土方工程在整个建筑施工项目中占据着重要地位，其计算准确性直接影响着整个工程施工进度及造价预算，如何高效准确进行土方计算成为当今研究的热门话题。无人机倾斜摄影测量技术能够快速获取数据，通过建立数字高程模型实现土方量快速计算。当前，围绕土方量计算及无人机在土方工程中的应用等问题，众多研究人员已取得一些阶段性成果。总体上现有研究较好地促进了无人机倾斜测绘技术在土方工程中的发展，在土方计算方法和自动化建模等方面研究较多，但现有研究对精度影响因素分析较少，如控制点布设、点云分类和非地面点高程改正等影响因素。随着无人机相机分辨率与续航能力的不断提升，无人机倾斜测绘技术越来越多应用于土方工程项目中，如何快速精确的进行高精度土方计算仍然值得探讨和研究。本文将结合PhotoScan软件对土方计算流程进行详细阐述，对比分析控制点布设、点云分类方法和非地面点高程改正方法等因素对土方计算精度的影响，并结合RTK技术计算得到的土方量对基于无人机倾斜摄影计算的土方量进行精度检核，旨在通过对精度影响因素进行分析以优化土方计算流程、提升计算精度，从而缩短土方计算时间、降低生产成本。

1、无人机倾斜摄影测量土方计算方法

1．1无人机倾斜摄影测量土方计算流程

1．1．1外业数据采集

根据现场踏勘进行航高设计及航线设计，利用多旋翼无人机搭载多镜头相机从多视角同步采集地表数据，通过搭载POS/IMU平台获取飞行过程中的实时位置信息，并利用RTK设备进行地面点数据采集。

1．1．2内业土方计算

结合PhotoScan软件对测区边界外多余影像数据进行剔除，利用POS数据与地面控制点数据进行影像匹配和联合平差，生成稀疏点云数据。通过对稀疏点云进行点云加密得到密集点云数据，利用点云分类方式细化出地面点和非地面点，并基于高程改进方法进行非地面点高程改正，联合改正后的地面点和非地面点构建数字高程模型(DEM)，最后通过导入测区和设计标高进行土方计算。本文利用DjiMatrice600多旋翼无人机进行数据采集，结合PhotoScan软件对数据进行处理以构建出数字高程模型，并进行土方计算。其具体流程如图1所示。

图1工作流程

1．2无人机倾斜摄影土方计算关键技术

本文在介绍无人机倾斜摄影测量土方计算流程的同时，着重对密集点云分类方法和非地面点数据高程纠正方法进行研究，并对其计算结果进行分析对比，以提高土方计算精度。其关键技术如下:

(1)密集点云分类。生成的密集点云包含大量树木、建筑物等非地面点数据，若直接利用数据进行计算，会使得该部分计算高程明显大于实际高程，从而导致计算结果出现较大的误差，因此进行点云数据的分类，准确的区分出各类地物显得至关重要。测区各类型地物点数据往往不是均匀分布，如何准确识别出各个地物类型的边界范围线，快速准确地构建建筑物、高大植被、湖泊等分类区，是土方计算数据分类的难点。

(2)非地面点高程改正。当测区覆盖大量的植被、建筑物等非地面点数据时，会导致所获取的数据无法真实反映地面起伏变化。若直接舍弃植被、建筑物等非地面点坐标进行内插求算土方，内插部分会产生较大的高程误差，且无法真实表现地面高程起伏，而土方计算的目的是获取地表真实的标高和设计标高之间的真实差值，因此需要笔者对非地面点高程值进行修正，使得其能够最佳的逼近真实高程值坐标。由于测区覆盖的植被树木和建筑物等非地面点数据往往高低不一，如何利用抽样测量的方式得到植被树木最佳逼近值，如何对测区覆盖的建筑物利用临近区域高程进行差值计算获得其地面点高程是进行非地面点高程纠正的难点。

(3)土方计算精度分析。土方计算的精度会对整个工程的施工控制、成本管理等产生直接影响，对土方精度进行分析优化使土方计算结果能反映真实地貌特征显得尤为重要。不同测区其地形地物特征都千变万化，如何通过对其影响因素进行分析得出各个要素对精度的影响情况，提出各个影响因素的最优化方案以提升土方计算精度，这是土方计算精度分析的主要目的和难点

2、工程案例

2．1工程概括

某测区面积约为50km2，呈狭长形，南北长约500m东西宽约100m。如图2所示，测区地形复杂，植被高大茂盛，建筑物错落分布，坡度起伏较大，测区部分高程差接近35m。

图2测区实景

本文工程使用DjiMatrice600电动多旋翼无人机，通过搭载五镜头高分辨倾斜相机进行同步影像数据采集，并搭载高精度IMU/POS装置对无人机位置信息进行实时记录，并利用RTK设备进行地面点数据采集。航摄所用无人机平台与搭载传感器参数见表1。

2．2数据采集

本文项目通过现场踏勘，并结合《低空数字摄航空摄影测量外业规范》要求，确定飞行规划如下:飞行区域共规划航线10条，地面采样间距3cm，航线内线性渐变飞行高度设置为150m，测区设置旁相重叠度70%，航向重叠度80%，获取航片数据800余张