摘要：无人机倾斜摄影测量技术在公共卫生、国土、抗震救灾、山洪调查、水环境监测等领域应用研究广泛，其可快速获取高分辨率、高精度的数据影像，高机动性、超低空飞行等优势特别适用于堤防应急除险等小范围险情调查工作，但是在此方面的研究和应用目前尚不多见。因此，本文结合堤防除险实例，探索了无人机倾斜摄影测量技术在堤防应急除险工作中应用的可行性。基于该技术对堤防滑坡体进行了测量，制作了高精度的数字正射影像(DOM)和数字表面模型(DSM)，构建了三维模型，获取了滑动体及衍生裂缝的各项特征参数，可为堤防应急除险方案的制定提供充足的数据支撑和参考。
关键词：无人机；倾斜摄影测量；堤防应急除险
引言
倾斜摄影是近年来开发的一种新技术，它反映了地物的外观、位置、高度等属性的三维坡度摄影数据。典型的倾斜相机具有五个镜头相机，可产生一个垂直影像，同时在四个方向上同时建立四个图形侧边影像(从正面到背面)，倾斜角度为40°至60°。这样可以更好地捕获地物
一侧的纵断面和纹理数据。相机数据倾斜是具有空间位置信息的可测量图像数据，可输出DSM、DOM、TDOM、DLG等不同结果，并从不同的垂直和侧面角度捕获图像，以弥补传统航空摄影的局限性。
1无人机倾斜摄影测量技术原理
无人机倾斜摄影测量属于无人机和摄影测量的一种交叉学科。基本原理是通过无人机航空摄影，严格建立起摄影瞬间影像与对应目标物之间的几何关系，严密地从影像上导出关于目标物的信息。无人机航拍过程中，记录定位、飞行高度、飞行角度、飞行姿态、云台俯仰角等信息，再通过空中三角测量解算空间立体模型。通过图像处理软件进行三维模型重建。
2无人机倾斜摄影测量技术优势
无人机的雪相机测量技术从五个角度捕捉地形情况，提供反映地物实际外观的三维数据，客观再现地物的外观、结构和高度等属性，弥补传统遥感技术测量不足的情况。下面列出了优点。(1)绕过传统单摄像机只能从垂直角度捕捉正交图像的限制；在同一飞行平台上放
置多个图像传感器；从垂直角度和倾斜角度收集包含空间信息的真实图像，以便更准确地显示地物的物理纹理；以及能够提取和贴上纹理；(2)雪相机测量技术是为使用无人机测量和接收数据而开发的。这是一个全自动模型，在实践中已证明手动建模1a只需3-5个月，而三维建模则使用坡度摄影。这大大提高了效率并缩短了时间。(3)节约成本、提高效率和大幅减少印刷行业的合作；处理由外星人天气预报造成的工作延误；将大量外地工作人员转变为工业企业；大幅减少勘测人员的工作时间和减少外地工作强度；(4)坡度培训提供了多种地理信息产品、二维数据存储和演示。为国籍管理相关信息系统提供二级决策分析。
3无人机倾斜摄影测量工作流程无人机倾斜摄影测量的主要工作流程如图1所示。
图1
互联互通软件
(1)前期准备。定位目标区域，确认所属空域的管控政策，办理飞行备案/空域申请，如遇限飞区则需申请解除限制;确认风力等级、降雨强度等气象条件，超轻型飞行器航摄环境风力应不大于5级，视降雨强度选择无人机机型，并且尽量选择无风、无雨、无雾的时段施测;考虑目标区域地形、地物条件，选择坚固、平坦、与飞行空域之间遮挡物少的起降场地。(2)外业施测。根据任务需求，框选测量目标区域，按照飞行路线涉及的附近地物高度规划航线高度;识别风向确定航线方位角;综合考虑质量、进度要求设置影像重叠率;根据现场光照条件设置相机ISO值;开启ＲTK定位确保固定解，即可开始自动飞行作业。在此过程中，需时刻关注图传信号、ＲTK信号、电池电量等信息，及时更换电池，随时人工干预避免发生安全事故。(3)内业处理。运用ContextCapture、Pixel4D、大疆智图等数据处理软件，导入航摄照片，选择平面坐标系统以及高程系统，生成数字正射影像，重建倾斜摄影模型;根据任务成果格式要求(空三、点云、模型等)导出成果，交付使用。
4倾斜摄影应用的关键技术
吸湿剂(1)海量数据加载技术指的是倾斜摄影模型数据量往往非常庞大，1km2的数据量在0.5～2GB，这样中小城市的建成区就能达到几十乃至上百GB(孙宏伟，2014)。不过好在倾斜摄
影自动化建模软件可以输出标准的OSGB格式，且数据本身就自导了的LOD(金字塔层级结构)。利用数据自带的LOD，超图软件通过直接读取OSGB，并match运用LOD来优化调度，做到再大的数据量也可以实现瞬间加载，性能非常流畅。(2)倾斜摄影的单体化技术就是利用三角面片的可分割性质，解决倾斜摄影数据的三维模型可分离单体化问题。该方法首先绘制切割多边形，确定单体化模型边界，然后使用包围盒方法进行求交检测，获得需要切割的三角面片(点云构建的DTM三角网)。之后计算求交检测所得三角面片与切割多边形的交点，然后详细分析切割多边形与三角面片相交时的不同相交情形，并针对不同的相交情形采用不同的切割方法。最后，对相交区域三角面片进行裁切并重构，再纹理重构并实现多细节分层后得到分离的单体化模型。该技术方法可有效实现倾斜摄影三维模型的分离单体化。
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5实例应用
险段概况，险情发生堤段位于长江中下游区域，地处平原河网地区，地形地貌相对简单(见图2)。区域地形相对高差在10m以内，属低纬度低海拔区。堤段植被覆盖较少，堤坡上基本为草皮护坡，草皮厚度小于5cm。该段堤防迎水侧堤坡发生滑动，滑动体沿堤防轴线方向长度约150m，河道内水位较低。
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脚踏式垃圾桶图2
结束语
随着无人机倾斜摄影测量自动化程度的加深，测量人员通过简单的培训，即可掌握无人机的飞行技术和数据收集与处理能力，为该技术在堤防应急除险工作中的普及应用提供了条件。对于水利工程来说，水下地形、水下断面测量有着广泛的需求。但受限于摄影测量技术的工作原理，无人机倾斜摄影测量技术有其局限性，对于水下地形的获取还需要依靠其他技术。今后如果能够结合无人机和无人船测量技术实现水陆一体化测量，相信将会在水利工程的自动、快速测量领域拥有更为广阔的前景。
参考文献
[1]肖登枝.无人机倾斜摄影测量三维建模及应用[J].城市勘测,2019(05):81-83+87.
气压测试
[2]付博,陈姗,张俊.无人机倾斜摄影测量技术在三维数字城市建模中的应用[J].湖南工业大学学报,2019,33(05):79-83.
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