陈立贵
四川德阳 618000
摘要：无人机摄影测量具有机动灵活、易操控、速度快、获取影像的信息量大、成本低等特点，将该技术应用于土地复垦的前期数据调研中，对前期的工程设计具有重要的意义。为了更为直观的让设计人员了解到矿区的基本情况，利用无人机倾斜摄影像进行三维建模是十分必要的。无人机倾斜摄影测量系统即无人机上搭载高分辨率多视角航摄仪，它能够高效地获取高精度的航摄影像，经过航摄后处理软件可以快速生成三维模型，真实反映地表实际情况，满足人们对三维信息的需要。本文对无人机倾斜摄影测技术、测量数据获取流程和倾斜摄影测量质量参数分析进行研究，为无人机倾斜摄影测技术的应用提供参考。
关键词：无人机；倾斜摄影测量技术；测量质量；
1引言
无人机（UAV）是一种利用无线电遥控设备和计算机预编程序自主操纵的不载人飞机。无人机倾斜摄影测量系统即无人机上搭载高分辨率多视角航摄仪，它能够高效地获取高精度的航摄影像，经过航摄后处理软件可以快速生成三维模型，真实反映地表实际情况，满足人们对三维信息的需要。无人机倾斜摄影测技术集成了传感器技术、GPS 技术和 POS 技术，能够进行数据的快速处理并实时建模的新型测绘技术。相对于传统航测的大飞机，无人机的应用更为的广泛。
无人机航摄系统虽具备其他测绘技术不可比拟的优点，但仍然有很多缺点，无人机体积小，质量轻，在飞行中易受到风力的影响，使无人机飞行姿态不稳定，倾角偏大，使影像畸变差较大。由于无人机飞行高度低，像幅较小，影像数量过多，使得软件后处理阶段数据量太大，处理时间过长，同时无人机续航能力低，进行大区域测量时，充电浪费时间较长。
2无人机倾斜摄影测量系统组成
一个完善的无人机倾斜摄影测量系统主要包括：飞行平台、导航控制系统、任务设备、数据传输系统、地面监控系统、综合保障系统。
（1）无人机飞行平台
一套好的无人机系统需要集成飞控系统、云台、相机、图传设备等，这些都是基于飞行平台进行定制的，厂家的研究无人机飞行系统时要考虑到无人机的载重、续航时间、抗干扰能力、荷载与平台适配性等问题，所以无人机的设计方案也随着应用领域的不同而有所变化。现在市场上无人机的外壳选用的复合材料多是工程塑料，主要是碳纤维、玻璃纤维、树脂等材料的有机结合，成本低，性能好，质量轻。
（2）飞行控制与导航系统
飞行控制系统简称飞控，是无人机的核心部件，接收的由传感器传回的像飞行、悬停、姿态变化等各种飞行姿态数据，然后飞控系统会根据数据进行计算判断下达新的指令，进行动作和姿态的调整。
（3）任务设备
任务设备包括摄影机、摄影机控制系统及其他相关部件，主要目的是采集并存储航摄影像。在倾斜摄影中，应用较多的是多镜头多视角的摄影机。轻小型消费级无人机的相机多由飞行器自带，搭载多是单镜头非量测数码相机，像素都在2000万以上。
（4）数据传输系统
数据传输系统主要传输两个方面：实时传输无人机的飞行参数，包括航高、距离、轨迹、航向和飞行资料的测量结果。实时传送无人机获取的影像数据。这些数据被保存在内存卡中，在航拍结束之后导出数据供后期数据分析与应用。因此，无人机数据传输存储技术的好坏会直接到人们对无人机资料的掌握和数据的处理精度。
（5）地面监控系统
地面监控系统主要工作是监管无人机的飞行状态并保证无人机的安全，可以实现对无人机超越视距的控制，通过地面控制软件除了能够实时控制无人机，而且可以完成航线规划、空中悬停、环绕飞行等功能。小型无人机的监控系统一般指安装有地面监控软件计算机或手机，方便携带、成本较低、实用性较强。
3. 无人机矿山测量数据获取流程
3.1 计划航线
为了保证获取的影像符合项目要求，还要保证以尽量少的飞行次数完成飞行任务，所以在无人机飞行之前，需要进行航线的布设，而航线设计是制作高质量影像图的关键，不同的地形地貌、天气的变化、影像分辨率的要求，航线的设计也有所区别，设计时需考虑的主要参数包括：地面分辨率、航向和旁向重叠率、分区、飞行方向、航高。航测设计的要求，但实际上由于测区情况复杂，地形地貌样式多样，还有一些地貌在地表覆盖物（森林、雪地、水域等）遮盖下，不能很好地进行匹配。一般困难地区的航线设计需要航线具有较高的重叠率，如果条件允许可以多设计一条或者两条航线。
3.2 航测外业
（1）像控点布设
像控点的布设是生成测区正射影像最重要的一个环节，像控点目标选择位置的好坏与指示点位的准确程度，直接影响成果的精度。对于倾斜摄影来说，像控点的布设使得三维模型画面分布均匀，纹理清晰。而像控点布设的不规范或者不合理直接会影响到航测数据的后处理，有时候甚至需要补测像控点，但补测的像控点由于精度上就没有先布设的像控点精度高。
（2）控制点数据采集
一般像控点的坐标都是采用RTK方法获得，利用GPS定位，连接基站（或者是CORS 站实时坐标转换测得像控点坐标，以任意固定点做起算，将WGS84坐标转换为所需要坐标系统。进行量测像控点时，气泡居中或者用三角支撑杆固定，确认好所测像控点位置以及对应点号，不能搞错点号与之对应的坐标。确定并设置对应的仪器天线类型和天线高（像控点高程尤为重要），最后，一定得先确认所需要像控点坐标的参数，投影、坐标系、中央子午线及带度。
（3）无人机施测
在做好地面准备工作之后，就可以利用无人机对地进行拍摄，一般拍摄时要选择晴朗无云、风速尽可能小的天气。然后将无人机安置于预先选好的无人机起飞地组装无人机和航摄仪，同时根据任务要求对各项技术参数进行设置，比如说航高、影像重叠、相机倾角等参数，无人机进行航摄区域后，地面站向飞控系统发送命令，使无人机根据预先设置的航线进行飞行，飞行数据会实时反馈给地面监控站。
3.3 影像处理、成果提交
无人机在空中飞行时，会受到飞行环境和天气情况的影响，使得航向出现偏移或影响像片质量，因此无人机在结束飞行进行影像处理之前需要结合POS数据查影像数据的质量，判断其精度是否满足相关规范要求。主要检查包括：影像重叠度、像片倾角、像片旋角、航高差是否满足规范要求，是否出现漏拍现象，影像是否清晰，是否有阴影、大范围反光、不清晰点等突出问题出现。
影像检查合格之后要对原始影像进行处理，首先要将原始影像进行分类，分成倾斜影像和垂直影像，按照影像数据通用格式建立目录分类储存，由于无人机搭载的相机畸变差较大，使得航摄影像存在着不同程度的畸变误差，影响图像后期处理精度，因此还需要对影像进行畸变差改正。为了使影像更好的应用到实践中，还需要对影像进行亮度和反差的调整，使得影像数据在亮度、饱和度、色相上保持良好的统一，最终将处理好的影像进行提交，供内业人员进行处理，生成数字产品。
4.结束语
无人机倾斜摄影测量系统即无人机上搭载高分辨率多视角航摄仪，它能够高效地获取高精度的航摄影像，经过航摄后处理软件可以快速生成三维模型，真实反映地表实际情况，满足人们对三维信息的需要。本文对无人机倾斜摄影测技术、测量数据获取流程和倾斜摄影测量质量参数分析进行研究，为无人机倾斜摄影测技术的应用提供参考。
参考文献
[1]魏来. 无人机倾斜摄影技术在1:500带状地形图测量中的试验及分析[J]. 测绘与空间地理信息, 2018(09):160-163.
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[3]陈晓龙, 陈显龙, 彭瑶瑶. 无人机影像处理关键技术问题研究[J]. 北京测绘,2016(03):24-27.
作者：陈立贵，身份证号：511026196312084912。