◎地理信息◎
无人机倾斜摄影测量三维建模及精度评定3D Modeling and Accuracy Evaluation of UAV Tilt Photogrammetry
倪尔瑞
NI Er-Rui
(安徽省第四测绘院)
(The Fourth Surveying and Mapping Institute of Anhui Province)
【摘要】无人机技术、倾斜摄影测量技术的融合使得测绘技术获得了新的进展，即无人机倾斜摄影测量技术。文章主要分析了无人机倾斜摄影测量技术、无人机倾斜摄影技术的三维建模方法，并进行了案例分析。
【Abstract】With the continuous development of UAV technology and t订t photogrammetry technology,the integration of the two has made a new progress in surveying and mapping technology,that is,UAV tilt photogrammetry technology.In this paper,the3D modeling met h od of UAV tilt photo g ramme tr*y and UAV tilt photo g raphy is analyzed,and a ca study is carried out.
【关键词】无人机倾斜摄影测量；三维建模；精度评定
[Keywords]UAV;tilt photogrammetry;3D modeling;accuracy evaluation
1无人机倾斜摄影测量技术分析
1.1无人机倾斜摄影测量技术
无人机倾斜摄影测量技术，是通过在无人机底部安装不同角度的高分辨率摄像头，在同一地点对同一地物进行多角度拍摄，采集大量的地物纹理及其位置信息，然后对每个地物点进行立体成像，最终形成三维立体图，同时获取DEM数据。
与传统的摄影测量技术相比，无人机倾斜摄影测量技术可以获取目标点5个方向（垂直、左视、右视、前视、后视）的影像，并可生成三维实景模型。
1.2无人机倾斜摄影测量技术的特点
就无人机倾斜摄影测量技术而言，其不仅可以获取目标点的三维坐标和影像信息，而且可以生成三维实景模型，真实地展现目标点周围环境。同时，该技术还具有突出的优势，主要表现在以下几个方面：
①获取的影像具有高精度、高分辨
率，能够快速搭建研究地区的二维和三
维地理信息；
②生成的三维模型具有可量测性，
使得摄影测量的应用范围扩大；
③可釆集地物侧面的纹理，在一定
程度上降低了三维建模的成本；
④与正射影像三维GIS相比，无
人机摄影倾斜技术生成的模型数据量较
小，为其共享和发布提供了便利［匕
2无人机倾斜摄影技术的三维
建模方法
2.1三维数据的采集
根据相关法律及规范规定，结合测
区的实际情况，确定航拍的航高、航飞
时间，合理设计航线，从而保障无人机
倾斜摄影的质量。
①
航高的确定，根据摄影测量的要
珍爱生命求，设定适宜的航高，保障影像的质量。
②航飞时间的确定，因航摄时间受
天气条件的限制，所以在确定航飞时间
怎么炸酥肉
的过程中，应尽量选择能见度高、晴天、
气流相对稳定的时间进行飞行，从而保
障无人机航飞和摄影的有效性。
③航线的设计，根据航空摄影相关
规范，合理地设计测区的航线，一般设
计为南北向或东西向的直线飞行，如果
有特定条件的，应以专业测绘的需要或
者地形走向进行航线的设计⑵。当检查
出现不合格航片时，应及时补飞，且按
原设计航线进行补摄。
2.2三维数据的处理
花之语
通过Context Capture实景建模软
件，对采集的数据进行处理，并进行三
维建模。建模流程为：
①同步采集无人机数据和地面数
据；
还好有你②以Context Capture实景建模软
93
件为基础，结合影像的外方位元素，进 行全自动空三解算；③ 通过智能人机交互技术，实现采 集获取影像数据的融合，然后生成一体 化的三维模型；④ 切分和输出三维模型；⑤ 检查和控制数据生产的各个环 节，保障成果符合质量要求；⑥ 输出数据成果［3］.3案例分析3.1鴻区概况本项目以皖北某平原地区为例，测 区面积约1恤2，测区内地形高差约7BU 该测区的建筑物密度较大，房屋最高可 达45m，传统测绘无法有效测绘隐蔽地 物点。故采用无人机倾斜摄影测量技术, 对该测区进行1:500不动产測绘成图作 业。32具体的案3. 2. 1准备工作3. 2. 1.1航测设备实验采用大疆M600Pro 作为飞行平 台，如图1所示，搭载REALCAM524五镜 头（1个下视4个倾斜镜头）倾斜相机 总像素1.2亿，下视焦距20mm，斜视焦 距35mm，为定焦连续拍摄，最小曝光间 隔 0.8s. 3. 2. 1.2航空摄影技术参数设定此次航空摄影飞行相对高度约为 80m，地面分辨率优于0.02m ；采用的 是五镜头倾斜相机，单镜头2
400万像 素，相机焦距20n ）m 像元分辨率3.9um ； 倾斜像片倾斜角为45。，航向和旁向重 叠度控制在75%以上，航向上航线的 有效賦片要超出成图范围约8伽，旁向 至少超出范围线一条航线。根据测区 的要求和实际情况，航线设计如下图2 所示。3. 2. 2像控测量本实验区布设了 25个像控点，像 控点间距为200m 。在实际的测量过程中， 在确保成果质量的前提下，只使用了 15 个像控点参与加密，剩余的其他控制点 作为检查点。在布设像控测量时，应注 意以下几点内容：① 像控点全部布设为平高点，以区 域网为基础进行像控点的布设，布设的 顺序为，先布设目标范围的周边，后布 设测区中间地带；② 每平方千米范围内像控点布设数 量应在20个以上；③ 根据航线计划图和村庄分布进行 像控点的布设，保证布点均匀且任意一 个自然村应具有5个以上的像控点，使 得外围像控点连线可以包裹目标村庄：④自由图边的像控点，应将其布设 在图廓线外。
3- 2. 3航空摄影实施了解当地的气象条件和状况，选择 恰当的时间进行航摄，尽量避开大风、
雨水天气。就航摄来说，操作人员和机 组人员应早到现场，检査维护航摄硬件 并使其处于最佳状态，等到合适的航摄
时间，按照预先设计的航线进行航空摄
影工作，力争在同一架次或相似的气候
条件下完成航飞任务。
3.2.4内业数据处理
就内业数据处理来说，其流程为： 以倾斜影像、控制点为基础，重建具有 高绝对精度的三维模型；根据重建的三 维模型，进行线划图的绘制。本测区的 三维模型，如图3所示，具有总体美观、 地物清晰的特点，并在三维模型上，通 过EPS 三维采集软件进行线划图采集, 如图4所示。3- 2. 5精度分析利用全站仪实地采集的界址（房
角）点坐标与模型上采集的界址（房角） 点坐标反算点位距离，计算中误差，分 析其绝对精度；将钢尺实地勘丈的地物 边长与采集的地物平面图上量取地物边 长相比较，计算中误差，分析其相对 精度。
图］无人机设备图2 ism 计
94
◎地理信息◎
图3三维模型20
图4成图釆集数据
较高，能满足1:500不动产成图精度要求。
古代寓言故事4结语
综上所述，无人机倾斜摄影测量技术是现阶段测绘行业的一种新兴的测
图5点位距离羞值量技术，无需与被测量物体接触，能20
够保障测量结果的高精度和有效性，且
在一定程度上节约了大量的人力和物
力。在该技术的实际运用过程中，应根
据待测区域的实际情况，选择恰当的设
备，合理规划航测时间和航线，并考虑
天气因素，从而保障航测的有效性、可图6勘丈边长羞值靠性。
3.2.5.1绝对精度分析
考虑到全站仪设站及观测误差，采用
同精度计算中误差，中误差计算公式为：m=±S⑴
式中：加为中误差；n为样本个数；
△为测量值与真实值之差。
全站仪实地采集界址(房角)点
265个，剔除粗差点23个，经统计分析，
鼻孔一大一小
比肩同行该检测区域点位中误差为4.2cm，点位
距离差值如图5所示。
3.2.5.2相对精度分析
钢尺勘丈无误差累积，采用高精度
计算中误差，其中误差计算公式为：
m=±V[A]A/n(2)
式中：那为中误差；"为样本个数；
△为测量值与真实值之差・
实地勘丈边长158条，剔除粗差13
条。经统计分析，该检测区域边长相对
中误差为5.93cm，勘丈边长差值如下图
永兴社区
6所示。
3.2.6实验结论
无人机倾斜摄影测量技术成图精度
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