倾斜摄影技术具有广泛的应用范围，可以在地形测量与地图制作、建筑物三维模型重建、矿山与采矿区监测、土地勘界与不动产测绘、环境监测与生态评估等领域发挥重要作用。随着无人机技术的不断发展和成熟，无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的应用前景将更加广阔。

结束语

通过对无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的实施与应用进行深入研究，不仅更好地理解了该技术的基本原理，也认识到其在提高测绘效率、减少成本、提高数据精度等方面的巨大潜力。未来，随着技术的不断创新和发展，无人机倾斜摄影技术有望在测绘工程领域发挥更为重要的作用，为测绘行业带来更多创新和便利。

参考文献

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