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摘要：倾斜摄影测量的采集方式是使相机安装与地面呈一定的夹角，这样可以更加完整的采集到被测物体的侧面纹理信息，最终生成的模型信息更加丰富，结构更加完整，纹理更加真实。基于此，本文重点阐述了无人机倾斜摄影在油气管道建设中的应用，供相关人员参考。
关键词：无人机;油气管道建设;倾斜摄影
1无人机倾斜摄影测量技术和工作流程
1.1 无人机倾斜摄影测量技术
无人机倾斜摄影测量[1]是指在无人机飞行平台上搭载多视角倾斜航摄仪和 GPS/IMU 设备，然后对地面物体从空中多个视角进行拍摄，经过专业软件对拍摄的影像数据进行解算，依据共线方程恢复摄影时相机曝光点和影像上地物之间的相对关系。
1.2 无人机倾斜摄影测量工作流程
无人机倾斜摄影测量分为外业和内业两部分[2]，外业主要是指原始影像的航摄和像控点的喷涂与采集，内业主要是指三维模型生产和地形图生产，具体流程见图 1。
2基于无人机倾斜摄影测量的油气管道建设
2.1无人机倾斜摄影测量概述
无人机倾斜摄影测量作为一种创新型技术，利用立体三维空间模式进行测量并建模，具有很高的应用价值。无人机倾斜摄影测量最大的特点是能够搭载多个传感器进行影像采集，从不同方向拍摄影像，该技术按照 4 个倾斜方位以及竖直方向的观测来提供地表影像信息，以增强地表信息的真实度[3]。
1.2 无人机倾斜摄影测量航高改进
传统的无人机倾斜摄影测量技术采用固定航高的无人机搭载传感器，这种方法在高程变化比较缓慢的区域能够保证影像分辨率的变化幅度限制在一定的阈值内，不会影响后续的三维建模工作。但由于油气管道建设区域一般高程落差较大，使用常规固定航高的无人机搭载传感器进行数据采集会导致影像分辨率变化幅度较大，影响三维模型精度。为解决以上问题，在进行航飞数据采集时，使用带有仿地飞行（即自动跟随地形调整航高）功能的无人机，这样既保证了测区范围内无人机能保持相对航高一致，也保证了航片的分辨率精度一致，进而保证了生成三维模型精度的一致性。
1.3 基于无人机倾斜摄影测量的油气管道建设方法
由于航测的最终建模成果要用于土方量计算，所以对高程的精度要求很高，而传统的单镜头无人机高程精度较低，无法满足土方量的计算要求，故本文采用倾斜摄影测量的方式，用五镜头无人机进行航飞测量[4]。
基于无人机倾斜摄影测量的油气管道建设方法：首先，需要确定测区范围的地理概况来规划航线，并基于规划航线布设像控点;其次，综合考虑模型精度要求以及现场无人机作业安全情况，设定相应的航高、航向重叠率以及旁向重叠率;再次，获取测区影像数据，同时在测区采用 GPS-RTK 作业方式采集检查点和地形点。其具体流程如图2 所示。
此外，本文采用的无人机摄影系统自带 PPK（Postprocessed Kinematic） 动态后处理功能，在获取 数 据 时 ， 在 测 区 现 场 架 设 GPS （ Global Positioning System） 基站进行同步数据采集，通过内业处理，可以将无人机的平面位置精度提高到厘米级，以减少无人机对像控点的依赖。
3项目预测
本文选取的航飞区域长约 2 000 m、宽约 500 m、总面积约 1 km2。整个测区高差为 200 m，坡度为 25%，地面起伏较大，基于此，采用带有自动跟随地形调整航高功能的无人机，以保证测区范围内无人机能够保持一定的相对航高，进而保证航片分辨率的一致性和生成的三维模型精度的一致性[5]。
3.1航线规划及数据获取
结合地形和管道项目测量精度指标以及地面分辨率和模型分辨率之间的对应关系，本次采用三和数码 SH- 20X 六旋翼无人机进行航摄数据获取。地面采样分辨率设置为 1.5cm，航向、旁向重叠度均设置为 80%，航高设置为 85 米。在三和数码地面站进行上述参数设置后，完成航线规划。在天气晴朗时进行航摄，共获得 5 镜头航摄影像 13560 张。
3.2像控地标喷涂及采集
由于管道项目精度要求高，所以在航摄之前已对测区进行地标喷涂，采用红色和白色油漆，喷涂对立的三角形。结合倾斜摄影的特点，在像控点布设时，无需考虑航线数目，按照150- 200 米的距离在测区均匀喷涂像控点地标，共布设像控点32 个。本次成果要求坐标系为 2000 国家大地坐标系，高程基准为大地高，按照高斯 - 克吕格 3 度投影进行转换。像控点使用GPS- RTK 采集，每个点位采集三次，最后点位坐标为三次采集坐标值的平均值。
3.3数据预处理
利用 Photoshop 软件对获取的影像进行匀光匀色处理，提高影像的质量。删除无效影像，利用拖把更名器软件对 5 镜头影像进行重命名，确保所有影像无重名。利用 Ultra Edit 软件对航飞原始 pos 数据进行批量处理、更名，確保影像和位置信息一一对应。对像控点原始数据进行整理，得到最终可用的像控点成果表。
3.4空中三角测量及平差调整
在空三加密参数设置中，默认通用的匹配方式即可，提交任务，开启引擎，任务开始运行。本次建模使用 Context Capture 软件，新建工程，导入影像数据和 pos 数据，设置引擎运行路径，完善工程中各相机参数。针对 Context Capture 软件空三加密失败率高，成果容易出现分层、弯曲的问题，本文采取对相机的内方位元素进行优化的作业方式。
3.5数字化成果输出
经过处理后生产得到4D产品，将正射影像图（DOM）与数字高程模型（DEM）叠加形成立体影像，更加便于设计人员在类似实景的三维影像中调整优化管线路由，减少线路调整次数。
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，该技术目前在欧美等发达国家已经广泛应用于各个行业，但在我国仍然存在较大的空白。在油气管道建设项目中引进和应用倾斜影像技术，可以使目前高昂的三维建模成本大大降低，并提高设计效率。
参考文献
[1]孙丽红，朱大明，李勇发，熊鹏.基于倾斜摄影测量的矿山生态修复规划应用[J].城市勘测，2021（02）：87-91.
[2]葛陈豪，刘晓露，余祖锋.无人机倾斜摄影测量精度优化研究与分析[J].中国市政工程，2021（02）：80-83+127-128.
关键词：无人机;油气管道建设;倾斜摄影
1无人机倾斜摄影测量技术和工作流程
1.1 无人机倾斜摄影测量技术
无人机倾斜摄影测量[1]是指在无人机飞行平台上搭载多视角倾斜航摄仪和 GPS/IMU 设备，然后对地面物体从空中多个视角进行拍摄，经过专业软件对拍摄的影像数据进行解算，依据共线方程恢复摄影时相机曝光点和影像上地物之间的相对关系。
1.2 无人机倾斜摄影测量工作流程
无人机倾斜摄影测量分为外业和内业两部分[2]，外业主要是指原始影像的航摄和像控点的喷涂与采集，内业主要是指三维模型生产和地形图生产，具体流程见图 1。
2基于无人机倾斜摄影测量的油气管道建设
2.1无人机倾斜摄影测量概述
无人机倾斜摄影测量作为一种创新型技术，利用立体三维空间模式进行测量并建模，具有很高的应用价值。无人机倾斜摄影测量最大的特点是能够搭载多个传感器进行影像采集，从不同方向拍摄影像，该技术按照 4 个倾斜方位以及竖直方向的观测来提供地表影像信息，以增强地表信息的真实度[3]。
1.2 无人机倾斜摄影测量航高改进
传统的无人机倾斜摄影测量技术采用固定航高的无人机搭载传感器，这种方法在高程变化比较缓慢的区域能够保证影像分辨率的变化幅度限制在一定的阈值内，不会影响后续的三维建模工作。但由于油气管道建设区域一般高程落差较大，使用常规固定航高的无人机搭载传感器进行数据采集会导致影像分辨率变化幅度较大，影响三维模型精度。为解决以上问题，在进行航飞数据采集时，使用带有仿地飞行（即自动跟随地形调整航高）功能的无人机，这样既保证了测区范围内无人机能保持相对航高一致，也保证了航片的分辨率精度一致，进而保证了生成三维模型精度的一致性。
1.3 基于无人机倾斜摄影测量的油气管道建设方法
由于航测的最终建模成果要用于土方量计算，所以对高程的精度要求很高，而传统的单镜头无人机高程精度较低，无法满足土方量的计算要求，故本文采用倾斜摄影测量的方式，用五镜头无人机进行航飞测量[4]。
基于无人机倾斜摄影测量的油气管道建设方法：首先，需要确定测区范围的地理概况来规划航线，并基于规划航线布设像控点;其次，综合考虑模型精度要求以及现场无人机作业安全情况，设定相应的航高、航向重叠率以及旁向重叠率;再次，获取测区影像数据，同时在测区采用 GPS-RTK 作业方式采集检查点和地形点。其具体流程如图2 所示。
此外，本文采用的无人机摄影系统自带 PPK（Postprocessed Kinematic） 动态后处理功能，在获取 数 据 时 ， 在 测 区 现 场 架 设 GPS （ Global Positioning System） 基站进行同步数据采集，通过内业处理，可以将无人机的平面位置精度提高到厘米级，以减少无人机对像控点的依赖。
3项目预测
本文选取的航飞区域长约 2 000 m、宽约 500 m、总面积约 1 km2。整个测区高差为 200 m，坡度为 25%，地面起伏较大，基于此，采用带有自动跟随地形调整航高功能的无人机，以保证测区范围内无人机能够保持一定的相对航高，进而保证航片分辨率的一致性和生成的三维模型精度的一致性[5]。
3.1航线规划及数据获取
结合地形和管道项目测量精度指标以及地面分辨率和模型分辨率之间的对应关系，本次采用三和数码 SH- 20X 六旋翼无人机进行航摄数据获取。地面采样分辨率设置为 1.5cm，航向、旁向重叠度均设置为 80%，航高设置为 85 米。在三和数码地面站进行上述参数设置后，完成航线规划。在天气晴朗时进行航摄，共获得 5 镜头航摄影像 13560 张。
3.2像控地标喷涂及采集
由于管道项目精度要求高，所以在航摄之前已对测区进行地标喷涂，采用红色和白色油漆，喷涂对立的三角形。结合倾斜摄影的特点，在像控点布设时，无需考虑航线数目，按照150- 200 米的距离在测区均匀喷涂像控点地标，共布设像控点32 个。本次成果要求坐标系为 2000 国家大地坐标系，高程基准为大地高，按照高斯 - 克吕格 3 度投影进行转换。像控点使用GPS- RTK 采集，每个点位采集三次，最后点位坐标为三次采集坐标值的平均值。
3.3数据预处理
利用 Photoshop 软件对获取的影像进行匀光匀色处理，提高影像的质量。删除无效影像，利用拖把更名器软件对 5 镜头影像进行重命名，确保所有影像无重名。利用 Ultra Edit 软件对航飞原始 pos 数据进行批量处理、更名，確保影像和位置信息一一对应。对像控点原始数据进行整理，得到最终可用的像控点成果表。
3.4空中三角测量及平差调整
在空三加密参数设置中，默认通用的匹配方式即可，提交任务，开启引擎，任务开始运行。本次建模使用 Context Capture 软件，新建工程，导入影像数据和 pos 数据，设置引擎运行路径，完善工程中各相机参数。针对 Context Capture 软件空三加密失败率高，成果容易出现分层、弯曲的问题，本文采取对相机的内方位元素进行优化的作业方式。
3.5数字化成果输出
经过处理后生产得到4D产品，将正射影像图（DOM）与数字高程模型（DEM）叠加形成立体影像，更加便于设计人员在类似实景的三维影像中调整优化管线路由，减少线路调整次数。
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，该技术目前在欧美等发达国家已经广泛应用于各个行业，但在我国仍然存在较大的空白。在油气管道建设项目中引进和应用倾斜影像技术，可以使目前高昂的三维建模成本大大降低，并提高设计效率。
参考文献
[1]孙丽红，朱大明，李勇发，熊鹏.基于倾斜摄影测量的矿山生态修复规划应用[J].城市勘测，2021（02）：87-91.
[2]葛陈豪，刘晓露，余祖锋.无人机倾斜摄影测量精度优化研究与分析[J].中国市政工程，2021（02）：80-83+127-128.