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摘要: 無人機傾斜攝影測量技術在應用過程中，存在模型分辨率不一致、精度不可靠、格式不匹配的問題，但沒有現行的標準對任務質量進行評價，這在一定程度上限制了無人機傾斜攝影測量技術進一步發展。
本文針對無人機傾斜攝影測量技術的現狀，對從航攝準備( 硬件) 到數據處理應用( 軟件) 整個作業流程的技術標準進行了論述，為無人機傾斜攝影測量技術的從業人員提供一些參考。
無人機傾斜攝影測量技術是近年來發展起來的一項高新技術，傾斜攝影技術三維數據可真實反映地物的外觀、位置、高度等屬性; 借助無人機，可快速采集影像數據，實現全自動化三維建模; 傾斜攝影數據是帶有空間位置信息的可量測影像數據，能同時輸出 DSM、DOM、TDOM、DLG 等多種成果。目前，無人傾斜攝影測量技術已被越來越多的行業認可和應用，但針對無人機傾斜攝影的國家技術標準一直沒有明確，這就給無人機傾斜攝影工作帶來一定困擾。
本文結合實際工作和學習經驗，對無人機傾斜攝影測量技術標準進行初步的探討。
1.無人機傾斜攝影系統介紹
傳統航空攝影只能從垂直角度拍攝地物，傾斜攝影則通過在同一平臺搭載多臺傳感器，同時從垂直、側視等不同的角度采集影像，有效彌補了傳統航空攝影的局限。那么，無人機傾斜攝影系統可以定義為: 以無人機為飛行平臺，以傾斜攝影相機為任務設備的航空影像獲取系統。
1．1 飛行平臺的性能要求
目前，市場上無人機的種類繁多，按照動力系統可以區分為內燃機動力和電池動力; 從飛行實現方式上可以區分為固定翼和旋翼( 單旋翼、多旋翼) 。由于飛行平臺自身的振動問題，在成像質量上電池動力優于內燃機動力; 在作業效率和續航時間上，固定翼優于旋翼; 在飛行穩定性上，旋翼優于固定翼。由于無人機用途不同，其性能標準也不一樣。測繪型無人機對飛行標準要求更高，可以在載重、巡航速度、實用升限、續航時間、安全性和抗風等級等方面做出限定。
例如: ①無人機最低載重 2 kg; ②多旋翼巡航速度大于 6 m / s，固定翼無人機巡航速度大于10 m / s; ③電池動力續航時間大于 25 min，內燃機動力續航時間大于 1 h; ④抗風性要求不低于 4 級風速; ⑤無人機實用升限能達到 1000 m 以上，海拔高度不低于 3000 m。
1．2 傾斜相機的性能要求
在《低空數字航空攝影規范》( CH /Z 3005—2010) 中，對測繪航空攝影也就是垂直攝影的相片傾角有著 如 下 規 定: 傾 角 不 大 于 5°，最大不超過12°。現有的航測軟件處理能力已經有了很大提升，可以在這個標準的基礎上，把傾角 15°以上的都劃歸到傾斜攝影的范疇。傾斜攝影發展到今天，傾斜相機不再限定相機鏡頭的數量。傾斜相機的關鍵技術指標是獲取不同角度影像的能力和單架次作業的廣度和深度。這包括五鏡頭、三鏡頭、雙鏡頭等多鏡頭相機及可以調整相機拍攝角度的單相機系統。在無人機航測標準中，要求航測相機像素不低于 3500萬，在傾斜攝影中可以不對單一相機的像素進行限定，而對一次曝光獲取的影像像素進行控制。傾斜相機的性能要求可以從獲取影像能力、作業時間、曝光功能、續航時間、POS 記錄功能等方面做出限定。例如: ①傾斜攝影一次曝光采集的像素越高越好，但要根據設備成本考量，單個鏡頭不低于2000 萬像素，一次曝光不低于 1 億像素; ②作業時間至少能滿足 90 min，最好具備全天候的作業能力;③有定點曝光功能，確保影像重疊度滿足要求。
2.飛行航線的設計
2．1 航攝高度的確定
無人機傾斜攝影的飛行高度是航線設計的基礎。航攝高度需要根據任務要求選擇合適的地面分辨率，然后結合傾斜相機的性能，按照式( 1) 計算H= f×GSD/α ( 1)式中，H 為航攝高度，單位為 m; f 為鏡頭焦距，單位為 mm; α 為像元尺寸，單位為 mm; GSD 為地面分辨率，單位為 m。
2．2 航攝重疊度的設置
低空數字航空攝影規范規定“航向重疊度一般應為 60% ～ 80%，最小不小于 53%; 旁向重疊度一般應為 15% ～ 60%，最小不小于 8%”。在無人機傾斜攝影時，旁向重疊度是明顯不夠的。不論航向重疊度還是旁向重疊度，按照算法理論建議值是 66．7%。可以區分為建筑稀少區域和建筑密集區域兩種情況來進行介紹。
2．2．1 建筑稀少區域考慮到無人機航攝時的俯仰、側傾影響，無人機傾斜攝影測量作業時在無高層建筑、地形地物高差比較小的測區，航向、旁向重疊度建議最低不小于70%。要獲得某區域完整的影像信息，無人機必須從該區域上空飛過。以兩棟建筑之間的區域為例，如果這兩棟建筑由于高度對這個區域能形成完全遮擋，而飛機沒有飛到該區域上空，那么無論增加多少相機都不可能拍到被遮區域，從而造成建筑模型幾何結構的粘連。
2．2．2 建筑密集區域建筑密集區域的建筑遮擋問題非常嚴重。航線重疊度設計不足、航攝時沒有從相關建筑上空飛過，都會造成建筑模型幾何結構的粘連。為提高建筑密集區域影像采集質量，影像重疊度最多可設計為80% ～ 90%。當高層建筑的高度大于航攝高度的1 /4 時，可以采取增加影像重疊度和交叉飛行增加冗余觀測的方法進行解決。如著名的上海陸家嘴區域傾斜攝影，就是采用了超過 90%的重疊度進行影像采集以杜絕建筑物互相遮擋的問題。影像重疊度與影像數據量密切相關。影像重疊度越高，相同區域數據量就越大，數據處理的效率就越低。所以在進行航線設計時還要兼顧二者之間的平衡。
