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【摘要】現代科學技術的進步使得測繪技術得到了突飛猛進的發展，其中以無人機為代表的傾斜攝影技術成為目前測繪行業的研究熱點。論文對無人機傾斜攝影技術在測繪工程中的應用進行了研究。
【關鍵詞】測繪工程；無人機；傾斜攝影
1引言
無人機傾斜攝影是指通過攜帶有攝像頭的無人機，通過多個角度對待測目標進行測量的操作。相較于傳統的垂直攝影，傾斜攝影可以將待測物體或地區的高度差展示出來，使所拍攝的景象更加的真實、直觀。因此，研究無人機傾斜攝影在測繪工程中的應用，對于提升我國的測繪水平具有重要的意義。
2無人機傾斜攝影技術
2.1技術特點
無人機傾斜攝影技術通過搭載多組攝像頭，可以在斜向角度拍攝待測目標，獲得其頂部與側面的信息，使待測目標更為真實。此外，搭載有多組攝像頭的無人機自身的技術也比傳統的無人機更加先進，不但操作更為簡便，其續航、載重和操控性等也有了顯著的提升。同時，傾斜攝影無人機搭載的遙感探測技術縮短了其攝像的時間，在拍攝相同數量的照片時，傾斜攝影無人機用時比傳統無人機更短，提升了測繪工作的效率。
2.2鏡頭要求
鏡頭是拍攝工作的關鍵，傾斜攝影無人機為拍攝多角度的照片，其所搭載的鏡頭一般是單組與多組相結合的方式。一般來說，為控制成本，多組鏡頭的像素往往比單組鏡頭更低，單組鏡頭一般為3500萬像素，而多組鏡頭則會減少到2000萬像素，相機的曝光時間也會相應縮短[1]。同時，為滿足多組鏡頭的工作需要，傾斜攝影無人機搭載的電池容量會更大，鏡頭的工作時間通常會大于90min。
3無人機傾斜攝影的技術優勢
3.1多角度獲取信息
垂直攝影僅存在一個攝影角度，因此，難以獲得頂部之外的信息，獲取信息的能力非常有限。而無人機傾斜攝影通過多個多角度的攝像頭，實現對待測目標的多角度觀察，這種方式可以得到目標的側面信息，從而彌補了傳統垂直攝影的局限性。從多角度獲取信息可以為測繪工程中三維模型的建立與三維測量工作提供有效的參考，從而提升三維測繪水平。
3.2便于還原待測目標
對待測目標的還原是測繪工程中的重要環節，可以為后續工程提供參考。而傳統的垂直攝影方式因無法取得待測目標的側面信息，在進行還原工作時會存在困難，而無人機傾斜攝影通過多角度拍攝的方式，可以得知待測目標的頂部與側面信息，以及角度、高度、坡度等各項信息，極大地方便了還原工作。
3.3成像更清晰
傾斜攝影所搭載的攝像頭具備更強大的成像能力，所拍攝的影像的分辨率更高，各種紋理等也能清晰可見。這對分析目標特征及其周圍環境的工作有著非常大的幫助。
4無人機傾斜攝影技術在測繪工程中的應用
4.1航線設計
由于無人機傾斜攝影具有多角度的特點，因此，通過對無人機飛行高度、鏡頭距待測目標的距離、攝影傾斜的角度以及鏡頭的分辨率等數據進行計算，可以提升數據分析的準確性，從而為航線設計工作提供幫助[2]。
4.2地面觀測
地面觀測是測繪工作中的重點環節之一，地面觀測環節不僅需要觀測地面的平面特征，對于地面的狀態、地面上存在的目標以及不平整地面的高度差等也需要進行觀測，而傳統的垂直攝影方式只能夠得到來自頂部的信息，對于與地面高度相關的數據難以進行觀測。傾斜攝影技術通過多角度拍攝，可得知地面高度變化信息。這種高度差信息可以為測繪人員分析地面不同高度的目標提供幫助，使分析結果更加詳細，提升測繪分析的水平。
4.3GPS布設
GPS布設是測繪工程中的一個關鍵問題。通過GPS布設，可以實現對無人機攝像數據之間的同步，以提升工作的效率，而這對GPS布設的精度提出了較高的要求。此外，在GPS布設的工作完成后，需要進行信號的接收工作，信號接收工作在GPS布設的基礎上完成，其目的是為了接收來自無人機的測繪數據。在進行信號接收工作前，需要確保無人機的供電充足，而傳統的垂直攝影方式因獲取信息的密度有限，需要對更大面積的目標進行攝影，這就延長了攝影的時間，對無人機的供電提出了更高的要求[3]。而傾斜攝影通過多種攝影模組可以在較少的拍攝次數內完成多角度的攝影工作，縮短了攝影所需的時間，這可以減輕無人機的供電壓力，擴大無人機的攝影工作范圍，從而提升GPS布設工作的效率。
4.4數據處理
在無人機攝影完畢后，需要對攝影的數據進行處理，從而為后續的其他工作奠定基礎。傾斜攝影技術相較于傳統的攝影技術，可以從多角度獲取待測目標的信息，這使得數據處理工作的維度增加，多角度的數據可以為數據處理工作提供更多的參考，從而提升數據處理工作的效率。此外，搭載有傾斜攝影技術的無人機一般都搭載有預處理系統，無人機中的預處理系統可在完成攝影后利用其搭載的預處理系統對數據進行簡單的處理，預處理系統可以將所拍攝的數據中的無效數據剔除，從而降低后期POS數據處理的難度，提升數據處理的速度和精確性。
4.5質量控制
相較于傳統的垂直攝影技術，傾斜攝影技術不但信息更加豐富，其質量也可以得到良好的控制，這對于高精度測繪來說非常有幫助。傾斜攝影中的質量控制主要包括2部分，一是數據獲取過程中的質量控制，二是數據本身的質量控制。
4.5.1數據獲取中的質量控制
無人機在攝影中需要取得大量的數據，因此，決定數據獲取質量的影響因素很多，例如，攝影的時間、傾斜攝影的角度、攝影的高度、照片質量等。而傾斜攝影的方式可以將不同角度下所拍攝的影像進行比對，通過對不同角度下影像的重疊度進行分析，可以有效地保證測繪工程中無人機成像的質量。同時，結合預先設計好的航線，可以最大限度地保證所拍攝的影像的質量，在所拍攝的影像不符合測繪的要求時，可以及時地進行補拍，從而減小測繪工程中的誤差。
4.5.2數據質量控制
數據質量是決定測繪工程水平的關鍵，當無人機拍攝完畢后，需要借助POS對其所拍攝的數據進行處理，同時對GPS數據進行分析，以便對數據不連續的部分進行補全。而傾斜攝影在提升數據處理質量方面具有天然的優勢，傾斜攝影方式獲得的數據信息更加全面，因此，數據不連續的部分較少；同時信息密度較大的數據也可以顯著提升數據補全工作的效率。
5結語
無人機傾斜攝影技術是現代測繪工程中常用的一種新型技術，本文對其在測繪工程中的應用進行了研究。傾斜攝影無人機通過搭載的多組鏡頭，可以實現對待測目標的多角度拍攝，從而提升信息的密度，使所拍攝的影像更加直觀與立體。無人機傾斜攝影技術在航線設計、地面觀測、GPS布設、數據處理以及質量控制方面都有廣泛的應用。
【參考文獻】
【1】周曉敏,孟曉林,張雪萍,等.傾斜攝影測量的城市真三維模型構建方法[J].測繪科學,2016,41(9):159-163.
【2】曹曉元.無人機傾斜攝影測量影像處理與三維建模的研究[J].江西建材,2018(1):180.
【3】孫亮,夏永華.基于無人機傾斜攝影技術測繪大比例尺地形圖的可行性研究[J].價值工程,2017,36(8):209-212.
作者:曹明 單位:江西核工業測繪院
