傾斜攝影測量技術(shù)應(yīng)用及展望

陳美

【摘 ?要】傾斜攝影測量技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù)，傾斜攝影技術(shù)三維數(shù)據(jù)可真實(shí)反映地物的外觀、位置、高度等屬性，在我國城市化建設(shè)的新時(shí)期，傾斜攝影測量技術(shù)在城市三維建模中得到了充分應(yīng)用。傾斜攝影測量通過可視化三維處理技術(shù)，借助無人機(jī)，可快速采集影像數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化三維建模，提升城市三維建模的效率與水平，為我國城市化建設(shè)提供技術(shù)支持。

【關(guān)鍵詞】傾斜攝影測量;技術(shù);應(yīng)用;展望

引言

傾斜攝影測量技術(shù)是當(dāng)前測繪領(lǐng)域的一項(xiàng)新型技術(shù)，它的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)航空攝影測量只能從垂直角度拍攝的局限。該技術(shù)是基于多角度觀測的攝影測量技術(shù)，將多臺(tái)航攝儀或傳感器搭載在同一飛行平臺(tái)上，通過垂直、傾斜等多個(gè)方位拍攝獲取多角度影像數(shù)據(jù)，再利用如ContextCapture、PhotoScan、Pix4D等建模軟件快速建立三維模型，將二維數(shù)據(jù)處理成符合人眼視覺的實(shí)景三維模型。傾斜攝影測量的影像數(shù)據(jù)不僅能夠展示真實(shí)的地物狀況，還可以通過結(jié)合GNSS技術(shù)，嵌入地理信息、屬性信息，從而使用戶獲得全方位的體驗(yàn)。三維建模過程中模型結(jié)構(gòu)搭建及模型紋理貼圖是較為關(guān)鍵的兩步，但傳統(tǒng)航空攝影測量獲取的是垂直影像，只能得到建筑物頂部紋理信息，存在拍攝死角，缺少側(cè)面紋理信息的提取，需要人工地面補(bǔ)拍建筑物紋理，該方法耗費(fèi)大量的人力物力且周期時(shí)間長，不適用于大區(qū)域建模。因此，可采用傾斜攝影測量建模方法，該方法具有直觀、高效、成本低等特點(diǎn)，通過多角度拍攝獲取豐富的紋理信息，真實(shí)反映地物信息。但基于傾斜攝影測量技術(shù)的三維建模方法受到多種因素的影響，會(huì)造成模型畸變，為了能夠更準(zhǔn)確地反映實(shí)體的外觀性信息，本文對(duì)傾斜攝影測量三維模型優(yōu)化方法進(jìn)行研究，修復(fù)模型局部及細(xì)節(jié)缺陷，以此獲取高精度的三維模型，實(shí)現(xiàn)城市真三維模型的構(gòu)建，提高用戶體驗(yàn)。

1基本內(nèi)容

傾斜攝影測量技術(shù)是現(xiàn)階段攝影技術(shù)中一個(gè)較新的技術(shù)，在使用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)通常需要借助無人機(jī)來進(jìn)行操作，可以從多個(gè)方位來觀測影像。傾斜攝影測量技術(shù)具有直觀性、高效性以及真實(shí)性等特點(diǎn)，借助無人機(jī)上搭載的傳感器來采集不同角度的圖像，再通過傳感器來獲取物體完整信息，這一過程也就是數(shù)據(jù)獲取與數(shù)據(jù)處理的過程。在數(shù)據(jù)獲取時(shí)需要配備1臺(tái)垂直攝影機(jī)與4臺(tái)傾斜攝影相機(jī)及GPS接收機(jī)等，利用以上工具可以快速的獲取影像信息、影像位置和狀態(tài)信息等，在此基礎(chǔ)上結(jié)合相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)進(jìn)行集中定位以及定姿設(shè)備信息拍攝，從而對(duì)所獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

2傾斜攝影測量技術(shù)應(yīng)用及展望

2.1無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)分析

無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)要滿足項(xiàng)目需求，需配備穩(wěn)定性高的無人機(jī)，包括長焦距、寬視場角、像素高的傾斜相機(jī)、航空攝影測量技術(shù)方法和數(shù)據(jù)處理軟件等。采用多旋翼無人機(jī)進(jìn)行傾斜攝影測量1）測區(qū)資料收集。主要包括現(xiàn)有地形圖、設(shè)計(jì)線位圖、控制點(diǎn)和測區(qū)附近環(huán)境信息等。2）初步航線設(shè)計(jì)。根據(jù)規(guī)劃紅線和衛(wèi)星影像進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，確定航攝參數(shù)。3）像控點(diǎn)預(yù)先布設(shè)?；谛l(wèi)星圖預(yù)先布設(shè)像片控制點(diǎn)，有利于現(xiàn)場快速布標(biāo)，提高外業(yè)效率。4）現(xiàn)場踏勘?，F(xiàn)場核驗(yàn)確定測區(qū)最高點(diǎn)，作為安全飛行高度的參考依據(jù)。5）像控點(diǎn)實(shí)地布設(shè)與測量。在現(xiàn)場布設(shè)像控標(biāo)志，采集坐標(biāo)數(shù)據(jù)。6）航攝參數(shù)調(diào)整。根據(jù)現(xiàn)場情況，適當(dāng)調(diào)整航攝參數(shù)，以滿足項(xiàng)目需求和避免安全風(fēng)險(xiǎn)。7）飛行作業(yè)實(shí)施。實(shí)時(shí)檢查無人機(jī)各項(xiàng)參數(shù)，一切正常后開始作業(yè)。8）數(shù)據(jù)整理與檢查。對(duì)原始像片數(shù)據(jù)、POS數(shù)據(jù)與像片控制點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并檢查其完整性。9）空中三角測量。解算出原始像片的內(nèi)方位元素（像主點(diǎn)和主距）和外方位元素（位置和姿態(tài)）。10）實(shí)景三維模型構(gòu)建。在空三精度滿足要求的前提下，進(jìn)行實(shí)景三維模型構(gòu)建。11）模型精度檢查?；趯?shí)景三維模型量測檢查點(diǎn)平面坐標(biāo)與高程，進(jìn)行精度評(píng)價(jià)與分析。

2.2應(yīng)用于城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的三維建模

（1）在城市規(guī)劃管理中應(yīng)用實(shí)景三維建模，通過城市規(guī)劃三維輔助審批系統(tǒng)，可提供各類管理數(shù)據(jù)，并可對(duì)城市街道分布情況、民居拆遷進(jìn)行輔助分析。通過合理應(yīng)用規(guī)劃管理可對(duì)各類建筑物或地形情況進(jìn)行全面量測，在城市拆遷輔助分析過程中，通過建筑基本屬性可幫助技術(shù)人員對(duì)計(jì)算拆遷實(shí)際成本。在街道坡面圖中可掌握不同街道建筑物在不同方向中的實(shí)際情況、各建筑物之間的關(guān)系，可為城市規(guī)劃建設(shè)、樓道美化建設(shè)等提供多項(xiàng)參考數(shù)據(jù)。（2）三維建模在城市建筑物合理性審批中應(yīng)用廣泛，也可有效應(yīng)用在現(xiàn)代化城市應(yīng)急指揮工作中，在交通管理、城區(qū)改建、土地資源管理等城市管理工作中具有應(yīng)用價(jià)值。（3）隨著城市化建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人們對(duì)電力資源的需求量在持續(xù)增加，同時(shí)增加了城市電力路線的規(guī)劃與測量難度。無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)電力路線的三維模型進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與建設(shè)，準(zhǔn)確提取與電路相關(guān)的基礎(chǔ)信息。

2.3傾斜攝影測量技術(shù)發(fā)展前景

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，傾斜攝影測量技術(shù)不僅只是為不動(dòng)產(chǎn)測繪行業(yè)帶來了便利，因其操作簡單、成本低等良好的優(yōu)勢(shì)在我國各行業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用與認(rèn)可。作為現(xiàn)下一種全新的技術(shù)，能夠最大程度滿足各類行業(yè)多樣化的需求同時(shí)，也能為使用者獲得更加豐富的數(shù)據(jù)信息，在未來的發(fā)展中，深入的挖掘與研究該項(xiàng)技術(shù)其他方面的功能，在傾斜攝影測量技術(shù)的基礎(chǔ)上積極嘗試更多的新技術(shù)，將其融入傾斜攝影測量技術(shù)中。提升無人機(jī)續(xù)航能力，以此來保證在未來各行業(yè)領(lǐng)域中無人機(jī)設(shè)備使用的穩(wěn)定性。借助無人機(jī)與三維模型來拓展傾斜攝影測量技術(shù)測量范圍以及更多數(shù)據(jù)信息的獲取，改進(jìn)以往測繪工作中存在的不足之處，從而實(shí)現(xiàn)我國傾斜攝影測量技術(shù)今后良好的發(fā)展。

結(jié)語

綜上所述，在城市建設(shè)與發(fā)展過程中，無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)以其自身測量精準(zhǔn)度高、性價(jià)比高等多種優(yōu)勢(shì)，在城市三維建模中得到了充分應(yīng)用，該技術(shù)在其他行業(yè)領(lǐng)域具有較高的應(yīng)用價(jià)值。為了充分發(fā)揮無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在城市三維建模的優(yōu)勢(shì)與作用，相關(guān)單位應(yīng)加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)的重視程度，并將其應(yīng)用到三維建模過程中，提高測量質(zhì)量，推動(dòng)我國城市建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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（作者單位：正元地理信息集團(tuán)股份有限公司濰坊分公司）