無人機傾斜攝影1:500地形圖測繪流程（CC+EPS）

2020/03/25

摘要：利用低空無人機傾斜攝影技術快速獲取多角度影像數據，通過自動實景三維建模和三維模型立體量測技術，從而實現免外業調繪的高精度大比例尺地形圖測繪。本文通過具體生產實驗，詳細介紹基于無人機傾斜攝影測量技術的大比例尺地形圖作業流程，并通過精度分析，驗證了此方法的可行性。

關鍵詞：傾斜攝影;實景三維模型;大比例尺地形圖

引言

近年來迅速發展的無人機航測技術，具有機動靈活、作業高效迅速、可高頻監測關鍵區域以及成本低廉等特點，在應急保障和小區域地形圖測繪領域具有明顯的優勢。但無人機航測系統搭載的單一普通數碼相機，獲取的影像畸變嚴重，傾斜角和旋偏角較大，同時普通數碼相機，像幅偏小，導致小的基高比。由于普通數碼相機以上這些缺點，采用傳統航測生產方式很難滿足大比例地形圖測繪的要求。本文通過無人機飛行平臺搭載傾斜相機，采用傾斜攝影的方式獲取高重疊度影像數據，利用自動實景三維建模和三維模型立體量測技術，實現免外業調繪的高精度大比例尺地形圖測繪，并通過具體實驗驗證此技術路線的可行性。

無人機傾斜攝影

測區位于青島市高新區溝角村，屬于丘陵地形。外業航空攝影通過四旋翼無人機，搭載2個SONY7R微單相機，與垂直方向成45°夾角，南北和東西航線各飛一次，獲取地物側面紋理;再搭載1個SONY7R微單相機進行一次垂直攝影，獲取地物頂面紋理。設計航線相對航高120m，航向和旁向重疊度分別為80%、75%，整個測區21條航線，630張影像。為輔助后續數據處理，測區采用區域網布點模式，布設13個外業像控點及檢查點，實驗區域范圍及像控點的布設如圖1

圖1 測區概況及像控點布

實景三維模型建立及大比例地形圖測繪

本文通過無人機飛行平臺搭載傾斜相機，采用傾斜攝影的方式獲取測區的影像數據，利用自動建模的技術構建實景三維模型;在構建的實景三維模型基礎上，通過三維立體量測技術，采集地物地貌特征點、線、面，最后通過內業編輯的方式制作地形圖，從而省去煩瑣的外業調繪工作，為快速制作大比例尺地形圖測繪提供一種新的解決方案?；跓o人機傾斜攝影的大比例尺地形圖測繪技術路線如圖2所示。

圖2 基于無人機傾斜攝影的大比例尺地形圖測繪技術路線

3.1實景三維模型

本項目采用5個像控點解算，8個像控點進行精度檢查，實景三維建模采用CC（Smart3D）軟件進行制作，主要步驟如下:

(1)構建工程加載影像數據，設置相機參數，編輯pos數據，引入控制點及檢查點數據，建立好Smart3D工程，如圖3所示。本項目采用2個相機，需設置2個相機文件，分別有364張和266張影像;原始POS數據坐標系為WGS1984，通過七參數模型及似大地水準面補償模型轉換到西安1980平面、黃海1985高程系統下。采取區域網布點，解算控制點5個，檢查控制點8個。圖3smart3D工程文件。

圖3 CC（smart3D ）工程文件

(2)傾斜攝影空中三角測量如圖4所示，本項目采用區域網5點法布點，即四周4個控制點，測區中心1個控制點，用于解算傾斜攝影空中三角測量;同時布設8個檢查點以檢驗空中三角測量的精度。通過空三加密處理，自由網的精度為1.82pix，像控點精度平面中誤差0．033m，高程中誤差0．063m;檢查點精度，具體精度見精度分析小結。