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无人机倾斜摄影在测量工程中的应用分析

2021-09-17孔国盛俞春燕

科技信息·学术版 2021年10期
关键词:应用

孔国盛 俞春燕

摘要:21世纪,科技发展日新月异,对社会各行各业都产生了极为重要的影响,倾斜摄影测量便是其中之一。它是通过飞行平台将传感器搭载起来,搭载的传感器数量并不限于1台,完成影像的同步采集,从而获得更为真实的地物方面的信息。这一技术具有自己独特的优势,因此被广泛应用,在经济建筑的诸多领域都可以见到其身影。随着倾斜摄影测量技术的发展,对航摄效率、分辨率等提出了更严苛的要求,促进了其进一步的革新和发展,无人机倾斜摄影测量便是在此背景下诞生的。这一最新型的测量技术,将摄影测量的应用提升到了一个新的高度。

关键词:无人机倾斜摄影;测量工程;应用

引言

无人机倾斜摄影技术是近些年发展起来的一项高新产业,通过无人机对某一景观进行多角度拍摄,通过空间三维运算处理之后形成三维模型的一种技术。这种技术的应用,大大降低人工测量的难度和工作量,使现场工作变得更加高效和直观。

1倾斜摄影拍摄要点

使用专业倾斜攝影无人机进行拍摄,需要在同一飞行平台上搭载多台镜头传感器(目前常用的是五向镜头相机),同时从1向垂直、4向倾斜等不同角度采集影像,然后经数据处理形成实景模型。为清晰地显示工作区域的实际情况,飞行范围不仅需要涵盖施工区域,还要包括周边的区域。

无人机拍摄前,除设定飞行路线外,需注意设定拍摄的视频或照片涵盖相机位置、镜头信息等关键信息,作为数据形成的必备条件,选择在无风天气晴朗可视度良好的情况下进行拍摄。为保证顺利完成三维建模并提高模型精度,控制飞行速度,照片的重叠率最少要在80%以上,同一物体连续拍摄的照片角度偏差不超过15度、拍摄至少不少于3张照片,不能有飞行速度和高度的突变以免出现数据模糊。如果有凸出、镂空以及要求精确显示的建筑物或工程实体部位,需要对局部进行多角度环绕拍摄采集。高度方向如过高,也应分层设置飞行轨迹。因无人机一般采用WGS84经纬网和椭球高程,提前对无人机的测量参数进行设定,避免形成的模型与需要的模型位置不一致,造成大量的后处理工作。

2无人机倾斜摄影在测量工程中的应用分析

2.1在航线设计方面的应用

无人机倾斜摄影与垂直摄影相比,具有多角度采集影像数据的特征,因此,其可以展开对无人机的镜头和待测目标距离、飞行高度等方面数据的计算,有利于提高计算的准确性,让航线设计工作有了新的指导方向,提高了航线设计的工作效率。

2.2在地面观测方面的应用

在测量工程中,地面观测是其重要的工作环节之一。进行地面观测时,不仅需要对地面的平面特征进行观测,还需要对地面的状态、存在的目标等进行观测。传统的垂直摄影在观测时,往往只能从顶部入手,而无法观测到其他的信息,如与地面高度方面的信息。倾斜摄影技术的多角度拍摄特征,可以获知地面高度的变化。这些信息对于测绘人员来说具有重要的作用,通过为其提供高度信息,可以使测绘人员对地面不同高度的目标分析更为准确,也有利于提高其测绘分析的效率。

2.3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径。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。

2.4在数据处理方面的应用

无人机在摄影完成后,需要对摄影采集到的数据进行处理和分析,从而为后续工作的顺利开展奠定扎实的基础。倾斜摄影技术与传统摄影技术相比,能够从多个角度来获取等待测试目标的信息,有效增加了数据处理的维度,获得更多的参考信息,大大提高了数据处理工作的效率和效果。此外,由于倾斜摄影技术搭载了预处理系统,可在摄影完成后利用这一处理系统来对数据进行初步处理,一些无效的数据能被有效剔除,大大提高了POS数据处理效率,使其精度和速度都提升到了一个新的高度。

具体来说,无人机数据处理使用的软件共包括两类,分别为Smart3D4.4.9、EPS2016三维测图软件。这两种软件具有不同的工作原理,如Smart3D软件构建三维实景的模型和测区正射影像的数据来源于无人机影像;EPS2016三维测图软件则是根据测区正射影像、三维实景模型来进行三维的测图。

相关工作者在处理无人机的影像前,首先要做的是对采集到的影像数据的处理工作,如筛选、剔除,将曝光度较高、成像模糊或重复的影像进行删除处理,否则Smart3D软件的处理工作将无法顺利完成;其次,便是对像控点的处理,可将其刺在影像上,并对空中的三角测量加以处理。在进行这部分工作时,由于POS数据会自动写进影像中,因此处理时无须再将POS数据导入,而是处理完像控点之后就可以进行空中三角测量的处理。此外,还可以从工程的实际需要出发,来对Smart3D软件的参数进行设置,软件便会自动构建;最后,利用EPS2016软件让二三维联动起来对地形图进行绘制。这样的测量方法能够提高测量的精度,降低地理环境对其的影响,提高其数据处理效率。

结束语

无人机倾斜摄影技术作为一种新型技术,在现代测量中发挥着重要的作用。本文对其具体应用进行了重点探究。无人机倾斜摄影技术具有广泛的应用,具体体现在航线设计、地面观测、GPS布设、数据处理以及质量控制等方面。倾斜摄影无人机以搭载的多组镜头优势,可以对需要测定的目标进行多角度的拍摄,在提升信息密度的同时,也能使呈现的影像更为立体和直观。

参考文献

[1]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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