摘要：
无人机倾斜摄影测量近年来在地形图测绘中得到广泛应用，相比于传统地形图测绘方式，无人机倾斜摄影具有快速成图、低成本等优势。本文主要分析了无人机倾斜摄影概念及在地形图测绘中具体应用步骤，并提出在地形图测绘中需要注意的事项。随着无人机技术发展及相关软件开发成熟，相信无人机倾斜摄影在地形图测绘中得到更为广泛的应用，成为地形图测绘中的主流应用技术。
倾斜摄影是指在航拍时以一定倾斜角度对地面物体航拍，通过在同一平台搭载不同传感器，从多个角度采集影像，改变了传统航拍只能垂直拍摄的弊端。无人机技术的快速发展，使以无人机为平台进行倾斜摄影测量在测绘工作中广泛应用，可以快速获得地面物体的三维模型，相比于传统航拍方式，成像效果更好，广泛应用于地形图测绘与城市三维建模、大比例尺地图绘制等工作中。
1.1 设备少，便携型强
传统地形测绘工作中需要人员携带全站仪、水准仪、RTK测量等，这些工具往往需要多个人共同合作才能完成全部地形测绘工作，设备众多，携带不便。无人机倾斜摄影则只需要准备无人机与相机即可，在具体地形图测绘工作中，一人就可完成外业测绘数据采集工作与内业数据建模，一人就可以完成全部工作。
1.2 天气适应能力强
在地形图测绘工作中，外业数据采集工作受到天气因素影响较大，当遇到降雨、降雪、大雾等天气时，往往无法正常开展测绘工作，造成整个测量工期延长。采用无人机倾斜摄影，在一定程度上可以不受恶劣天气影响，只要天气允许无人机起飞，在光线不足的情况下也可以拍出较为清晰的照片，满足地形图测绘工作需要，大大增加了作业时间。
1.3 保障作业人员安全
由于地形图测绘工作中需要测绘人员携带各种测绘仪器勘察地形信息，因此以往在野外测绘工作时容易出现各种险情，影响工作人员的人身安全，采用无人机进行倾斜摄影测量，工作人员只需要控制无人机飞行，并根据飞行过程中的前视和下视双图传送信息调整飞行高度，无人机工作状态与测绘数据可以在控制台实时显示，使测绘人员的人身安全得到保障。
1.4 图像清晰精度高
相比于采用传统方式进行地形图测绘工作，无人机倾斜摄影采用多个相机独立拍摄，且配合我国北斗导航系统的应用，成像效果好，定位精度准确，可以构建高精度测绘模型，十分适合城市等密集建筑区域的地形图测绘工作。
1.5 配套软件齐全
无人机运用到地形测绘中，衍生出了一系列配套软件，从数据预处理到三维建模与数据采集，形成了完整的软件处理工具。在整个地形图测绘工作中，实现了数字化处理，提高了工作效率。
2.1 倾斜摄影前的准备工作
要对拟测绘区域的基本资料进行收集，包括控制点成果、坐标系统和高程基准参数、已有的地形图成果与地名资料等。为了遵守国家对无人机测绘工作的要求，制定飞行路线，申请无人机飞行区域。要对无人机所搭载的相机进行检查，确保拍摄影像分辨率符合要求，对于无人机的电源及飞控平台进行检查，保证在无人机飞行期间工作状态正常。
2.2 外业航拍与测绘
完成前期准备工作后，外业工作人员携带无人机等设备到达地形图测绘区域。为了保证测绘效果，外业人员需要对测控区域布置像控点，按照预定测绘方案由无人机搭载相机充多角度采集地形数据。在测绘工作中，由于无人机在整个飞行过程中对不同区域测绘精度有所区别，在测绘区域四周精度明显低于测绘内部区域，因此采用5点布设法更能在满足精度要求条件下减少控制点的数量，有效满足倾斜摄影空中三角测量的要求。
2.3 建立三维实景模型
将倾斜摄影图像导入到软件后，通过像素点密集匹配技术，系统软件根据影像中的同名点构成密集云点，这种方式能够精确表达地形图中地物的细节，对于建筑密度高的地方，点密集程度越高。为了缩小数据处理时间，一般采用多台电脑联网共同处理，相比于传统地形图测绘中由作业员手动完成，以三维模型和点云作参照，速度大大提升。
2.4 纹理映射
在完成三维实景模型后，需要对系统生成的图像进行纹理提取，在无人机倾斜拍摄中由于受到光线、云雾的影响，会存在一定的纹理偏差，需要进行光匀色处理，这样在最终三维成像时色纹色调会保持一致。在纹理映射中，需要将将建模区域分割为多个小块。根据并行机制，将每个小块的三维模型建立打包成为一个任务，自动分配各多个节点，进行测区三维模型生产由空三和影像密集匹配后建立的影像之间的三角关系构成三角TIN，再由三角TIN构成白模，软件从影像中计算对应的纹理，并自动将纹理映射到对应的白模上，最终形成真实三维场景。
3.1 空中倾斜摄影的要求
为了保证无人机倾斜摄影测量精度，要在测量之前做好准备工作，无人机搭载的相机地面分辨率、画面重叠度、拍摄质量制定标准，并严格按照标准执行。对于无人机的飞行高度、飞行航向、基准线制定，要做到准备到位，在无人机飞行前要对现场无人机及控制平台检查，确保在倾斜摄影中设备工作状态正常，提高空中测量的精度。
3.2 三维模型数据的要点
在完成无人机飞行后，检查影响资料的基本情况，影像是否足够清晰，航拍内容是否完整，避免出现图像模糊、画面发虚的情况。检查飞行记录，察看曝光的坐标与实际飞行情况是否一致，存在偏离航向的问题与否。按照飞行记录表填写的方式进行影像旋转，特别注意奇数条和偶数条航带的旋转是否相同。对于不合格的飞行影像，需要进行重飞。
3.3 倾斜摄影中的注意事项
在无人机倾斜摄影实际操作中，经常会出现建筑物遮挡等问题，无法实现拍摄被遮挡部分的图像内容，此外，受到光照、风力等额外因素，影像存在偏差，有时还会受到其他外在因素导致成像效果较差，要想解决这些问题，可以通过增加拍摄次数，从多个角度与高度进行飞行，尽量减少建筑物的遮挡，要选择天气能见度高的时候倾斜拍摄，保证成像效果，对于地形图测绘要求结果精度高的要求，还可以采用像素更高的相机，确保成像效果。
随着无人机技术的发展和倾斜摄影技术的成熟，在地形图测绘工作中大比例尺地形图将更多采用无人机倾斜摄影测量技术，相比于传统地形图测量，它能够显著降低测绘时长，在费用上也更具优势。在实际应用中，无人机倾斜摄影测量受到不良天气因素影响及无人机飞控姿势不稳定等问题限制了应用，此外，在软硬件协同上也还有一些技术难点需要突破。相信随着技术的发展，无人机倾斜摄影测量将会发挥更重要作用。
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