陕西省煤田物探测绘有限公司 陕西西安 710054
摘要：无人机倾斜摄影是城市规划建设常用技术之一。以现阶段城市基础测绘工作情况为依据，结合近年来无人机倾斜摄影优势及内容，明确新时代技术发展对地形图测绘提出的要求，分析如何应用无人机倾斜摄影快速地形图测绘方法，以此提升数据采集速度，并加强地形图测绘工作的科学性与先进性。
关键词：无人机；倾斜摄影；地形图测绘；外业数据
引言
在新时代发展背景下，大比例尺地形图测绘在城市规划、地基与房产测量、工程施工等方面都具有积极作用。现阶段，最常见的地形图测绘方法有航空摄影、野外数字化测图等，不仅外业工作内容多，内业操作也非常繁琐。但随着我国无人机航摄系统的完善，其既具备成本低，操作方便等优势，又在社会各行业应用中取得了优异成绩。因此在地形图测绘中运用此项技术，不仅能提升信息更新速度，而且可以全方位、立体化的展现街景特征，以此减少外业工作内容，大幅提高工作效率，降低成本。
倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术，它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像，将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。倾斜摄影测量技术以大范围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景，通过高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的数据成果直观反映地物的外观、位置、高度等属性，为真实效果和测绘级精度提供保证。
下面对无人机倾斜摄影快速地形图测绘方法进行分析研究。
1.无人机倾斜摄影技术分析
1.1优势
具体分为：其一，可以真实展现地物周边环境。对比正射影像分析，倾斜摄影可以让应用者从不同角度观察地物，以此在真实展现相关内容的基础上，解决以往正射影像的缺陷；其二，倾斜摄影可以满足单张影像量经过配套软件的应用，能直接对成果影响该实施多方面检测，如角度、长度及面积等，不仅提升了整体技术水平，而且优化了倾斜摄影技术在行业发展中的运用；其三，对构建三维数字城市而言，通过运用航空摄影大规模成图的特点，再运用倾斜摄影纹理明确纹理的形式，可以控制实践建模成本；其四，数据储备量小，且可以在网络中大量发布。对比三维GIS技术而言，倾斜摄影技术获取的数量要小，且可以运用成熟的技术直接在网络中发布，最终实现共享目标[1]。
1.2内容
具体包含：其一，固定翼。其会以油动、电动为主要动力源，虽然续航时间长，实践工作效率高，但会受安全航高、载重等因素的限制，随着测绘行业对数据准确性要求的提高，受众面会随之变窄；其二，旋翼机。通常情况下会有三、四、六、八旋翼。不仅能结合不同检测区域的特点选择适宜的高度飞行作业，而且操作简单，安全性极高。但在实践工作中也发现一定问题，最常见的就是续航时间受限；其三，地面站。地面站的选择上以屏幕高亮演示和待机时间为主要考虑因素。
2.基于无人机倾斜摄影的地形图测绘方法
2.1采集外业数据
具体步骤如下：其一，准备工作。要结合不同工作条件准备充足的设备，并在已知点构架基站，以此在获取静态数据的同时，量取天线高；其二，起飞。在完成准备工作后，要打开相机，点击软件起飞触屏，促使无人机在接收命令的同时开始盘旋爬升，一直到指定高度后飞向航线。一般来讲过，飞行高度会结合检测项目进行科学调节；其三，航线飞行。无人机在上升到指定高度后，会结合地面站设计的航线进行准确飞行。在这一阶段，无人机按照飞行计划可以设计规定时间差来拍摄照片。在无人机飞行期间，若是电量不充足可以一键返航，在换上新电池后，选择断点飞行，会继续按照原定计划进行工作；其四，降落。无人机在飞行完所有航线后，会结合规定设计进入返航路线，而后在飞行点缓慢降落，一直到规定区域内。航拍工作结束后，要在导出所有航拍摄影数据的基础上进行认真检查，并判断航拍任务完成情况是否与预期相同。同时，要认真检查POS数据和RTK数据是否符合标准，明确航拍照片是否存在曝光过度等问题，如果有必须要及时重新补拍。若是没有质量等相关问题，可以进行第二架次飞行工作。下面是某次外业采集获取的影像图1、2、3：
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图1 某地斜坡
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图 2 某地田间小路
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图 3 某地房屋建筑
2.2构建三维模型
在进行三维模型构建工作时，具体步骤如下：其一，首先要打开Smart3D软件，新建工程，并输入工程名称，选择文件保存位置；其次要点击菜单栏，选择导入区块，并在计算机中找到相关文件，这样影像信息就可以自动导入；接下来要在概要中观看影像数据信息及区块信息，明确区块3D视图效果。其二，选择控制点，并编辑控制点的相关信息，点击右上角提交空中三角测量，而后正确设计参数。在定位模式中选择自动垂直，让区块垂直方向结合输入影像方向进行科学调节。在点击提交后，等待空三计算结果；其三，在完成计算后，要点击新建项目，重新构建项目，并点击空间框架，以此在切分区块的同时，收缩区块，并消除不必要的数据，以此控制模型重新构建的时间。由于最终结果有很多种形式，所以可以结合不同要求选择适宜的生产格式[2]。
2.3基于EPS的1∶500地形图测绘
首先要打开EPS软件，新建工程并将Smart3D建模结果导入其中，而后构建索引文件。在启动菜单后，选择三维测图子菜单下的模块进行数据转换，并结合倾斜摄影的data文件目录与metadata.xml文件，由此构成DSM实景表面模型；其次，在完成转换之后，就可以在data文件中获取DSM文件，并加载倾斜模型；最后就能对三维界面中的地物实施编辑，具体内容包含房屋、道路、高层建筑、植被等。以房屋为例，可以选择墙面提取画法进行勾画。
3.结果分析
运用三维测图来判断基于EPS的1∶500地形图测绘是否标准，最重要的是结合RTK技术设计像控点，以此为后续检查提供依据。因此，在建模阶段，在完成空三计算后，要在输入预先检测好的像控坐标点的基础上，再次实施空三计算，由此获取的模型就可以在测图时准确查看每一个点的坐标。同时，还要运用EPS软件导入模型，并选择四个检查点，而后在三维模型界面中寻找对应点，观察模型上的坐标与实际坐标两者的误差。若是控制在3到5厘米之间，证明数据精确度非常高，但若是超过5厘米以上，就需要技术人员进行科学调节。
结束语
综上所述，基于无人机倾斜摄影的地形图测绘工作，可以解决以往地形图测绘效率低、遮挡需要野外处理等问题，大大改善了传统的测量方法的缺点，能够减少人力，缩短工期，降低成本，因此是未来城市建设发展关注的焦点。目前针对这项技术的探索还处于初级阶段，该项技术还存在立交桥下等的遮挡及不规则模型的还原度不高等缺陷，但相信随着科技水平的逐步提高，一定可以在未来的技术发展中大幅降低外业工作中人力与物力的消耗，并提高整体工作效率。
参考文献：
[1]杜洪涛，郭敏，魏国芳，etal.基于无人机倾斜摄影技术的大比例尺地形图测绘方法[J].城市勘测，2018，168（06）：68-71+86.
[2]周永丹.浅谈无人机倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用[J].科技风，2019，383（15）：244.
作者简介：
韩志雄，男，陕西潼关人，1978年6月出生，测绘工程师，毕业于西安科技大学测绘工程专业，长期从事煤田物探及测量研究工作，现任陕西省煤田物探测绘有限公司党委委员、执行董事、总经理。