摘要: 无人机倾斜摄影测量技术在应用过程中，存在模型分辨率不一致、精度不可靠、格式不匹配的问题，但没有现行的标准对任务质量进行评价，这在一定程度上限制了无人机倾斜摄影测量技术进一步发展。

本文针对无人机倾斜摄影测量技术的现状，对从航摄准备( 硬件) 到数据处理应用( 软件) 整个作业流程的技术标准进行了论述，为无人机倾斜摄影测量技术的从业人员提供一些参考。

无人机倾斜摄影测量技术是近年来发展起来的一项高新技术，倾斜摄影技术三维数据可真实反映地物的外观、位置、高度等属性; 借助无人机，可快速采集影像数据，实现全自动化三维建模; 倾斜摄影数据是带有空间位置信息的可量测影像数据，能同时输出 DSM、DOM、TDOM、DLG 等多种成果。目前，无人倾斜摄影测量技术已被越来越多的行业认可和应用，但针对无人机倾斜摄影的国家技术标准一直没有明确，这就给无人机倾斜摄影工作带来一定困扰。

本文结合实际工作和学习经验，对无人机倾斜摄影测量技术标准进行初步的探讨。

1.无人机倾斜摄影系统介绍

传统航空摄影只能从垂直角度拍摄地物，倾斜摄影则通过在同一平台搭载多台传感器，同时从垂直、侧视等不同的角度采集影像，有效弥补了传统航空摄影的局限。那么，无人机倾斜摄影系统可以定义为: 以无人机为飞行平台，以倾斜摄影相机为任务设备的航空影像获取系统。

1．1 飞行平台的性能要求

目前，市场上无人机的种类繁多，按照动力系统可以区分为内燃机动力和电池动力; 从飞行实现方式上可以区分为固定翼和旋翼( 单旋翼、多旋翼) 。由于飞行平台自身的振动问题，在成像质量上电池动力优于内燃机动力; 在作业效率和续航时间上，固定翼优于旋翼; 在飞行稳定性上，旋翼优于固定翼。由于无人机用途不同，其性能标准也不一样。测绘型无人机对飞行标准要求更高，可以在载重、巡航速度、实用升限、续航时间、安全性和抗风等级等方面做出限定。

例如: ①无人机最低载重 2 kg; ②多旋翼巡航速度大于 6 m / s，固定翼无人机巡航速度大于10 m / s; ③电池动力续航时间大于 25 min，内燃机动力续航时间大于 1 h; ④抗风性要求不低于 4 级风速; ⑤无人机实用升限能达到 1000 m 以上，海拔高度不低于 3000 m。

1．2 倾斜相机的性能要求

在《低空数字航空摄影规范》( CH /Z 3005—2010) 中，对测绘航空摄影也就是垂直摄影的相片倾角有着 如 下 规 定: 倾 角 不 大 于 5°，最大不超过12°。现有的航测软件处理能力已经有了很大提升，可以在这个标准的基础上，把倾角 15°以上的都划归到倾斜摄影的范畴。倾斜摄影发展到今天，倾斜相机不再限定相机镜头的数量。倾斜相机的关键技术指标是获取不同角度影像的能力和单架次作业的广度和深度。这包括五镜头、三镜头、双镜头等多镜头相机及可以调整相机拍摄角度的单相机系统。在无人机航测标准中，要求航测相机像素不低于 3500万，在倾斜摄影中可以不对单一相机的像素进行限定，而对一次曝光获取的影像像素进行控制。倾斜相机的性能要求可以从获取影像能力、作业时间、曝光功能、续航时间、POS 记录功能等方面做出限定。例如: ①倾斜摄影一次曝光采集的像素越高越好，但要根据设备成本考量，单个镜头不低于2000 万像素，一次曝光不低于 1 亿像素; ②作业时间至少能满足 90 min，最好具备全天候的作业能力;③有定点曝光功能，确保影像重叠度满足要求。

2.飞行航线的设计

2．1 航摄高度的确定

无人机倾斜摄影的飞行高度是航线设计的基础。航摄高度需要根据任务要求选择合适的地面分辨率，然后结合倾斜相机的性能，按照式( 1) 计算H= f×GSD/α ( 1)式中，H 为航摄高度，单位为 m; f 为镜头焦距，单位为 mm; α 为像元尺寸，单位为 mm; GSD 为地面分辨率，单位为 m。

2．2 航摄重叠度的设置

低空数字航空摄影规范规定“航向重叠度一般应为 60% ～ 80%，最小不小于 53%; 旁向重叠度一般应为 15% ～ 60%，最小不小于 8%”。在无人机倾斜摄影时，旁向重叠度是明显不够的。不论航向重叠度还是旁向重叠度，按照算法理论建议值是 66．7%。可以区分为建筑稀少区域和建筑密集区域两种情况来进行介绍。

2．2．1 建筑稀少区域考虑到无人机航摄时的俯仰、侧倾影响，无人机倾斜摄影测量作业时在无高层建筑、地形地物高差比较小的测区，航向、旁向重叠度建议最低不小于70%。要获得某区域完整的影像信息，无人机必须从该区域上空飞过。以两栋建筑之间的区域为例，如果这两栋建筑由于高度对这个区域能形成完全遮挡，而飞机没有飞到该区域上空，那么无论增加多少相机都不可能拍到被遮区域，从而造成建筑模型几何结构的粘连。

2．2．2 建筑密集区域建筑密集区域的建筑遮挡问题非常严重。航线重叠度设计不足、航摄时没有从相关建筑上空飞过，都会造成建筑模型几何结构的粘连。为提高建筑密集区域影像采集质量，影像重叠度最多可设计为80% ～ 90%。当高层建筑的高度大于航摄高度的1 /4 时，可以采取增加影像重叠度和交叉飞行增加冗余观测的方法进行解决。如著名的上海陆家嘴区域倾斜摄影，就是采用了超过 90%的重叠度进行影像采集以杜绝建筑物互相遮挡的问题。影像重叠度与影像数据量密切相关。影像重叠度越高，相同区域数据量就越大，数据处理的效率就越低。所以在进行航线设计时还要兼顾二者之间的平衡。