傾斜攝影是指在航拍時(shí)以一定傾斜角度對(duì)地面物體航拍，通過在同一平臺(tái)搭載不同傳感器，從多個(gè)角度采集影像，改變了傳統(tǒng)航拍只能垂直拍攝的弊端。無(wú)人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，使以無(wú)人機(jī)為平臺(tái)進(jìn)行傾斜攝影測(cè)量在測(cè)繪工作中廣泛應(yīng)用，可以快速獲得地面物體的三維模型，相比于傳統(tǒng)航拍方式，成像效果更好，廣泛應(yīng)用于地形圖測(cè)繪與城市三維建模、大比例尺地圖繪制等工作中。

1.1 設(shè)備少，便攜型強(qiáng)

傳統(tǒng)地形測(cè)繪工作中需要人員攜帶全站儀、水準(zhǔn)儀、RTK測(cè)量等，這些工具往往需要多個(gè)人共同合作才能完成全部地形測(cè)繪工作，設(shè)備眾多，攜帶不便。無(wú)人機(jī)傾斜攝影則只需要準(zhǔn)備無(wú)人機(jī)與相機(jī)即可，在具體地形圖測(cè)繪工作中，一人就可完成外業(yè)測(cè)繪數(shù)據(jù)采集工作與內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)建模，一人就可以完成全部工作。

1.2 天氣適應(yīng)能力強(qiáng)

在地形圖測(cè)繪工作中，外業(yè)數(shù)據(jù)采集工作受到天氣因素影響較大，當(dāng)遇到降雨、降雪、大霧等天氣時(shí)，往往無(wú)法正常開展測(cè)繪工作，造成整個(gè)測(cè)量工期延長(zhǎng)。采用無(wú)人機(jī)傾斜攝影，在一定程度上可以不受惡劣天氣影響，只要天氣允許無(wú)人機(jī)起飛，在光線不足的情況下也可以拍出較為清晰的照片，滿足地形圖測(cè)繪工作需要，大大增加了作業(yè)時(shí)間。

1.3 保障作業(yè)人員安全

由于地形圖測(cè)繪工作中需要測(cè)繪人員攜帶各種測(cè)繪儀器勘察地形信息，因此以往在野外測(cè)繪工作時(shí)容易出現(xiàn)各種險(xiǎn)情，影響工作人員的人身安全，采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行傾斜攝影測(cè)量，工作人員只需要控制無(wú)人機(jī)飛行，并根據(jù)飛行過程中的前視和下視雙圖傳送信息調(diào)整飛行高度，無(wú)人機(jī)工作狀態(tài)與測(cè)繪數(shù)據(jù)可以在控制臺(tái)實(shí)時(shí)顯示，使測(cè)繪人員的人身安全得到保障。

1.4 圖像清晰精度高

相比于采用傳統(tǒng)方式進(jìn)行地形圖測(cè)繪工作，無(wú)人機(jī)傾斜攝影采用多個(gè)相機(jī)獨(dú)立拍攝，且配合我國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用，成像效果好，定位精度準(zhǔn)確，可以構(gòu)建高精度測(cè)繪模型，十分適合城市等密集建筑區(qū)域的地形圖測(cè)繪工作。

1.5 配套軟件齊全

無(wú)人機(jī)運(yùn)用到地形測(cè)繪中，衍生出了一系列配套軟件，從數(shù)據(jù)預(yù)處理到三維建模與數(shù)據(jù)采集，形成了完整的軟件處理工具。在整個(gè)地形圖測(cè)繪工作中，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化處理，提高了工作效率。

2無(wú)人機(jī)傾斜攝影在地形圖測(cè)繪中作業(yè)流程

2.1 傾斜攝影前的準(zhǔn)備工作

要對(duì)擬測(cè)繪區(qū)域的基本資料進(jìn)行收集，包括控制點(diǎn)成果、坐標(biāo)系統(tǒng)和高程基準(zhǔn)參數(shù)、已有的地形圖成果與地名資料等。為了遵守國(guó)家對(duì)無(wú)人機(jī)測(cè)繪工作的要求，制定飛行路線，申請(qǐng)無(wú)人機(jī)飛行區(qū)域。要對(duì)無(wú)人機(jī)所搭載的相機(jī)進(jìn)行檢查，確保拍攝影像分辨率符合要求，對(duì)于無(wú)人機(jī)的電源及飛控平臺(tái)進(jìn)行檢查，保證在無(wú)人機(jī)飛行期間工作狀態(tài)正常。

2.2 外業(yè)航拍與測(cè)繪

完成前期準(zhǔn)備工作后，外業(yè)工作人員攜帶無(wú)人機(jī)等設(shè)備到達(dá)地形圖測(cè)繪區(qū)域。為了保證測(cè)繪效果，外業(yè)人員需要對(duì)測(cè)控區(qū)域布置像控點(diǎn)，按照預(yù)定測(cè)繪方案由無(wú)人機(jī)搭載相機(jī)充多角度采集地形數(shù)據(jù)。在測(cè)繪工作中，由于無(wú)人機(jī)在整個(gè)飛行過程中對(duì)不同區(qū)域測(cè)繪精度有所區(qū)別，在測(cè)繪區(qū)域四周精度明顯低于測(cè)繪內(nèi)部區(qū)域，因此采用5點(diǎn)布設(shè)法更能在滿足精度要求條件下減少控制點(diǎn)的數(shù)量，有效滿足傾斜攝影空中三角測(cè)量的要求。

2.3 建立三維實(shí)景模型

將傾斜攝影圖像導(dǎo)入到軟件后，通過像素點(diǎn)密集匹配技術(shù)，系統(tǒng)軟件根據(jù)影像中的同名點(diǎn)構(gòu)成密集云點(diǎn)，這種方式能夠精確表達(dá)地形圖中地物的細(xì)節(jié)，對(duì)于建筑密度高的地方，點(diǎn)密集程度越高。為了縮小數(shù)據(jù)處理時(shí)間，一般采用多臺(tái)電腦聯(lián)網(wǎng)共同處理，相比于傳統(tǒng)地形圖測(cè)繪中由作業(yè)員手動(dòng)完成，以三維模型和點(diǎn)云作參照，速度大大提升。

2.4 紋理映射

在完成三維實(shí)景模型后，需要對(duì)系統(tǒng)生成的圖像進(jìn)行紋理提取，在無(wú)人機(jī)傾斜拍攝中由于受到光線、云霧的影響，會(huì)存在一定的紋理偏差，需要進(jìn)行光勻色處理，這樣在最終三維成像時(shí)色紋色調(diào)會(huì)保持一致。在紋理映射中，需要將將建模區(qū)域分割為多個(gè)小塊。根據(jù)并行機(jī)制，將每個(gè)小塊的三維模型建立打包成為一個(gè)任務(wù)，自動(dòng)分配各多個(gè)節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行測(cè)區(qū)三維模型生產(chǎn)由空三和影像密集匹配后建立的影像之間的三角關(guān)系構(gòu)成三角TIN，再由三角TIN構(gòu)成白模，軟件從影像中計(jì)算對(duì)應(yīng)的紋理，并自動(dòng)將紋理映射到對(duì)應(yīng)的白模上，最終形成真實(shí)三維場(chǎng)景。

3、無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的質(zhì)量保證措施

3.1 空中傾斜攝影的要求

為了保證無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量精度，要在測(cè)量之前做好準(zhǔn)備工作，無(wú)人機(jī)搭載的相機(jī)地面分辨率、畫面重疊度、拍攝質(zhì)量制定標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。對(duì)于無(wú)人機(jī)的飛行高度、飛行航向、基準(zhǔn)線制定，要做到準(zhǔn)備到位，在無(wú)人機(jī)飛行前要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人機(jī)及控制平臺(tái)檢查，確保在傾斜攝影中設(shè)備工作狀態(tài)正常，提高空中測(cè)量的精度。

3.2 三維模型數(shù)據(jù)的要點(diǎn)

在完成無(wú)人機(jī)飛行后，檢查影響資料的基本情況，影像是否足夠清晰，航拍內(nèi)容是否完整，避免出現(xiàn)圖像模糊、畫面發(fā)虛的情況。檢查飛行記錄，察看曝光的坐標(biāo)與實(shí)際飛行情況是否一致，存在偏離航向的問題與否。按照飛行記錄表填寫的方式進(jìn)行影像旋轉(zhuǎn)，特別注意奇數(shù)條和偶數(shù)條航帶的旋轉(zhuǎn)是否相同。對(duì)于不合格的飛行影像，需要進(jìn)行重飛。

3.3 傾斜攝影中的注意事項(xiàng)

在無(wú)人機(jī)傾斜攝影實(shí)際操作中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)建筑物遮擋等問題，無(wú)法實(shí)現(xiàn)拍攝被遮擋部分的圖像內(nèi)容，此外，受到光照、風(fēng)力等額外因素，影像存在偏差，有時(shí)還會(huì)受到其他外在因素導(dǎo)致成像效果較差，要想解決這些問題，可以通過增加拍攝次數(shù)，從多個(gè)角度與高度進(jìn)行飛行，盡量減少建筑物的遮擋，要選擇天氣能見度高的時(shí)候傾斜拍攝，保證成像效果，對(duì)于地形圖測(cè)繪要求結(jié)果精度高的要求，還可以采用像素更高的相機(jī)，確保成像效果。

4、結(jié)語(yǔ)

隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展和傾斜攝影技術(shù)的成熟，在地形圖測(cè)繪工作中大比例尺地形圖將更多采用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，相比于傳統(tǒng)地形圖測(cè)量，它能夠顯著降低測(cè)繪時(shí)長(zhǎng)，在費(fèi)用上也更具優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際應(yīng)用中，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量受到不良天氣因素影響及無(wú)人機(jī)飛控姿勢(shì)不穩(wěn)定等問題限制了應(yīng)用，此外，在軟硬件協(xié)同上也還有一些技術(shù)難點(diǎn)需要突破。相信隨著技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量將會(huì)發(fā)揮更重要作用。