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倾斜摄影与遥感

       倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术,它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像,将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。遥感是一种依靠检测不同波长的光辐射,在不直接接触的情况下识别和测量不同参数的技术。

      1、无人机遥感技术的优势
      无人机通过携带的多种电子设备,按照既定程序执行、完成各类作业任务,结合遥感技术与摄影测量的无人机,在获取信息灵活性、监测效率、监测尺度、信息数据处理速度等方面,具有十分突出的优势。与传统航测设备相比,在复杂的地形条件、环境条件,或是出现突发事件的情况下,仍可保持可靠的工作状态,随时为地面人易提供反馈信息。在测绘工程不断发展过程中,倾斜摄影测量与遥感技术相结合的无人机航测技术优势已经远远超过应用单一技术的测量技术,有效解决传感器密度不够、拍摄范围不广等问题,对人类监测自然灾害、扩大城市规划规模、提高农业作业效率具有十分重要的现实意义。
      2、倾斜摄影测量
      2.1 技术简介
      垂直摄影是最常见的传统航空摄影办法,其主光轴和目标物的顶部互相垂直,从而获取影像信息。不过这种摄影方式无法取得目标物体的侧面状况。此时使用倾斜摄影,可以更好的反映侧面状况。光轴和铅垂线形成夹角,能够更好、更直观的反映目标物体的实际视觉效果,提高建模效率。倾斜摄影测量是国际领域上的一种新兴高品质机制,可以建立三维立体模型,也能够实时反馈目标物体的状态。各项影像处理技术让人能更好、更客观的了解目标物体的实际呈现效果和应用效果。
      2.2 特点
      首先,倾斜摄影测量能够更加直观的呈现地面状况,从多个维度来提升测量能力,更客观、真实、清晰的反映目标物体的情况。其次,倾斜摄影测量可以和配套软件紧密的结合在一起,通过影像处理、测量高度、长度、面积等数据,使其可以应用于很多领域。第三,倾斜摄影测量还可以做到数据共享,通过三维GIS生成人们想要三维模型并以格式转换的方式分享到网络。

       3、 倾斜摄影测量与遥感技术运用研究

       3.1 航线规划
       起伏区域的航线规划有跨越式和平行式两种方式。跨越式的航线方向与地形起伏基本方向一致.每条航线都跨越山体,其优点在于不需要刻意地设置无人机信号接收点,可在读取山体信息后在统一的一侧设置,缺点为每条航线都需要爬升下降至山体的另外一侧再飞回来.电量消耗较快:平行式的航线垂直于地形起伏方向,按照等高的方式设置每一条航线,在山体一侧顺序飞行逐渐爬升到山体另一侧,其优点在于从低到高的爬升过程中不需要多次翻越山体,比较节省电量,但缺点是在山体另一侧时,会丢失信号,存在一定的安全隐患。综合考虑,本文选取了跨越式航线。具体飞行时,当无人机飞到山的另外一侧时,虽然还可以继续执行已上传的任务,但是遥控器信号可能已经无法抵达,会导致出现断档的问题。所以当执行完预设航线后,需要在航线规划算法中设计一个返回点并保证可以捕捉到遥控器信号,使之能够接收下一条航线继续飞行。为了保证飞行效率和可控性,首先需要根据覆盖率、飞行高度和地形,计算无人机跨越一次山地需要的航点数,在每条航线的最后几个点(<10)庆重新飞到可以捕捉遥控器信号的一侧,接收下一条航线指令。
       3.2空间三角测量
       首先,无人机利用部分地面控制点数据提取坐标连接点,在Inpho软件中对提取点进行计算以及质量检测,当航测中的相片质量不理想或是重着度不满足测最要求的情况下,无人机会在自动转点之后,结合其他重要参数最小二乘法等对测区内的布控点进行自动连接,并对测区内的有效点数据进行精度匹配,然后利用DATMatrixInpho等软件对整体运行中的内部数据质量进行控制。其次,地面操作人员可以选择手动方式对模块中的点列表、细节连接情况进行查看,然后使用相应的测量工具对无用的自动连接点进行删除、纠正等操作。

       3.3 三维建模
       倾斜摄影测量模型的建立主要是运用专业的3D模型软件。结合采集到的真实影像密度点云以及地形纹理,以此生成具有较高分辨率的三维模型。专业三维建模软件可以接受无人机中各种硬件采集到的原始数据,然后将这些倾斜测量出的数据还原为具有连续性与真实性的三维模型.并将各类地物比例精确到毫米,最终输出符合各种要求的图片格式。与此同时,内业处理出的模型以及各类数据应无遗漏、无冗杂,以此确保三维模型内部各处精度与编码要素符合相关规定要求,属性项、属性值、存储格式、空间位置等与系统拓扑关系要相符,避免不真实的三维模式对工程实际建设造成影响。例如,在电力工程施工中运用倾斜摄影测量与遥感技术后,工作人员可根据无人机采集到的地物信息.构建起与工程实际位詈、地面坡度、平面坐标等相符的三维模型,使得工程施工选线工作变革高效且便捷,确保工程建设能够根据地理位置实际走向进行行走线路以及行走数据的调整,以此提升工程设计方案的智能化与数字化。将 EPMapper与遥感技术、倾斜测量等技术相结合后,还能够生成数据采集、数据处理、数据分析、三维建模一体化平台,进一步提升电力工程线路铺设的科学合理性,也为后期设施维修与管理奠定良好的基础。

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