基于无人机倾斜摄影测量的大比例尺地形图测绘文献综述

文献综述

文 献 综 述

一．无人机倾斜摄影测量的背景与意义

在无人机技术产生之前，相关的地理获取工作主要使用的就是人工进行采集，而这种工作模式，存在着许多问题，高成本，生产时间长，受环境因素影响大，以及程序复杂等等，而这些问题对整个地理信息获取的工作，带来了巨大的难度。随着科技的逐渐发展，对于地理信息的精度和时效性要求也越来越高，所以随着科技的不断发展，人民逐渐发明了无人机，而无人机在使用在地信息获取的工作中，成本较低拍或拍摄范围较广，飞行速度慢等各种各样的优点，比以往的人工作业模式，更加的适合地理信息获取的工作。无人机倾斜摄影测量是传统航空摄影测量手段的有力补充，该技术是在短时间内构建高精度三维模型，针对目前大比例尺地形图绘制中存在的问题。

二．无人机倾斜摄影测量的大比例尺地形图基本原理和工作流程

无人机倾斜摄影测量系统主要由 无人机倾斜摄影平台，空三建模软件，三维立体测图软件三部分组成。先是通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从垂直，斜视等不同角度采集图像，获取完整，准确的地面物体的信息；再进行空中三角测量以及三维模型构建，生成带三维理坐标的地物地貌真是模型；最后在三维立体测图软件中实现大比例尺地形图测制。

①无人机倾斜摄影及数据获取：无人机倾斜摄影通常是采用无人机搭载五视镜头获取倾斜影像，五视镜头分别为正视，左视，右视，前视和后视镜头，获取影像数据时配合惯导系统记录影像的位置和姿态信息。根据测区范围与实地情况，规划无人机航线，航高和影像重合度^[7]，选取合适的特征地物，合理，均匀布设像控点，利用搭载倾斜镜头的无人机获取倾斜影像及其对应POS信息等数据。航摄结束后及时检查影像，剔除起飞与降落时不合格的影像数据。

②实景三维模型建立：利用三维建模软件对影像人工刺点添加若干像控点，并建立实景三维模型。实景三维模型建立包括空三加密结算，点云数据匹配，三维TIN构建和模型纹理映射等步骤^[8,9]，空三加密结算是利用连续有高重叠度的影像建立光学模型和对应POS数据求得各影像高精度的外方位元素。点云数据匹配是运用空中三角加密模型计算出各像点的三维坐标，通过多视角倾斜影像密集匹配技术生成点云模型数据。三维TIN构建遵循邻近三点成面原则，利用点云数据块生成三维TIN模型，并对其进行优化。

③地形图绘制：根据所需比例尺地形图规范要求，按规定的符号和表示方法描绘地物，地貌的平面位置和高程。利用中海达HiData对三维模型尺量化绘制线画图，在线画图中表示居民地，交通，水系，植被，地貌，注记及高程等要素，最终生成地形图。

④精度分析：实验区域地形为平地，1:1000地形图成图基本等高距为1米，高程注记精确到0.1米。参照CH/T9006.12010《基础地理信息数字成果1:500 1:1000 1：2000数字线划图》的规定，比例尺为1:1000地形图的精度应满足一下要求：平面中误差le;0.3m，高程中误差le;0.4m。按照全野外散点采集每平方公里30个，在实验区域内均匀分布共计290个散点，点为大多选取无投影差的地方，如斑马线，房角，路沿石，涵洞口等。最终用全野外散点监测实验区域平面中误差为0.23m，高程中误差为0.18m，完全可以满足比例尺为1:1000的地形图精度要求。