1. 应用背景

(资料图片仅供参考)

地面开挖工程几乎都会涉及土方计算工作。土石方的量算精度由地形表达质量直接决定。通过无人机倾斜摄影测量生成的地形表达完整，外业工作量小，内业自动化程度高。其成果用于两期土方量计算，成果可靠性高且具有可视化效果。

土石方的计算涉及众多领域，露天矿开采，土地开发整理，工程建设等。土石方计算的准确度会对工程的经济效益产生直接影响。传统的土方量计算有方格网法，三角网法，断面法三种。方格网法一般用于地形起伏变化不大的面状工程当中。其计算精度与野外采点密度，质量和方格网大小有很大关系。三角网法用于地形起伏变化较大的面状工程中，其计算精度与野外采点质量有直接关系。断面法一般用于线状工程的土方量计算中。其计算精度与断面测量质量和断面间距有很大关系。倾斜摄影测量的方法计算土方量普遍适用于各种地形和工程项目中，其基本计算原理与三角网法计算方法相同。计算精度可靠，计算结果受测量方法和计算方法影响小。

2、技术简介

倾斜摄影测量能得到高精度高分辨率的数字表面模型DSM，充分地表达了地形地物起伏特征，能同时输出具有空间位置信息的正摄影像数据，可在影像数据进行量测。无人机具有机动、灵活、快速、经济等特点，以无人机作为航空摄影平台能够快速高效地获取高质量、高分辨率的影像。

倾斜摄影测量技术通常包括影像预处理、区域网联合平差、多视影像匹配、DSM 生成、真正射纠正、三维建模等关键内容。倾斜影像测量的关键技术:

( 1) 多视影像联合平差。多视影像不仅包含垂直摄影数据，还包括倾斜摄影数据，结合POS 系统提供的多视影像外方位元素，在影像上进行同名点自动匹配和自由网光束法平差，得到较好的同名点匹配结果。

( 2) 多视影像密集匹配。影像匹配是摄影测量的基本问题之一。因此，如何在匹配过程中充分考虑冗余信息，快速准确获取多视影像上的同名点坐标，进而获取地物的三维信息，是多视影像匹配的关键。

( 3) 数字表面模型生成和真正射影像纠正。多视影像密集匹配能得到高精度高分辨率的数字表面模型( DSM) ，充分表达地形地物起伏特征。由于多角度倾斜影像之间的尺度差异较大，加上较严重的遮挡和阴影等问题，基于倾斜影像的DSM 自动获取存在新的难点。

倾斜摄影测量的数据本质上就是网格面模型，它是由点云通过一些算法构成的。而点云是在同一空间参考系下用来表示目标空间分布和目标表面特性的海量点集合。内业软件基于几何校正，联合平差等处理流程，可计算出基于影像的超高密度点云。

3、效果分析

无人机倾斜摄影测量在土方量计算中的应用可以为土方工程带来多方面的效益，从经济、工期、质量和安全等方面进行效果分析如下

1. 经济效益：相比传统的土方量计算方法，使用无人机倾斜摄影可以大大缩减勘测、测量和计算的时间和成本。无人机可以高效地覆盖较大范围的地区，获取大量高分辨率的影像数据，减少人工测量和勘测的工作量。此外，无人机倾斜摄影所需的设备和人力成本相对较低，可以提高土方工程的经济效益和竞争力。

2. 工期效益：使用无人机倾斜摄影可以显著缩短土方量计算的工期。相对于传统的人工测量和勘测，无人机可以快速、准确地获取大量的影像数据，并结合三维建模和计算软件进行土方量的计算和分析，大大提高了土方量计算的效率和精确度。这有助于加快土方工程的进度，提前完成工程目标，减少工期延误的风险。

3. 质量效益：无人机倾斜摄影可以提供高分辨率的地表影像数据，并结合现代化的三维建模和计算软件，能够生成高精度的地形模型和数字地图。这些数据和模型可以为土方工程的设计、土方量计算和工程监测提供更为准确和可靠的基础。通过更精确的土方量计算和分析，可以避免土方工程中因土方量估算不准确而产生的过量或不足的土方开挖和填筑，提高土方工程的质量和稳定性。

4. 安全效益：无人机倾斜摄影可以在一定程度上减少施工现场的人员密集度，降低现场作业的风险和安全隐患。传统的土方量计算方法可能需要测量人员进入施工现场进行测量和勘测，存在高空作业、陡坡作业等潜在危险。而使用无人机进行倾斜摄影测量，可以远程获取影像数据，避免了人员的潜在风险，提高了工作场所的安全性和安全管理的效益。

综上所述，无人机倾斜摄影测量在土方量计算中的应用可以带来经济、工期、质量和安全等多方面的效益。它不仅提高了土方工程的效率和精确度，降低了成本和风险，还为工程设计和施工提供了更多的数据和信息支持。适用范围

结合应用情况，详细说明此技术适用范围，重点以降低成本为衡量依据。