中科智航基于←大疆P4RTK倾斜摄影案例分析

摘要：针对多镜头测绘级无人机价㊣　格昂贵、技术门槛较高的问题，本文提出利用消●费级无人机获取的倾斜影像制作大比例尺地形图的方法。该方法运用消费╲级单镜头无人机，在RTK辅助的前提下，采用低空飞△行、井字形航线设计、高重〒叠率的作业方案，配以高精度像控点、立体测图〓方法改进，从而实现大比例尺数字测图。

1 引言

随着科技№不断发展，测ξ　绘技术不断更新，地形图测量方法由传统平板白纸测图、经纬仪测图发展到现在的全站仪、GNSS、数字摄影测量◆等技术方法进行数字化成图，在精度和效率上都有很大提高。近年来，天、空、地一体化测绘技术飞速发展，倾斜摄影就是其中◇的一种，它∴推动了地形测量向高科技、立体图形、内业测绘方向革命性的变化。

倾¤斜摄影测量技术[1]具有多种特点:①立体成果真实，对于地面周围的反映符合人类感知[2];②为建模提供真实、丰富的纹理卐信息;③可实现高精度测量。同时，无人机作为一Ψ 种新型的低空遥感对地观测手段，具有易于※操控、获取影像周期短、作业机动性强◥等特性▃[3]。基于上述特点，利用无人机倾斜摄影技术获取实景三维模型，有效避免传统作业方式强度大、效率低、周期长和⊙重复测量等弊端，极大提升了生产效率，应用前景广泛。

2 设备选择及技术路线∞

2. 1 设备〖及软件

本文论述无人机倾斜影像获取利用精灵 Phantom 4 RTK进行航摄，精灵 Phantom 4 RTK 是一款小型㊣多旋翼高精度航测无人机，面向低空摄影测量应用，具备厘米级导航定位系统和高性能成像系统，便携易用，全面提升航测效率。相机影像传感器】：1英寸COMS，有效像素2000万（总像素2048万），相机镜头：FOV84° 8.8mm/24mm(35mm格式等效）。实景模型制作采用Smart 3D 软件进行空中三角测◣量及全自动三维建模。

2. 2 技术路线

根据无人机倾斜摄影测量的技术特点及相关要求制定作业流程，如图1 所示，本文对航摄外业及三○维建模不作详细论述。

图1 技术路线

3 工程应用案例

 项目概况

应用案例选取九台※大学生创业园、长春市◤九台区土们岭镇、吉林市吉林化纤实＠ 业集团等3 个竣工测绘项目作为倾斜摄影生产应用研究〗对象，全要素采集房屋、道路、花圃、梯坎等地¤形图基本要素和规划竣工信息，其倾斜摄影实景模型如图2～ 图4 所示:

图2长♀春市九台区土们岭镇

图3 九台大学生创业园

图4 吉林ξ　化纤实业集团

4空中三角测量

空中三角测量利用外业采集的影像、POS信息，通过建模获得所有影像的外方位元素，再通过◣多视影像密集匹配，自动获取高密度三维点云信息。空中三角测量步骤主要分为多视影像密集匹配及自由网ω空三、像控点判ㄨ刺、绝对网空三解算等。多视影像密集匹配及自由网空≡三步骤基于同名特征№点信息进行自动匹配解算，基本无需人工干预。

本文空中三角测量采用ContextCapture软件进行处理。密集匹配575965个连接点，连接图如〇图5-图7所示。

图5 长春市九台区土们岭镇

图6 九台大学生创业园

图7吉林化纤实业集团

5三维建模

三维自动建模基→于高密度点云构建不规则三角网，对不规则三角网进▂行自动纹理映射，生成基于真实影＠像纹理的三维实景模型。生成的模型包含了高密度点云、不规则三角网、真实影像纹理3种信息。生成的倾斜三维模型成果⌒的精度直接决定了最终成图的精度，三维建模成果如图8-图10所示。

图8 长春市九台区土们岭镇

图9 九台大学生创业园

图7吉林化纤实业集团

6结束语

本文分析了基于大◤疆精灵4RTK版无人机的单镜头倾斜摄影测量方法，提出了低空飞行、井字形飞♀行、较高的⊙重叠度、改进的立体测图方法等方案。以九台大学生创业园、长春市九台区土们岭镇、吉林市吉林化纤实业集∮团为试验区域，结果证明，该方案可以满足地籍图测绘的精度要求。但①仍有一定局限性亟待解决，主要表现在以下几方面:

(1)基于荷载限制及飞行安全考虑，目前无人机电池的续航能力成为倾斜摄影技术推广的限制条♀件，提高无人机单架次作业时间将大幅提◣高该方法的应用效率。

(2) 由于倾斜摄影模型是对地物地貌表面的模拟，植被覆盖、房屋遮挡等№一些拍摄死角或关联点不足的地方，全自动建模时容易产生模型扭曲变形;匹配截面过小∴的地物，如路灯、电杆，容易产生模型缺失，需采用其他方式加以补充处理[7]。

(3)地形要素的提取还不是全自动╱，需要辅助人工识别，容易出现误判和漏判，需进一步研究对软件二次开发，提升海量数据快』速提取、自动识别的能力。