關(guān)于無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的總結(jié)

　　《第三次全國(guó)土地調(diào)查總體方案》明確了第三次全國(guó)土地調(diào)查的目標(biāo)，全面細(xì)化和完善全國(guó)土地利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，按照國(guó)家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在全國(guó)范圍內(nèi)利用遙感、測(cè)繪、地理信息、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，統(tǒng)籌利用現(xiàn)有資料，查清各類土地的所有權(quán)和使用權(quán)狀況。航空、航天遙感技術(shù)手段相比衛(wèi)星和有人機(jī)測(cè)繪具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，其中的無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)已被越來(lái)越多的行業(yè)認(rèn)可和應(yīng)用。

　　傾斜攝影測(cè)量技術(shù)

　　無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù)，傾斜攝影技術(shù)三維數(shù)據(jù)可真實(shí)反映地物的外觀、位置、高度等屬性; 借助無(wú)人機(jī)，可快速采集影像數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化三維建模; 傾斜攝影數(shù)據(jù)是帶有空間位置信息的可量測(cè)影像數(shù)據(jù)，能同時(shí)輸出DSM、DOM、TDOM、DLG 等多種成果。

　　傳統(tǒng)航空攝影只能從垂直角度拍攝地物，傾斜攝影則通過(guò)在同一平臺(tái)搭載多臺(tái)傳感器，同時(shí)從垂直、側(cè)視等不同的角度采集影像，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)航空攝影的局限。

　　1. 飛行平臺(tái)的性能要求

　　由于無(wú)人機(jī)用途不同，其性能標(biāo)準(zhǔn)也不一樣。測(cè)繪型無(wú)人機(jī)對(duì)飛行標(biāo)準(zhǔn)要求更高，可以在載重、巡航速度、實(shí)用升限、續(xù)航時(shí)間、安全性和抗風(fēng)等級(jí)等方面做出限定。例如： ①無(wú)人機(jī)最低載重2 kg; ②多旋翼巡航速度大于6 m/s，固定翼無(wú)人機(jī)巡航速度大于10 m/s; ③電池動(dòng)力續(xù)航時(shí)間大于25 min，內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力續(xù)航時(shí)間大于1 h; ④抗風(fēng)性要求不低于4 級(jí)風(fēng)速; ⑤無(wú)人機(jī)實(shí)用升限能達(dá)到1000 m 以上，海拔高度不低于3000 m。

　　2. 傾斜相機(jī)的性能要求

　　在《低空數(shù)字航空攝影規(guī)范》相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，把傾角15°以上的都劃歸到傾斜攝影的范疇。傾斜相機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)是獲取不同角度影像的能力和單架次作業(yè)的廣度和深度。傾斜相機(jī)的性能要求可以從獲取影像能力、作業(yè)時(shí)間、曝光功能、續(xù)航時(shí)間、POS 記錄功能等方面做出限定。例如： ①傾斜攝影一次曝光采集的像素越高越好，但要根據(jù)設(shè)備成本考量，單個(gè)鏡頭不低于2000 萬(wàn)像素，一次曝光不低于1 億像素; ②作業(yè)時(shí)間至少能滿足90 min，最好具備全天候的作業(yè)能力;③有定點(diǎn)曝光功能，確保影像重疊度滿足要求。

　　傾斜攝影測(cè)量技術(shù)優(yōu)勢(shì)

　　1.傾斜攝影測(cè)量技術(shù)可以真實(shí)反映地物的真實(shí)面貌：傾斜攝影測(cè)量技術(shù)通過(guò)五個(gè)角度對(duì)地面情況進(jìn)行拍攝，獲得三維數(shù)據(jù)可以真實(shí)的反映地物的本來(lái)面貌，客觀的再現(xiàn)了地物的外觀、結(jié)構(gòu)以及高度等屬性，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)遙感技術(shù)的測(cè)量不足，使傾斜攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用更為廣泛。

　　2.傾斜攝影測(cè)量技術(shù)性價(jià)比高：傾斜攝影測(cè)量技術(shù)測(cè)量的數(shù)據(jù)帶有空間位置信息和各種影像數(shù)據(jù)，同時(shí)還可以輸出DSM、DOM、DLG等的數(shù)據(jù)成果，也滿足了傳統(tǒng)航測(cè)技術(shù)的要求，除此之外，傾斜攝影測(cè)量技術(shù)利用提取及貼紋理的方式，還可以降低三維建模的成本。

　　3.傾斜攝影測(cè)量技術(shù)效率高：傾斜攝影測(cè)量技術(shù)是通過(guò)借助無(wú)人機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量和影像拍攝的，是一種全自動(dòng)的模式，通過(guò)實(shí)踐表明，人工1～2年的人工建模，利用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行三維建模只需要3～5個(gè)月，大大提高了效率，縮短了時(shí)間。

　　傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的具體應(yīng)用

　　1.城市建筑監(jiān)測(cè)

　　此系統(tǒng)主要是經(jīng)過(guò)對(duì)相同地方不同時(shí)相的建筑物的實(shí)景真三維模型和正射影像圖數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，經(jīng)過(guò)面積變化、高度變化以及灰度變化等將疑似變化區(qū)域確定下來(lái)。再通過(guò)人機(jī)交互與已有地籍和房屋數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比進(jìn)一步確定最終疑似違章建筑并輸出相關(guān)信息供城管部門進(jìn)行實(shí)地核查。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)將點(diǎn)云數(shù)據(jù)、正射影像圖以及實(shí)景三維數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，同時(shí)結(jié)合地籍、房屋等空間數(shù)據(jù)庫(kù)等進(jìn)行綜合分析，經(jīng)過(guò)監(jiān)測(cè)變化、核查地籍、核查房屋和整理分析等四個(gè)功能模塊最終形成疑似違章建筑的信息。

　　2.城市管理

　　傾斜攝影測(cè)量可能夠快速建立城市現(xiàn)狀的三維實(shí)體模型，借助傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，可利用航拍傾斜攝影數(shù)據(jù)與后處理點(diǎn)云信息快速有效的實(shí)現(xiàn)三維模型構(gòu)建。針對(duì)不同的拍攝區(qū)域，能夠更加靈活的適應(yīng)城市航拍，有效提高城市建模的有效率，同時(shí)通過(guò)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)數(shù)據(jù)的不斷更新，能夠更好的為數(shù)字城市提供更好的管理依據(jù)。

　　3.城市規(guī)劃

　　對(duì)實(shí)景進(jìn)行三維模型的構(gòu)建以往的三維建模需要非常繁瑣的步驟，同時(shí)外部作業(yè)都是人為完成。智慧城市的規(guī)劃建設(shè)過(guò)程中，通常規(guī)模面積非常龐大，利用人工建模的方法消耗非常大的人力資源，同時(shí)浪費(fèi)了時(shí)間，所以人工建模也并不適合。基于傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的額城市實(shí)景三維建模，是非人工的自動(dòng)建模方式。航拍完成作業(yè)后，相關(guān)軟件會(huì)自動(dòng)處理，此過(guò)程的人力使用較少，降低了投入成本。另外，傾斜攝影的建模技術(shù)效率高，可以達(dá)到幾十平方千米。

　　傾斜攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題

　　1.匹配傾斜航空攝影后期數(shù)據(jù)影響的過(guò)程中，由于傾斜影響攝影比例尺不一致、分辨率差異、地物遮擋等情況造成獲得的數(shù)據(jù)當(dāng)中含有非常多的粗差，嚴(yán)重威脅著后續(xù)的影像空三精度?？墒?，怎樣使用傾斜攝影測(cè)量當(dāng)中的大量冗余信息進(jìn)行數(shù)據(jù)的高精度匹配作為提升傾斜攝影技術(shù)實(shí)用性的關(guān)鍵。

　　2.傾斜攝影測(cè)量所形成的三維模型在表達(dá)整體的同時(shí)，某些地方存在模型缺失或失真等問(wèn)題。因此，為了三維模型的完整準(zhǔn)確地表達(dá)需要進(jìn)行局部區(qū)域的補(bǔ)測(cè)，常用方法是人工相機(jī)拍照或者使用車載近景攝影測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。

　　3.隨著科技的發(fā)展無(wú)人機(jī)作為傾斜攝影測(cè)量實(shí)用的載體，為了增加其便攜性和靈活性，無(wú)人機(jī)的續(xù)航能力不強(qiáng)，因此，電池的續(xù)航能力成為其推廣的限制條件，研制體積小長(zhǎng)續(xù)航的電池迫在眉睫。

　　總結(jié)

　　無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量已經(jīng)成為未來(lái)航空攝影測(cè)量的重要手段和國(guó)家航空遙感監(jiān)測(cè)體系的重要補(bǔ)充，逐步從研究開發(fā)階段發(fā)展到了實(shí)際應(yīng)用階段。應(yīng)用成果已在公安、應(yīng)急、測(cè)繪、旅游、環(huán)保等行業(yè)得到了應(yīng)用驗(yàn)證，受到越來(lái)越多的研究者和生產(chǎn)者的青睞和好評(píng)，大大地?cái)U(kuò)大了傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用范圍，其社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有廣闊的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。