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无人机倾斜摄影在测量工程中的应用分析

2021-03-16王露露

中国应急管理科学 2021年9期
关键词:倾斜摄影无人机应用

王露露

摘要:科技的发展,各领域的技术水平逐渐提高,信息技术应用更加广泛的今天,随着无人机技术的不断成熟,无人机已被广泛应用于测量工程中。

关键词:无人机;倾斜摄影;测量工程;应用

分类号:E926.3;E91;TP391.41

引言

为加大无人机航测技术的应用推广力度,提高技术应用水平,对无人机航测技术在工程测量中的应用现状进行分析,为从业人员提供技术指导。

一、无人机倾斜摄影技术

无人机倾斜摄影技术是通过无人机平台搭载多个航摄相机,根据预设线路采集测区的影像,以同时实现多个角度拍摄,准确反映出地面物体情况,高精度获取物理纹理信息。联合建模技术、融合技术和定位技术,可以自动化生成三维模型。根据技术应用流程,采用POS信息、航片与传感器参数,采集运行影像数据,控制测量相片。注重处理内业数据,加大控制点影像关联度,采用空三运算方式输出结果,以此建立DEM模型和三维实景模型。所以在矿山测量中应用无人机倾斜摄影技术,可以提高测绘结果的精准度。倾斜摄影三维自动建模软件属于自动化建模软件,能够通过多源序列影像生成高分辨率三维模型。建模软件通过全自动空三解算,建立不规则三角网络,自动化纹理映射,快速建立三维模型。该建模软件通过倾斜摄影能够在垂直影像上获取结构信息,并且基于单张影像测量原理获取建筑立面结构,通过调整、提拉和编辑等操作获取精细单体化模型。通过倾斜摄影纹理采集特点,能够从影像中采集模型贴图,自动化生成模型贴图。

1、倾斜摄影测量的原理

倾斜摄影测量是在无人机上搭载多台相机,同时从下视、斜视等不同视场角度进行影像获取,获取的信息可以完整地表达地物的具体情况。相对于地面成90°夹角拍摄获取的影像称为垂直影像,相对于地面有相对应的夹角拍摄获取的影像称为倾斜影像。把倾角大于15°的拍摄相机都称为倾斜相机。倾斜摄影的发展不是对限定相机镜头数量进行设计,倾斜相机的关键指标是获取不同方向影像的能力和每个架次作业范围的大小。

二、无人机倾斜摄影在测量工程中的应用

1、在环境治理工程中的应用

在环境治理工程中,对无人机航测技术的应用,可以有效减小复杂气候条件对环境监测质量造成的影响,全面掌握测区生态环境情况,为后续环境治理工作的开展提供信息支持。例如,在水环境治理工程中,无人机航测技术的应用价值包括:第一,可见光波段提取植物。采取变通VDVI算法,采取可见光波段提取法,在短时间内即可从所获取测绘影像中提取植被特征,以判断水环境中蓝藻等水生植物的生长情况,判断是否存在水生植物过度繁殖问题。第二,应急快速成图。在特殊情况下,为快速掌握测区环境情况,需要运用无人机航测技术,迅速掌握测区相关情况,运用无人机在高空快速获取测区影像资料,并在服务器端直接完成数据处理与计算过程,从而生成镶嵌正射影像、DSM影像与DTM影像等成果。

2、测量临河设施

以长江为例,长江的整体长度较长,跨越了多个省市,且整个长江干线的沿岸分布着诸多的码头等临河设施。需要注意的是,长江沿岸的大部分码头为非固定码头,即浮式码头,当长江干线的水位发生变化时,码头的具体位置、高度等均会发生改变。在长江沿线设施较多的情况下,若采取传统的测绘技术,则需要数年时间才能够实现对整个巷道情况的更新,且测量结果仅仅能够反映测量阶段的具体状况,不具备实时性,无法反映实时信息。无人机测绘技术的应用不仅可以有效弥补传统测绘技术效率慢、周期长等弊端,且能够实现对码头等临江设施的实时数据获取,从而为航道管理工作提供更加准确的数据信息。

3、在GPS布设方面的应用

在测量工程中,GPS布设也是其中关键的一环,有利于实现无人机摄像数据的同步,是提高工作效率和效果的重要途徑。想要实现这一目标,就需要对GPS布设的精度有着严格要求。在完成GPS布设后,接下来要做的工作便是接收信号,可以说信号接收是在完成GPS布设的基础上进行的,目的在于更顺畅地接收测绘方面的数据。无人机在接收信号前,首先应保障其具有充足的供电,对于传统的垂直摄影方式而言,由于得到信息密度较低,需要扩大面积来完成对待测目标的摄影,无疑会延长摄影时间,因而需要无人机拥有更充足的供电。倾斜摄影是以多种摄影模组的形式存在的,可以用更少的拍摄次数来进行多角度的拍摄,大大缩短了摄影工作时间,能够有效降低无人机在供电方面的压力,扩大其摄影工作的范围,让GPS布设的工作效率提高到一个新的等级。

4、三维建模与数据采集

在建立三维数据模型时,需要通过多角度倾斜影像的校正操作、联合平差操作、多视匹配操作等,以此获得三维倾斜模型。完成三维数据模型建立后,可以通过数据处理软件获得区域内的地貌和地物数据。数据采集所涉及的内容如下:第一,采集地物要素。该采集工作由手动完成,例如拍摄影像像控点、建筑物等有效控制测量精度;第二,自动化提取地貌要素三维信息,涉及到高程标注点、等高线采集等,再由人工通过现代化处理软件平台整合处理;第三,在处理地物遮挡问题时,对像片内的遮挡区域,进行补充测量,确保整体测量数据准确可靠全面提升测量精度与准确度。

结语

在现代工程项目中,为全面提高工程测量精度及作业效率,突破传统技术的应用局限,企业必须提高对无人机航测技术的重视程度及应用力度,深入了解技术原理与优势特点,结合工程情况针对性制定无人机航测技术方案,保证航测过程科学合理。

参考文献

[1]陈龙海.无人机倾斜摄影测量技术在航道测绘中的应用[J].船舶物资与市场,2020,174(8):85-86.

[2]潜军伟,毛铭祺,江一帆.浅谈无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用[J].世界有色金属,2018(22):237-238.

[3]李涛.论无人机航测技术在工程测量中的应用[J].山东工业技术,2019(7):103-103.

[4]高磊.无人机航测技术在工程测量中的应用[J].工程技术研究,2019,4(19):56-57.

[5]曹晓元.无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究[J].江西建材,2018(1):180+184.

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