浅析无人机倾斜摄影测量技术与应用
摘要：无人机倾斜摄影测量技术是随着科技的飞速发展而产生的高科技产物，
在应用过程中，可以弥补传统的摄影测量技术的漏洞，精减测量步骤，方便测量
人员的作业，降低作业难度，并在很大程度上提高测量的精度和准确性，尤其是
在进行较小区域的测量时，其技术的先进性更加突出。因此，加大对无人机倾斜
摄影技术的研究对工程的勘测工作意义重大。
关键词：无人机；倾斜摄影；测量技术；应用
引言
倾斜摄影测量技术是近年来发展起来的一项新的测量技术。它改变了以往航
测遥感影像只能从垂直方向拍摄的局限性，倾斜摄影测量技术通过多台传感器从
不同的角度进行数据的采集，快速、高效获取丰富的数据信息，真实地反映地面
的客观情况，满足人们对三维信息的需求。目前，倾斜摄影测量技术已经应用于
实际的生产实践。
1、倾斜摄影测量概念
倾斜摄影测量技术是近年来国际测绘领域发展起来的一项新技术，它颠覆了
过去正向摄影从垂直角度拍摄的局限性，而是在同一台飞行器上搭载多台传感器，从更多个角度采集地面信息图像，从而给用户营造真实的视觉体验。
2、技术原理及特点
2.1技术原理
无人机倾斜摄影测量技术较一般的航空摄影技术有所不同。一般的航空摄影
的拍摄影像是通过拍摄正下方的事物得到影像，而倾斜摄影的拍摄影像是在相机
的主光轴倾斜一定角度的情况下拍摄而来的。此技术的具体操作方法为：除了飞
机下方的垂直角度外，在其前后左右的4个倾斜角度下完成5台传感器的搭载，
分别对航向重叠度、坐标值、旁向重叠值、航速及航高、飞行航向等数据进行采集，然后进行数据分析，从而为后续工作提供强大的数据支撑。基于GNSS和地
理信息等技术的合理结合，可以进一步对多种技术进行科学的融合，从而提高数
据分析的精确度。
2.2技术特点及优势
通过对航空摄影技术的创新与发展，无人机倾斜摄影测量技术扩大了遥感影
像的应用范围，颠覆了以往航空摄影测量只能满足正面角度影像采集的方式，其
多角度的相机可以同步获取地面的各个物体的各个方向的高精度和高分辨率的航
摄影像。无人机倾斜摄影测量技术的特点和优势：（1）无人机的飞行高度相对
较低，可以通过多角度相机对地面物体的顶面和侧面进行多方位和高覆盖的影像
数据获取；（2）其影像表达内容趋于多样化和丰富化，所获取的相邻影像之间
的旁向重叠度以及航向重叠度都较高；（3）由计算机进行影像匹配和建模，这
样高自动化的设置减少了人工干预；（4）对实体的侧面纹理有较清晰的数据采集，优于传统的只能对实体顶部纹理的获取，倾斜摄影技术可以同时获取侧面和
顶面的纹理，使实体测量更清晰；（5）综合成本相对较低。无人机的倾斜摄影
测量技术有自动化的优势，对实地地形信息采集快捷便利，节省了时间和人力成本。
3、系统的组成
3.1无人机
工程采用的无人机由中海达公司研制。一般无人机的体型都较小，在空中的
浅析无人机倾斜摄影测量技术分析及应用 发表时间：2019-12-16T14:44:50.177Z 来源：《城镇建设》2019年21期作者：莫超达[导读] 随着社会的进步与科技的发展，倾斜摄影测量这一项高新技术也随之兴起，摘要：随着社会的进步与科技的发展，倾斜摄影测量这一项高新技术也随之兴起，并且在各行各业各领域都发挥着不可小觑的作用。相较传统地形测绘，无人机倾斜摄影测量技术，在成本、效率、成果的多样性、可视化方面，都有显著的优势。无人机倾斜摄影测量技术在实践中能够精准提供被测对象的实验数据，并通过分析这些精确数据生成三维实景模型，以支持相关产业的生产与发展。本文在对在无 人机倾斜摄影测量技术的基础上，探讨无人机倾斜摄影测量技术的发展与应用。 关键词：倾斜摄影；无人机；实景三维模型引言 近年来，随着航空摄影测量技术的高速发展，尤其是无人机倾斜摄影技术的迭代和更新，快速、高效地获得客观、丰富的地面数据信息。该技术改善了传统摄影测量只能获取地面要素的高度或顶部纹理信息，且易受云层和天气十扰的不足，通过低空无人机搭载多台传感器从一个垂直、多个倾斜等不同角度进行同步影像采集，可获得高分辨率、大视场角、更详尽的地物、地貌信息。在采集影像的同时，机载传感器自动记录航高、航速、重叠度、姿态和位置等信息，使影像数据真实地反应地物、地貌情况。1无人机倾斜摄影测量技术 无人机倾斜摄影技术，其实就是通过在无人机平台上实现多个航摄相机搭载，然后按照固定航线从垂直、前、后、左、右等不同倾斜角度完成测区影像采集的测量技术。采用该技术，能够使地面物体情况得到准确反映，并且实现物体纹理信息的高精度获取。配合采用先进定位、融合、建模等技术，能够实现真实三维模型的生成。按照技术应用流程，需要通过拍摄航片、pos信息和传感器参数完成影像数据采集，实现外业像片控制测量。在此基础上，需要进行内业数据处理，加强控制点影像关联，通过空三运算实现成果输出，最终完成三维实景模型和DEM模型的建立。因此应用倾斜摄影技术，能够满足测绘区域的测量要求。 倾斜摄影测量技术主要包括倾斜摄影的数据获取和处理两方面，是摄影测量技术的升级版。该技术在数据采集时通过4个倾角为45°的摄影机和1个垂直摄影机获取影像数据，并与GPS接收机和高精度惯性测量单元（inertial measurement unit，IMU）高度集成，同步记录航速、航高、旁向重叠和航向重叠、坐标等参数。在数据处理中，通过系统中集成定位、定姿设备和进行空中三角测量，获得每个图像提供的姿态位置信息。 此外，倾斜摄影测量技术有4个特点：数据获取简单，受外界环境影响较少；能获得多个视点影像，影像效果真实；数据量小，易于网络发布实现共享应用；影像分辨率高，能够清晰显示建筑物纹理以及地物遮挡现象较少。鉴于这些特性，倾斜摄影测量技术通常包括图像预处理、区域网联合平差、多视影像匹配、数字地表模型（digital surface model，DSM）生成、真正射影像纠正、三维建模等关键内容等。2无人机倾斜摄影测量总体流程 倾斜摄影技术主要是从多方位全面地获取地物信息，通过实时测量使工作人员熟悉和掌握地物的完整信息。获取倾斜摄影数据是通过不同种类的飞行器和相机完成不同空间的信息采集，同时，根据比例尺和分辨率的要求，进行相应的影像采集。 2.1无人机选择 在进行倾斜摄影前，需要选择符合摄影要求的无人机。照片的数量和影像的质量是决定倾斜摄影三维模型的2个因素，其中，照片的数量体现了对同一区域的覆盖度；影像的质量主要指目标物影像的分辨率和清晰度。为了获得高质量的建模效果，倾斜摄影的分辨率需要达到一定数值，一般地区摄影影像是选择5～6cm的像素分辨率，建筑区的则需要达到2～3cm的像素分辨率，同时，照片的平均覆盖度要达到重叠30°以上。 2.2倾斜摄影相机 固定式五镜头相机是市场上比较常见的倾斜摄影相机，是无人机倾斜摄影中不可缺少的仪器。在多次实际应用中发现，照片数量和相邻航线飞行的间隔时间对建模效果存在一定的影响，为了获得更理想的建模效果，可采用双镜头摆动式倾斜摄影系统，同时该系统还具有成本低、质量轻、操作简便等优点，因此，双相机、三相位摆动结构的倾斜摄影系统具有较高的性价比，适用于多旋翼无人机倾斜摄影。 2.3航线设计 航线设计会直接影响无人机的飞行质量和倾斜摄影的质量，进而影响三维模型的质量，因此，需要对无人机的航线进行科学合理的设计。如使用双相机和固定翼无人机在5cm分辨率的地区进行倾斜摄影，航线设计需要满足以下几个要求：（1）航摄分区几何形状尽量设计为矩形航摄分区，航线敷设应沿着矩形区域的长边和短边方向分别进行，并且要求实际飞行范围比任务范围大，分区内地形高差要小于航高的1/2；（2）航线数量，该数量要求为双数且要多于6条；（3）重叠度，其中航向重叠度要高于于75%，旁向重叠度不低于40%。 如果是多旋翼无人机和双镜头摆动式倾斜摄影系统在2cm分辨率的建筑区进行倾斜摄影，航线设计需要满足以下几个要求：（1）航摄分区几何形状，尽量设计为矩形的航摄分区，在敷设航线时应沿着矩形区域的长边方向进行，并且要求实际的飞行范围要比任务范围大，分区内地形高差要小于航高的1/2；（2）航线数量，该数量要求为双数且要多于6条；（3）要求相对平均航高为100m，最小相对航高应高于摄区内容其他构筑物100m以上；（4）重叠度，其中航向重叠度要不低于75%，旁向重叠度不低于40%。 2.4飞行作业 完成航线设计及其他准备工作后，要进行飞行作业。为了保障飞行作业的有效性和可靠性，要求每个航摄分区的航摄设计统一。另外，在实际航测过程中，要配置便携式发电机现场充电或配备足够的电池，为飞行作业顺利完成提供保障；无人机的起降场所尽量靠近摄区，以在一定程度上减少飞行距离；同时要做好作业小组人员数量的安排工作。 2.5成果精度分析 就成果精度而言，相对航高对模型的精度影响较大，呈现的规律为：相对航高越大，影像分辨率越低，模型精度也越低。例如，5cm分辨率的影像，一般三维模型的建模精度为15～20cm；2cm分辨率的影像，一般三维模型建模的精度在5～10cm。同时重叠率对精度也有一定的影响，航向重叠率越小，影像拍摄间距越大，重叠率降低，采集的影像越稀疏，模型精度越差，因此，要选择则合适的航拍重叠率，以保障模型的精度。 3无人机倾斜摄影测量技术的应用与发展前景
倾斜摄影测量调研技术总结 一、倾斜摄影的定义 倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像，获取地面物体更为完整准确的信息。这种摄影测量技术称为倾斜摄影测量技术。所获取的影像为倾斜影像。 倾斜影像具备以下特点： （1）反映地物周边真实情况 相对于正射影像，倾斜影像能让用户从多个角度观察地物，更加真实 的反映地物的实际情况，极大的弥补了基于正射影像应用的不足。 （2）倾斜影像可实现单张影像量测 通过配套软件的应用，可直接基于成果影像进行包括高度、长度、面 积、角度、坡度等的量测，扩展了倾斜摄影技术在行业中的应用。 （3）建筑物侧面纹理可采集 针对各种三维数字城市应用，利用航空摄影大规模成图的特点，加上 从倾斜影像批量提取及贴纹理的方式，能够有效的降低城市三维建模 成本。 （4）易于网络发布 倾斜影像的数据格式可采用成熟的技术快速进行网络发布，实现共享 应用。 垂直地面角度拍摄获取的影像称为正片，镜头朝向与地面成一定夹角拍摄获取的影像称为斜片。 正片与斜片对比图
二、倾斜摄影技术的特点 （1）真实性 倾斜摄影镇三维数据可写实地反映地物的外观、位置、高度等属性，增强三维数据带来的高沉浸感，弥补了传统人工建模仿真度低的缺陷。 （2）高效率 倾斜摄影技术借助无人机等多种飞行载体，可快速采集影像数据，实现全 自动化三维建模。1-2年的中小城市人工建模工作，借助倾斜适应技术只需3-5个月时间即可完成。 （3）高性价比 倾斜适应数据是带有空间位置信息的可量测影像数据，能同时输出DSM、DOM、TDOM、DLG等多种成果，可替代传统航空摄影测量。 三、技术原理 倾斜摄影的相机配有多个镜头，一般为3个或5个，同步获取同一地物东南西北及顶部方向的影像。因此同一地物具有多视角的影像，及详尽的侧面信息，而后将这些影像通过区域网联合平差、多视影像匹配、DSM生成、真正射纠正、三维建模等流程，形成最终产品。
毕业设计 题目：倾斜摄影测量在三维建模中的应用学院：测绘工程学院 专业：测绘工程 姓名：原一哲 学号： 061410150 指导老师：李军杰 完成时间：2014年5月25日
摘要 机载倾斜摄影测量系统是对常规摄影测量系统的改进和发展，它能够获取常规摄影无法得到的地物立面的纹理信息和几何信息，在数字城市构建中具有重要的意义。本文应用机载倾斜摄影数据进行了三维建模和单斜片测量的应用研究与实验，初步实验表明：倾斜摄影数据应用三维建模单斜片测量是可行的并且具有较好的应用前景。 关键词：倾斜摄影测量，三维建模，单斜片测量
Abstract Airborne oblique photogrammetric system is the improvement of the traditional photogrammetric system ,which can get the facade texture and geometry information that cannot be obtained by conventional photography ,and it is of great significance in the construction of digital city .In this paper,the airborne oblique photogrammetry data were used for three dimensional modeling and single-oblique photo measure.Preliminary experiments showed the good application prospects. Key words:oblique photogrammetry ;three dimensional modeling;single-oblique photo measure.
无人机倾斜摄影三维展示应该如此简单 ——Wish3D在H5上的应用 近年来，随着三维技术的发展日趋成熟，倾斜摄影已成为三维地理空间建模中快速成长的重要技术。倾斜模型的一个突出的特点就是数据量庞大，这是因其技术机制、高精度、对地表全覆盖的真实影像所决定的。那么，如何承载发布海量的倾斜模型数据、保证流畅的加载浏览并且可以进行相关的应用分析？这是行业用户一直关心的话题。 行业用户对倾斜摄影的三维应用要求不断提高，更加渴望倾斜三维模型网络发布更加快捷、更加轻便，以及诸如模型标注、距离量测、飞行路径等应用功能，包括移动端等高级功能也是应运而生。 接下来，我将通过Wish3D这种基于WebGL的产品，也是市场上比较轻便快捷的平台，对倾斜摄影三维模型的发布、浏览及应用功能展开分析。 一、倾斜数据的网络发布 由于OSGB是开源的OSG库所自带的二进制格式，直接读取效率高，且格式公开，因此，最适合作为网络发布与三维服务共享的模型传输格式。无人机航拍的数据经过Smart3D建模软件处理之后，得到一个包含诸多tile文件夹的data 文件夹。 图1data文件结构
首先，在Wish3D官网https://www.doczj.com/doc/c615485979.html,/注册登录，上传模型。直接将这个文件夹下的内容压缩成zip文件即可。选择倾斜摄影数据： 图2数据上传界面 填写作品信息。顾名思义，公开作品可以被所有用户浏览分享评论，私有作品仅限作者自己浏览或者私密分享：
图3作品编辑界面 数据上传完毕后，就可以在线浏览到倾斜摄影三维模型了，右边页面有封面截图、标注、飞行、视角设置和场景设置等一些功能，后面会作介绍。 图4封面截图界面 发布的所有作品在我的作品-公开作品中看到：
四问倾斜摄影建模技术 文/超图研究院 （导语）倾斜摄影测量技术以大范围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景，通过高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的数据成果直观反映地物的外观、位置、高度等属性，为真实效果和测绘级精度提供保证。同时有效提升模型的生产效率，采用人工建模方式一两年才能完成的一个中小城市建模工作，通过倾斜摄影建模方式只需要三至五个月时间即可完成，大大降低了三维模型数据采集的经济代价和时间代价。 什么是倾斜摄影？ 倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器（如图 1所示，目前常用的是五镜头相机），同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像，获取地面物体更为完整准确的信息。垂直地面角度拍摄获取的影像称为正片（一组影像），镜头朝向与地面成一定夹角拍摄获取的影像称为斜片（四组影像）。 图 1 图 2一组影像获取示意图
图 3连续几组影像获取示意图 正拍影像倾斜影像 图 4 正拍影像与倾斜影像对比图 图 5 同一地物四个侧面倾斜影像 倾斜摄影建模技术有哪些工作流程？ 1、倾斜影像采集 倾斜摄影技术不仅在摄影方式上区别于传统的垂直航空摄影，其后期数据处理及成果也大不相同。倾斜摄影技术的主要目的是获取地物多个方位（尤其是侧面）的信息并可供用户多角度浏览，实时量测，三维浏览等获取多方面的信息。 1)倾斜摄影系统构成 倾斜摄影系统分为三大部分，第一部分为飞行平台，小型飞机或者无人机；第二部分为人员，机组成员和专业航飞人员或者地面指挥人员（无人机），第三部分为仪器部分，传感器（多头相机、GPS定位装置获取曝光瞬间的三个线元素x，y，z）和姿态定位系统（记录
Smart3D系列教程1之《浅谈无人机倾斜摄影建模的原理与方法》 一、引言 倾斜摄影测量技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术，以大范围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景，通过高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的数据成果直观反映地物的外观、位置、高度等属性，为真实效果和测绘级精度提供保证。同时有效提升模型的生产效率。三维建模在测绘行业、城市规划行业、旅游业、甚至电商业等的行业应用越来越广泛，越来越深入。 无人机航拍不再是大众陌生的话题，商场到处可见的DJI商店，各种厂商的无人机也是层出不穷，这将无人机倾斜数据建模推到了一个关键性的阶段。 二、倾斜摄影原理概述 倾斜摄影技术，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器（目前常用的是五镜头相机）。同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像，获取地面物体更为完整准确的信息。垂直地面角度拍摄获取的是垂直向下的一组影像，称为正片，镜头朝向与地面成一定夹角拍摄获取的四组影像分别指向东南西北，称为斜片。摄取范围如下图：
在建立建筑物表面模型的过程中，下图可以看到，相比垂直影像，倾斜影像有着显著的优点，因为它能提供更好的视角去观察建筑物侧面，这一特点正好满足了建筑物表面纹理生成的需要。同一区域拍摄的垂直影像可被用来生成三维城市模型或是对生成的三维城市模型的改善。 利用建模软件将照片建模，这里的照片不仅仅是通过无人机航拍的倾斜摄影数据，还可以是单反甚至是手机以一定重叠度环拍而来的，这些照片导入到建模软件中，通过计算机图形计算，结合pos信息空三处理，生成点云，点云构成格网，格网结合照片生成赋有纹理的三 维模型。区域整体三维建模方法生产路线图：
以往每年春节期间全国各地无不是鞭炮齐鸣、锣鼓喧天，一片热闹祥和的气象，而今年春节前后一场突如其来的新冠疫情笼罩着中华大地。不管是在城市还是农村，为了响应国家的号召，也为了自身的安全考虑，各家各户都关门闭户，齐心协力抵御疫情。而在这场疫情阻击战中，无人机着实火了一把，使用无人机喊话市民、村民的防控方式在各地走红，“硬核”又接地气的“喊话”宣传，“声”入人心，在各大社交、视频软件上受到广泛的关注。 但是你知道吗？ 无人机倾斜摄影系统在测绘行业的应用才真是它的本职工作啊！ 同传统的人工测绘技术相比，无人机测绘技术不管是在技术上，使用的便捷性上，还是在准确性上都有显著的提升。特别是在紧急的灾难救援、需要上山下海的国土测绘方面，大大降低了测绘人员的工作难度。 那么，您知道一个完整的无人机倾斜摄影系统都有哪些组成吗? 硬件方面，一个稳定好用的无人机自然是需要的，它就相当于一个人的手。目前无人机的可选择性还是比较多的，例如大疆等品牌都很不错。
第二，好用的高像素高稳定性的倾斜摄影相机，其可以挂载平台在无人机上使用。这就相当于这个无人机倾斜摄影系统的“眼”。考核一个倾斜摄影相机的标准有以下几点： 1、曝光时间 2、轻便 3、有无集成独立GPS 系统 4、CCD 尺寸 5、定点、定距、手动触发 6、云台有无针对外业相机配备的软件，比如Sky scanner是针对Smart 3D建模的一款预处理软件，可以一键导入数据，自动生产smart 3D的工程索引等功能，可以最大程度的减少数据处理人工干预程度。 第三，是软件，这就相当于是这个倾斜摄影系统的脑。好的系统可提供从数据生产、数据转换到数据应用和展示的一套完整的解决方案，更好地帮助用户更高效的进行实景三维数据的生产和应用。
基于无人机技术在环境保护领域的应用分析 摘要四旋翼无人机飞行器因为它的结构简单，而且控制起来也很方便，因此，它成为近几年来发展起来的热门产业，由于随着科技发展脚步加快，对环境的重视不断加大，但现阶段污染源和污染方式越来越多，这使得环境保护的成本飙升，为了制约成本的上升，解决人工观测与检测时不可预知的危险，无人机成为一种非常重要的措施。基于此，本文对无人机技术加以介绍，以期通过该技术实现在环境保护领域的应用。 关键词四旋翼无人机；环境保护；节约成本；应用 前言 无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UA V”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人固定翼机、无人垂直起降机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人伞翼机等。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便等特点。按应用领域，可分为军用与民用在民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄等等领域的应用，大大地拓展了无人机本身的用途，本文以无人机技术在环境领域中的应用为接入点，介绍了无人机的相关概念、设计方法和在环境保护领域的应用[1]。 1 四旋翼无人机的结构与工作原理 1.1 四旋翼无人机结构 嵌入式飞行控制器控制飞行姿态，电调、电机和螺旋桨提供飞行动力，航模电池提供电能，遥控器控制飞行模式。四旋翼无人机有两种组装模式，飞行正方向位于两机臂之间的是X字模式（如图2.1所示），还有十字模式的安装方式，不过用这种安装方式容易出现很多问题，一般很少运用（如图2.2所示）。在使用与性能上两者没有太大差距，出于习惯，多数研究者使用X模式，因而我们也选用X字模式。X字模式的安装方法意味着四个电机要按照对角的方式安装到机臂上，并且要保证在同一对角线上的电机旋转方向一致，两两相邻的电机则要旋转方向相反。如果认为2号电机和4号电机是逆时针转，那么1号电机和3号电机就要顺时针转，这样飞机才能稳定的飞行，这样做的目的是克服反扭矩。当然要想实现飞行器的多种飞行动作包括偏航，俯仰和横滚就需要四个电机来配合才能够达到目的。 1.2 四旋翼无人机工作原理 四旋翼无人机也可以算作是一种特殊的直升机，一般直升机只有一个主旋翼与一个尾桨，直升机通过舵机来控制螺旋桨的桨距角进而来控制器姿态。四旋翼
倾斜摄影测量技术在不动产测绘中的应用分析 发表时间：2020-03-13T13:25:55.877Z 来源：《基层建设》2019年第29期作者：李龙 [导读] 摘要：伴随现代数据采集技术的发展，以多镜头倾斜摄影测量为基础，对复杂场景以高精度、高清晰度方式全面感知，从而更为快速、精准的将高分辨率的数字地面模型获取到，将其应用于不动产测绘，可在数据采集、模型构建和快速获取成果等方面，有助于提升传统测绘的数据精度和采集效率，提高不动产管理平台的信息化程度。 曹县自然资源和规划局山东菏泽 274400 摘要：伴随现代数据采集技术的发展，以多镜头倾斜摄影测量为基础，对复杂场景以高精度、高清晰度方式全面感知，从而更为快速、精准的将高分辨率的数字地面模型获取到，将其应用于不动产测绘，可在数据采集、模型构建和快速获取成果等方面，有助于提升传统测绘的数据精度和采集效率，提高不动产管理平台的信息化程度。 关键词：倾斜摄影测量；三维模型；DSM与DOM；立体采集 当前不动产管理过程中，通常以基于传统二维地图的数据采集与管理系统，伴随尤其是建筑立体化发展趋势下，亟待传统不动产测绘向三维多元化、信息多样化发展。采用倾斜摄影测量，可对复杂场景全面感知、大幅度降低外业工作量，缩短外业工作周期，满足城乡不动产大比例尺测量的任务需求。 1.无人机倾斜摄影测量技术 倾斜摄影测量技术实质上是对传感器装载情况的布局，其中四个处于倾斜的角度，一个处于垂直角度，因此可以从不同的角度进行拍摄，同时还能对飞行器的速度、高度以及航向等参数进行技术的记录和处理。整个技术由三个部分组成：飞行器、POS系统和倾斜相机。飞行器的作用在于搭载相关设备按照预设的航向进行飞行，并及时进行航拍；POS系统主要是通过对方位元素信息的捕捉，记录摄影中心的空间坐标和飞行姿态；而倾斜相机的作用在于对地面影像信息的准确采集，可以获得更加真实可靠的信息，确保拍摄的效果真实有效。 利用倾斜摄影测量技术得到的数据更加具有真实性，因此可以相对客观地反映出地物的位置、外形以及高度等特征，由于倾斜摄影测量技术本身包含的空间位置数据相对较多，因此可以弥补传统测量手段地物采集属性错误的缺陷。 2.倾斜摄影测量技术分析 倾斜摄影测量数据采集中，不仅有垂直方向的数据，还有前后左右等倾斜方向的数据，因而在倾斜摄影技术的应用中，需要应用联合平差的方式来处理不同影像的几何变形问题以及建筑物遮挡问题。可用POS软件所提供的外方位元素，再进行精确化同名点匹配，采用自由网光束法的方式来进行多视影像的联合平差，进而获得同名点匹配成果，再建立倾斜技术多视影像测量的自动检验校区的区域网误差平差方程组，完善连接点、线以及坐标控制设计，进行联合平差运算，从而提高联合平差的测量精确值。 而在倾斜摄影测量中进行多视影像的密集分配，主要指的是快速过滤掉照片信息中的繁冗数据，进而找到影像上面的同名坐标点，找全建筑物的坐标信息。此时如果只应用一种匹配方案或者策略的话，获得同名坐标点的速度会比较慢。因而目前所使用的匹配方式主要是多基元和多视影像的密集匹配方式，应用这种密集匹配的方式，能够很好地完成对建筑物侧面信息的提取，还能够看到建筑物的边缘部分，对建筑物墙面进行纹理设计，并将建筑物影像转换成三维立体形式，对建筑物的墙体进行平面扫描与分割，同时赋予不同墙面结构的影响因子权重，促进建筑侧面模型重构。 在通过多视影像密集分配的方式获得较高精确度的表面数据DSM模型时，能够清晰地了解到地面建筑物的特点。可以通过自动空三结算的方式来获得影像外元素，同时找到与匹配的同名单元展开具体的特殊匹配，按照像素的要求来生成表面模型，加入并行算法的计算手段，然后再针对密集匹配后的DSM数据展开滤波处理。而在进行影像纠正时，可以充分考虑到建筑物所在地理位置连续地形的影响因素，并且能够在DSM数据应用的基础上来提取出建筑物的轮廓信息，面片拟合度信息，再通过影像分割、边缘纹理聚类的方式，建立建筑物和多视影像间的同名关系，采用全局优化的策略方式，对建筑影像展开匀光处理，完成对多视影像的几何修正。 3.倾斜摄影测量在不动产测绘中的应用分析 某不动产测绘项目中，结合测区实地建筑建筑特点，设计地面分辨率0.03m。航线设计采用沿测区边界扩张一定距离进行航飞，飞行时间共计4个架次。任务区内主要为居民建筑和农田、池塘、公路等要素，设计飞行高度为136m，航向与旁向重叠率设置为70%，相关技术流程如下： 在光线均匀的条件下采集相关数据，检查影像质量，保证建模质量符合实际要求，去除一些交叉的影响，确保数据处理的效果，依照构建的优质模型来对不动产数据信息进行采集，在此过程中获取相应的影像数据。本项目全自动建模软件和模型浏览管理平台均采用ContextCapture，将地面控制点及飞行位置数据精确的对应到原始影像中，再通过数据处理系统进行影像间同名特征点提取与匹配、空中三角解算、光束法区域网平差、纹理贴图及模型构建进而生产出实景三维影像，并导入EPS三维立体测图软件。在EPS中加入正射影像和三维模型，进行二维与三维联动测图，然后将采集的相关图形进行外业调绘。
无人机倾斜摄影数据采集方法探讨 摘要：目前，由于航空倾斜摄影的使用成本过高，所以还没有得到大力推广和 使用。基于这样的情况，笔者阐述了无人机航空倾斜摄影数据采集的方法和技术，从而力求降低成本，对该技术进行大力推广，希望为广大的相关工作者提供一些 参考依据。 关键词：无人机；倾斜摄影；数据；采集；方法 一、我国倾斜摄影数据采集的现状 （一）关于倾斜摄影数据采集 早在上个80年代，国外便出现了倾斜航空摄影技术，但该项技术在我国出现的时间却非常短。一般情况下，该技术指的是在一个飞行平台中搭载几台传感器，而且站在垂直和倾斜的角度来获得需要的影像。最后再借助先进的软件来完成三 维实景模型的建立和制作。 （二）我国常用的相关设备 根据载体，可将我国常使用的倾斜相机分为两类。一类是有人机，另一类则 是无人机。这里主要阐述的是无人机。目前，无人机最常见的代表有北京红鹏企 业生产的无人机倾斜相机，另外还有北京数维翔图企业生产的DM5-2010系列。 （三）存在的问题 如今，我国经常采用的无人机相机成本非常高，普遍价格在十万以上。再搭 配一套无人机飞行平台，整个系统的成本高达上百万。也因此，小范围的倾斜数 据采集具有很低的性价比。所以，这样的技术目前没有得到广泛应用。 二、研究的具体方法 （一）消费级无人机的产生 无人机行业的发展越来越快，市场上产生了众多优质的无人机，比如大疆“精灵”系列。其操作起来简单方便，仅需耗费一星期时间学习，便能开始飞行。目前，民用的无人机普遍被用在不同的领域中，比如航拍、测绘勘探、农林作业、电力 巡线、军事侦查、应急救灾等。 （二）拍摄的要求不高 整个相机系统的组成部分是五台相机，其中四台相机倾斜拍摄，一台相机垂 直下视，根据航线来进行间隔曝光。然而对数据进行研究分析后发现，采集数据 的重点在于得到目标全方位的影像资料。也因此可借助一台相机，采取不同的角 度和顺序来曝光，从而替代五视倾斜摄影相机航线间隔曝光。 （三）实现智能控制 无人机的智能控制包括了两个方面，一个是飞行控制，另一个是相机控制。 但很多生产厂家都使用了APM或者是开源飞行系统。从而为使用者提供开发软 件的平台，比如大疆SDK。也因此，借助程序便能促使相机系统、无人机飞行平 台实现智能控制。 （四）一种科学的思路 综上所述，促使无人机飞行系统和相机系统进行结合，并且对航摄路径进行 一定的设计。能控制曝光的角度和间隔，最终实现倾斜摄影数据的采集，为工作 带来更多的方便。 三、无人机倾斜摄影数据采集方法实验 （一）硬件系统 这里选择DJI“Phantom 4”作为硬件系统。这种无人机继承了DJI的优势，比如
探讨无人机倾斜摄影测量的关键技术及应用领域 摘要：无人机倾斜摄影测量技术能从一个垂直、多个倾斜角度同时采集影像， 弥补了正射影像不能反映地表真实三维景观的缺陷，显著提高了快速三维建模的 速度。本文对无人机倾斜摄影测量的关键技术及应用领域进行探讨。 关键词：倾斜摄影测量；关键技术；应用领域；无人机 引言：时代在进步，科技在发展，为了给各行业领域的生产计划提高必要的技术支持，倾斜 摄影测量这一项高新技术随之出现。无人机倾斜摄影测量技术又作为其一种具体的科学技术 形式应运而生，并推进了倾斜摄影测量技术的变革，极大扩展了倾斜摄影测量技术的应用。 一、无人机倾斜摄影测量基本原理 无人机倾斜摄影技术，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机 上搭载多台摄影仪传感器，同时，从下视、前视、后视、左视、右视，配合惯导系统获取高 精度的多视影像信息，并通过专业软件对多视影像信息进行自动空三、密集匹配、DSM生成 与TDOM纠正或三维建模等，将用户引入符合人眼视觉的真实直观世界。 二、无人机倾斜摄影测量的特点 无人机倾斜摄影测量在实践过程中具有明显的优点，它借助先进的定位技术与科技支持，真实反映并分析被测对象的状况，从而构建出三维实景模型以研究被测对象的各种特征与性质。无人机倾斜摄影测量能够从多角度多方面分析所研究区域的地形与周边实际情况并在短 时间内如实反映测量数据，很大程度上可以弥补传统倾斜摄影测量的不足。而且在实践测量 中选择无人机倾斜摄影测量技术能够节省人力财力资源。 三、倾斜摄影测量技术与传统摄影测量技术的区别 作为一项当代科技高速发展时代下的产物，倾斜摄影测量方法在实践中与传统摄影测量 技术还是有着显著的差别。前者在实践中更具备优势，并拥有远大的发展前景。在测量方式上，倾斜摄影测量技术是通过对所选定的测量区域中的各个摄点的多个方向与角度，如垂直、右视和左视等5个方向的影像进行有效的获取，并生成三维实景模型来研究被摄对象的横断面、大小、规模等特征的一项高新技术。而传统摄影测量技术主要是通过对所选对的测量区 域各摄点的中心投影影像所生成的正射影像来分析和研究被测对象的性质、大小等特征的一 种技术方法。在测量技术探测方面上，传统摄影测量技术用途比较狭隘，仅用于生成正射影 像与绘制地形分布图。而倾斜摄影测量技术的用途除了生成正射影像与绘制地形分布图，还 能够构建三维实景模型，从全方位对被测对象进行分析与研究。 四、无人机倾斜摄影测量的关键技术 1、摄影测量数据获取的关键 1.1相机检校 非量测相机的畸变差一般比较大，在拍摄前应进行较为严格的相机检校，以恢复影像光 束的正确形状，即通过检校获取相机的内方位元素和镜头畸变参数。相机检校内容包括：像 主点的框标坐标（x，y）的测定、相机主距f和畸变系数k的测定。 1.2航摄技术参数与数据传输设置
民用无人机发展现状及应用分析 一、民用无人机行业发展现状 中投顾问在《2016-2020年中国无人机行业深度调研及投资前景预测报告》中表示，民用无人机的发展要归功于军用技术的民用化，与军用无人机的百年历史相比，民用无人机从20世纪80年代才开始起步，在近十年里得到了真正全面的发展。与军用无人机高空、高速、远程和高续航等要求不同，民用无人机技术要求低、更注重经济性，军用技术的民用化降低了无人机市场进入门槛和研发成本，使得民用无人机得以快速发展。 主要的军用无人机制造国如美国、以色列、欧洲和日本等均加快民用无人机产业化，民用无人机进入普及时代。 图表世界民用无人机不同领域销售额占比 资料来源：中投顾问产业研究中心
图表不同用途民用无人机 资料来源：中投顾问产业研究中心 民用领域对无人机的飞行速度要求通常在100公里/每小时以下，飞机高度在3000米以下，某些特殊应用飞行高度在4000-5000米。无人机已广泛应用于防灾减灾，搜索营救，边防巡逻，森林防火，气象探测和农作物估产，管道巡检等领域。由于小型无人机的航空特性和大面积巡查的特点，在洪水，旱情，地震和森林大火等自然灾害实时监测和评估方面具备特别优势。 中投顾问在《2016-2020年中国无人机行业深度调研及投资前景预测报告》中表示，民用无人机下游需求非常广泛，包括农业、电力石油、检灾、林业、气象、国土资源、安防、海洋水利、测绘、城市规划等多个行业。近年来无人机在民用市场的应用受到越来越多的关注，如农林植保和巡检两个领域，无人机需求较为迫切，且具备较大的市场规模。我们认为其它行业的潜在需求也将逐步显现，我国民用无人机市场空间巨大，将进入快速发展期。 二、中国民用无人机的应用情况 中投顾问在《2016-2020年中国无人机行业深度调研及投资前景预测报告》中表示，中国无人机起步较早，20世纪80年代，西北工业大学D-4固定翼无人机就对地图测绘和地质勘探做了尝试，但是民用无人机领域开发长期以来没有受到足够的重视。直到近年来由于需求牵引，尤其是灾害频发急需一种灾情监视评估和搜救手段，民用无人机才得到充分关注。
倾斜摄影测量的应用分析 一、技术原理 倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高 新技术，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像，获取地面物体更为完整准确的信息。这种摄影测量技术称为倾斜摄影测量技术。所获取的影像为倾斜影像。同一地物具有多视角的影像，及详尽的侧面信息，而后将这些影像通过区域网联合平差、多视影像匹配、DSM生成、真正射纠正、三维建模等流程，形成最终产品。 航摄飞行及各视角相片示意图
二、倾斜摄影技术的特点 倾斜摄影测量不仅能够真实的反应地物情况，而且可通过先进的定位技术，嵌入精确的地理信息、更丰富的影像信息、更高级的用户体验，极大的提高了航空摄影测量的应用场景。倾斜影像技术的应用，使得目前高昂的三维城市建模成本大幅度降低，大大提高了三维城市建模的速度。使用倾斜摄影测量技术生成三维模型的技术方案，具有以下优点。 （1）高精度高分辨率；倾斜摄影平台搭载于低空飞行器，可获取厘米级高分辨率的垂直和倾斜影像。 （2）全方位获取丰富的地物纹理信息。倾斜摄影从多个不同的角度采集影像，能够获取地物侧面更加真实丰富的纹理信息，弥补了正射影像只能获取地物顶面纹理的不足。 （3）真实性逼真的三维空间场景。通过影像构建的真实三维场景，不仅拥有准确地物地理位置坐标信息，并且可精细的表达地物的细节特征，包括突出的屋顶和外墙，以及地形地貌等精细特征，720°无视角浏览模型。
三、倾斜摄影测量总体流程
四、倾斜摄影成果展示
DOM DEM
五、倾斜摄影测量应用 应用倾斜摄影测量技术，能够快速的生成目标区域的实景三维，该实景三维在实际的应用中可以延伸到公众生活中的方方面面。例如：政府方面的税收评估、公共安全、执法行动、规划发展、消防；公共事业方面的灾害评估、环保、紧急救助；企业方面的保险、房地产；以及公众方面的位置服务、互联网应用、旅游等。 同时，倾斜摄影技术对于发展智慧城市有很大的推动力，其提供的一系列的地物信息，可以构建三维城市模型，为智能化的管理提供了便利条件。 ①在城市规划方面的应用 随着经济的不断发展，城市的发展越来越快，这就对政府部门对城市的规划发展提出了更高的要求。在城市规划过程中如城市现状图、交通专题地图等基础测绘成果往往是政府部门进行城市规划的基础数据。 这些地图数据在一定的数学基础下，对真实世界进行抽象通过点和线来描述真实世界，这种方式，通常不是很直观，是抽象的结果。而三维模型，则是通过倾斜摄影测量技术，将真实的世界借助计算机平台真真切切的反映在使用者面前，更加的直观。通过三维数据，规划部门可以分析城市的建筑群、交通路线分布等信息，为城市规划提供有力的支撑。
无人机航测技术的研究及应用实践可行性分析 发表时间：2018-12-05T11:59:02.880Z 来源：《防护工程》2018年第25期作者：朱飞飞 [导读] 应急测绘等提供了解决方案。使用无人机图像的航测1：1000、1：2000等大型地形图的方法已相对成熟，但航测1：500个大型地形图的情况并不多。在此基础上，研究了基于无人机航拍系统的航测1：500大型地形图的方法取得了良好的效果。 朱飞飞 国网浙江省电力有限公司丽水供电公司浙江 323000 摘要：随着无人机技术的迅速发展，基于无人机的航空摄影得到了广泛应用，为城市规划，应急测绘等提供了解决方案。使用无人机图像的航测1：1000、1：2000等大型地形图的方法已相对成熟，但航测1：500个大型地形图的情况并不多。在此基础上，研究了基于无人机航拍系统的航测1：500大型地形图的方法取得了良好的效果。 关键词：无人机航测；应用；实践；可行性 前言 近年来，使用无人机快速获取地面图像和进行大规模航空测量时，许多专业人员已经尝试并获得了满足精度要求的地理空间数据。但在进行1：500航测测绘，没有太多具体的应用实例。本文基于浙江省丽水市的试验区以1：500航测为例验证基于无人机的大型航测方法是否达到1：500地形图的成图精度要求。 1.基于无人机航测的大规模测绘方法 首先，利用无人机航拍系统在项目区域进行航空摄影，获得该区域内合格的无人机图像，然后进行加密来建立用于三维特征集合的数字三维模型。它解决了传统方法中提升精度达不到标准的问题。 2.基于某一调查区域，无人机航测大规模测绘实践 2.1航空摄影 本文采用大尺度测绘方法对丽水市某调查区的无人机进行航空测量1：500数字化测图实践研究。使用南京开悦科技有限公司生产的GC-610多旋翼无人机，摄影传感器使用Sony A7 R全画幅CMOS相机。无人机飞行控制导航系统使用大疆的悟空M进行航拍。焦距为35毫米，航向重叠一般应为60％至80％，最小值不应小于53％。侧面重叠一般应为15％-60％，最小值不应小于8％。航向覆盖范围应不小于射击边界以外的2个基线。超出拍摄区域边界的横向覆盖范围通常不小于图像宽度的50％，并且至少不小于图像宽度的30％。 2.2空三加密 在本文中，INPHO系统的MATCH-AT模块用于在测量区域上执行波束方法，以获得高精度定向点和外部定向元素。为建立调查模型和内部数据收集提供准确的数学基础。满足规范规定空气三角测量加密控制点的平面和高程误差，并且完成了区域网络调整计算后的基本定向点残差的准确度指标，超额控制点差异值和公共点差。 2.3等高线、高程点提取 使用Microstation v8软件的TerraSolid模块，基于机载LiDAR预处理数据（自动分类的结果），参考粗略正射影像数据执行手动分类过滤。使用获取的高精度地面点云数据提取高程点以生成等高线。对于地形复杂，植被茂密的地区，当点云数据不能正确表示地形时，基于点云数据生成的轮廓有必要测量和调整场地中的高程信息和等高线。 2.4数字立体模型建立、采集 使用Aerospace Vision MapMatrix软件进行立体测绘。原则上，使用空三引导方法建立数字三维模型。通过实验已经证实，在导入外部定向元素时，注意编辑外部定向元素的KAP-PA角度并使KAPPA角度增加。 立体数据采集的基本要求：1在三维模型下，检查由LiDAR地面点云数据提取的等高线和高程点等地貌要素，发现不合理的地方得到纠正;2在保证测绘精度的前提下，注重美观;3连接现有的地形图数据，并更新地形图。当其余数据连接到现有的地形图数据时，如果边框的边缘未满且元素发生很大变化，应更新和映射现有的地形图数据;4立体映射原则上由现场定义;5当部分覆盖局部物体的轮廓时，应准确测量可见部分。有必要在地图轮廓外的空白处标记或解释标记，并将其留在现场进行额外的测试处理。为外部用图提供最大的方便； 2.5外业调绘和补测 对于内部行业泄漏检测以及新功能和地形，应进行调整并完成测试。通常，应使用完整的分析方法在现场测量新的地面物体;可以通过距离交叉方法和平行或垂直截距方法重新测试单个零星的新特征，其中不少于3个已知特征点与未知对象点相交。 2.6数据编辑 在基于AutoCAD平台的CADS软件编辑软件上，处理初始测量和垂直测量数据的轮廓，形成DWG格式的DLG数据。请参考字段映射的结果：编辑1：500级数字地形图数据，添加各种注释元素等，以确保结果满足数字表达和数据结构中的数字新技术设计要求。最后，形成了满足规范要求的数字地形图。 3.像控选点及观测 图像选择和测试工作必须清晰、仔细寄处理特殊问题，应考虑并准备好应对可能出现的问题。 3.1控制点选择应遵循的基本原则（1）图像控制点的选择范围应完全控制整个映射区域。如果图像控制点的选择点不能控制整个测量区域，则控制点选择点范围之外的映射区域的高程误差将沿着图像控制点的方向呈指数增加。（2）在图像控制点布置之前，应严格按照规范设计图像控制点，不超过基线的标题和数量，不超过控制点的基线。因为当航向或侧跨超过极限时，区域网络的精度将大大降低;当图像控制点的基线超过限制时，加密期间本地加密点的准确度将降低，这将影响映射的准确性。（3）图像控制点易于在平面图像中选择，图像清晰，交叉角度好（30-120°）。因为这三个方面会影响加密时定位点的测量精度。（4）当标准点或主要点落入水中时，必须使用整个场布局方法，并且不能使用区域网络点方法。因为当标准点或主要点落入水中时，使用区域网络点可能导致失真，这会影响整个加密分区的准确性。 3.2图像选择点的基本方法和质量控制。（1）首先，基于提交的航空摄影数据的检查报告确定图像控制点布局方案。对于没有降水区域
无人机倾斜摄影三维建模技术研究 摘要：倾斜摄影测量技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术， 倾斜摄影三维数据可为智慧城市、规划、测绘、建筑、基础设施建设等多种行业 提供测绘数据来源。由倾斜影像生成三维模型就是倾斜摄影建模。 关键词：无人机；倾斜；摄影；三维建模；技术；分析 一、倾斜摄影测量原理 倾斜摄影测量是通过在同一飞行平台上搭载多台航摄相机，同时从垂直、前视、左视、右视与后视共5个不同的角度采集影像。可在飞行的过程中以同频率 同时获取多个角度的影像。其中，垂直摄影影像，可经过传统航空摄影测量技术 处理，制作4D产品；前视、左视、右视与后视4个倾斜摄影影像，倾斜角度在15°~45°之间，可用于获取地物侧面丰富的纹理信息。通过高效自动化的三维建模 技术，快速构建具有准确地物地理位置信息的真三维空间场景，直观地掌握目标 区域内地形地貌与所有建筑物的细节特征，可为工程建设提供现势、详尽、精确、逼真的空间基础地理信息数据支持和服务。 二、作业流程： 本研究利用大疆Matrice600Pro作为飞行平台，挂载五镜头倾斜摄影相机进 航拍，利用Smart3D软件进行数据处理。成果完成后，可利用Smart3D、SuperMap、3dsMax等相关三维网格、数字点云等浏览软件进行浏览、查看、地 形地物的量测等工作，可利用AutoCAD、Civil3D等相关软件进行测量专业的扩展 应用。具体工作流程如图一所示。 三、航测准备： 空域申请主要包括两方面工作：1、航摄计划制定。根据测区范围，编制航 测范围缩略图，并制定出完成该航测计划所需要的时间计划。2、航摄空域申请。由航测项目所在的地方政府出具《航空摄影空域申请报告》，应获得战区及下属 空军司令部的批准。 航测技术设计主要确定任务来源、测区概况、主要技术依据、技术设计、实 施方案、质量控制与保障、成果提交等内容。 航测设备的检定应由具有相应资历的法定检验单位进行，并出具相应的检定 报告。系统安装调试包括保证无人机有充足的电力并性能稳定，航测相机能正常 拍摄和记录数据，航测的定姿定位系统工作正常。 四、航空摄影 航测前，应根据测区范围、航测比例尺和地面清晰度的要求，设置无人机的 飞行高度，由于倾斜摄影测量的成果有三维表面模型，对航片的清晰度要求较高，所以航高设置不宜太高，影像重叠度应适当加大，一般设置在75%~85%之间。因 为倾斜摄影相机为五镜头相机（一个正摄相机，四个倾斜45度相机），为了保 证测区影像全覆盖，应保证一定的外扩距离，外扩距离应不小于航高。航测时， 通常情况下，航线应按东西向直线飞行，特定条件下，也可根据地形走向与专业 测绘需要，按照南北走向或沿路线、河流、海岸、境界等任意方向飞行。 五、数据处理 像片控制测量就是在测区实地测定像片控制点的平面位置和高程，用于空中 三角测量计算。像片控制点应保证在像片上清晰易辨别处，高程控制点还应保证 选在高程变化不大的地方。由于本研究应用的航摄设备搭载定姿定位系统