1.?應(yīng)用背景

?地面開挖工程幾乎都會涉及土方計算工作。土石方的量算精度由地形表達(dá)質(zhì)量直接決定。通過無人機傾斜攝影測量生成的地形表達(dá)完整，外業(yè)工作量小，內(nèi)業(yè)自動化程度高。其成果用于兩期土方量計算，成果可靠性高且具有可視化效果。

土石方的計算涉及眾多領(lǐng)域，露天礦開采，土地開發(fā)整理，工程建設(shè)等。土石方計算的準(zhǔn)確度會對工程的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生直接影響。傳統(tǒng)的土方量計算有方格網(wǎng)法，三角網(wǎng)法，斷面法三種。方格網(wǎng)法一般用于地形起伏變化不大的面狀工程當(dāng)中。其計算精度與野外采點密度，質(zhì)量和方格網(wǎng)大小有很大關(guān)系。三角網(wǎng)法用于地形起伏變化較大的面狀工程中，其計算精度與野外采點質(zhì)量有直接關(guān)系。斷面法一般用于線狀工程的土方量計算中。其計算精度與斷面測量質(zhì)量和斷面間距有很大關(guān)系。傾斜攝影測量的方法計算土方量普遍適用于各種地形和工程項目中，其基本計算原理與三角網(wǎng)法計算方法相同。計算精度可靠，計算結(jié)果受測量方法和計算方法影響小。

2、技術(shù)簡介

傾斜攝影測量能得到高精度高分辨率的數(shù)字表面模型DSM，充分地表達(dá)了地形地物起伏特征，能同時輸出具有空間位置信息的正攝影像數(shù)據(jù)，可在影像數(shù)據(jù)進(jìn)行量測。無人機具有機動、靈活、快速、經(jīng)濟(jì)等特點，以無人機作為航空攝影平臺能夠快速高效地獲取高質(zhì)量、高分辨率的影像。

傾斜攝影測量技術(shù)通常包括影像預(yù)處理、區(qū)域網(wǎng)聯(lián)合平差、多視影像匹配、DSM 生成、真正射糾正、三維建模等關(guān)鍵內(nèi)容。傾斜影像測量的關(guān)鍵技術(shù):

( 1) 多視影像聯(lián)合平差。多視影像不僅包含垂直攝影數(shù)據(jù)，還包括傾斜攝影數(shù)據(jù)，結(jié)合POS 系統(tǒng)提供的多視影像外方位元素，在影像上進(jìn)行同名點自動匹配和自由網(wǎng)光束法平差，得到較好的同名點匹配結(jié)果。

( 2) 多視影像密集匹配。影像匹配是攝影測量的基本問題之一。因此，如何在匹配過程中充分考慮冗余信息，快速準(zhǔn)確獲取多視影像上的同名點坐標(biāo)，進(jìn)而獲取地物的三維信息，是多視影像匹配的關(guān)鍵。

( 3) 數(shù)字表面模型生成和真正射影像糾正。多視影像密集匹配能得到高精度高分辨率的數(shù)字表面模型( DSM) ，充分表達(dá)地形地物起伏特征。由于多角度傾斜影像之間的尺度差異較大，加上較嚴(yán)重的遮擋和陰影等問題，基于傾斜影像的DSM 自動獲取存在新的難點。

傾斜攝影測量的數(shù)據(jù)本質(zhì)上就是網(wǎng)格面模型，它是由點云通過一些算法構(gòu)成的。而點云是在同一空間參考系下用來表示目標(biāo)空間分布和目標(biāo)表面特性的海量點集合。內(nèi)業(yè)軟件基于幾何校正，聯(lián)合平差等處理流程，可計算出基于影像的超高密度點云。

3、效果分析

無人機傾斜攝影測量在土方量計算中的應(yīng)用可以為土方工程帶來多方面的效益，從經(jīng)濟(jì)、工期、質(zhì)量和安全等方面進(jìn)行效果分析如下

1. 經(jīng)濟(jì)效益：相比傳統(tǒng)的土方量計算方法，使用無人機傾斜攝影可以大大縮減勘測、測量和計算的時間和成本。無人機可以高效地覆蓋較大范圍的地區(qū)，獲取大量高分辨率的影像數(shù)據(jù)，減少人工測量和勘測的工作量。此外，無人機傾斜攝影所需的設(shè)備和人力成本相對較低，可以提高土方工程的經(jīng)濟(jì)效益和競爭力。

2. 工期效益：使用無人機傾斜攝影可以顯著縮短土方量計算的工期。相對于傳統(tǒng)的人工測量和勘測，無人機可以快速、準(zhǔn)確地獲取大量的影像數(shù)據(jù)，并結(jié)合三維建模和計算軟件進(jìn)行土方量的計算和分析，大大提高了土方量計算的效率和精確度。這有助于加快土方工程的進(jìn)度，提前完成工程目標(biāo)，減少工期延誤的風(fēng)險。

3. 質(zhì)量效益：無人機傾斜攝影可以提供高分辨率的地表影像數(shù)據(jù)，并結(jié)合現(xiàn)代化的三維建模和計算軟件，能夠生成高精度的地形模型和數(shù)字地圖。這些數(shù)據(jù)和模型可以為土方工程的設(shè)計、土方量計算和工程監(jiān)測提供更為準(zhǔn)確和可靠的基礎(chǔ)。通過更精確的土方量計算和分析，可以避免土方工程中因土方量估算不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的過量或不足的土方開挖和填筑，提高土方工程的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

4. 安全效益：無人機傾斜攝影可以在一定程度上減少施工現(xiàn)場的人員密集度，降低現(xiàn)場作業(yè)的風(fēng)險和安全隱患。傳統(tǒng)的土方量計算方法可能需要測量人員進(jìn)入施工現(xiàn)場進(jìn)行測量和勘測，存在高空作業(yè)、陡坡作業(yè)等潛在危險。而使用無人機進(jìn)行傾斜攝影測量，可以遠(yuǎn)程獲取影像數(shù)據(jù)，避免了人員的潛在風(fēng)險，提高了工作場所的安全性和安全管理的效益。

綜上所述，無人機傾斜攝影測量在土方量計算中的應(yīng)用可以帶來經(jīng)濟(jì)、工期、質(zhì)量和安全等多方面的效益。它不僅提高了土方工程的效率和精確度，降低了成本和風(fēng)險，還為工程設(shè)計和施工提供了更多的數(shù)據(jù)和信息支持。適用范圍

結(jié)合應(yīng)用情況，詳細(xì)說明此技術(shù)適用范圍，重點以降低成本為衡量依據(jù)。