唐熒

摘 要： 近年來，隨著科學技術水平的提升，傾斜攝影技術在工程測量中的應用越來越常見，能有效獲取建設區(qū)域的自然特征，保障測量數(shù)據(jù)的真實性、完整性和精確性，為工程建設提供可靠依據(jù)。明確技術應用要點，切實發(fā)揮技術優(yōu)勢，通過介紹傾斜攝影技術的基本原理與特點，探索傾斜攝影技術在建筑工程測量中的應用措施。

關鍵詞： 傾斜航空攝影;數(shù)字城市;應用

【中圖分類號】TU198 【文獻標識碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.28.053

1 引言

傳統(tǒng)的攝影測量一般都是從垂直角度單一拍攝，傾斜攝影測量通過從同一個平臺上搭載多種傳感器，同時從垂直和四個傾斜方向拍攝，同時獲取前后左右和下視五個方向的影像圖，通過后處理操作，將地面物體帶入人眼真實的三維直觀世界。航空傾斜攝影的應用極大地拓展了攝影測量的應用領域，傾斜攝影不僅能夠真實的反應地物地貌現(xiàn)狀，而且還具有精度高、信息豐富、直觀逼真、獲取便捷等特點。同時，在引入傾斜攝影測量后，城市三維建模的工作效率大幅度提高，且成本得到了大幅度降低。

2 傾斜攝影技術的基本原理與特點

在傳統(tǒng)攝影的基礎上，興起了傾斜攝影技術，能消除垂直方向獲取影像時存在的弊端，尤其是與無人機的有效融合，可促進工作效率的提升，增強測量工作的靈活性。在無人機傾斜攝影系統(tǒng)的幫助下，能快速獲取地面物體的相關參數(shù)，具有低成本、高效化的特征。對影像采用相應的計算機軟件進行處理，包括區(qū)域網(wǎng)絡平差、匹配、DSM生成和三維建模等多個環(huán)節(jié)。建筑物的立體結(jié)構(gòu)能在多個角度進行測量分析，明確地面建筑物屬性與位置，保障空間數(shù)據(jù)獲取的準確性與自動化，以完善的測繪產(chǎn)品為工程建設提供依據(jù)。多個傳感器應用于無人機中，測量區(qū)域可以從不同的角度進行拍攝，保障影像信息具有較高的分辨率，通過三維數(shù)字模型的生成，為建筑工程測量工作提供依據(jù)。運用傾斜攝影技術，能從垂直、左視、右視、前視、后視5個方向獲取影像，實現(xiàn)對地面建筑物形狀、位置和地形縱橫斷面的全面分析，可以自主選擇地形圖比例尺，為地物的模擬分析奠定了基礎。在三維模型的構(gòu)建中，無需較多的人力與資金投入，因此具有成本低廉的特點，其靈活的應用方式也大幅提升了測量工作效率。

3 數(shù)字航空攝影測量數(shù)據(jù)處理技術

3.1 采集紋理信息

大數(shù)據(jù)時代下，基于信息技術的行業(yè)在生產(chǎn)過程中，會生成海量的信息數(shù)據(jù)。在航空攝影測量技術的應用中同樣如此，需要對大量的數(shù)據(jù)信息進行采集、處理。目前常用的數(shù)據(jù)采集方法有兩種，一種借助計算機軟件來完成，由mapmatrix軟件和virtuzo軟件協(xié)調(diào)配合，利用兩種軟件生產(chǎn)的圖像，來構(gòu)建三維模型。對測繪信息進行全面的采集，并實現(xiàn)有價值信息的編輯和存儲。另一種方法則是依靠航測內(nèi)部編輯人員完成的，其將目標信息存入JX4方法，對數(shù)據(jù)編輯結(jié)束后，再將最終的結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫中。在圖像的制作階段，常用到的工具仍然是photomod軟件，該軟件的優(yōu)勢就在于，能夠?qū)Χ喾N類型的數(shù)據(jù)信息進行采集以及統(tǒng)計。此外，無人機在正式工作前，要制定充分科學的飛行方案，確保能夠完成拍攝任務。首先，要像有關部門遞交飛行申請，提前做好空域準備，以避免不必要的麻煩。其次，還要明確無人機的各項參數(shù)，例如其飛行高度、間隔距離以及導航范圍等。只有確保無人機各項參數(shù)設置合理，才能為無人機的正常工作打下良好的基礎。而且photomod軟件的應用，實際上需要飛行方向等信息的支持，只有在掌握飛行方向的前提下，才能進行地形數(shù)據(jù)的采集和編輯。

3.2 高度測量

在測量建筑的穹頂高度時存在較多困難，在此過程中采用了全站儀對邊測量方法、電磁波測距三角高程測量方法和無人機傾斜攝影技術。運用電磁波測距三角高程測量的次數(shù)為2次，較差應控制在100mm以內(nèi)，觀測成果選擇兩次平均值，促進測量精度的提升。應用全站儀對邊測量方法時，能夠保障良好的觀測角度，同時保障測量的精度。以空間后方交會模型為基礎，實施無人機傾斜攝影技術，校驗相機時運用試驗場檢驗法，通過航空攝影的方式獲取影像，在空三加密后生成DEM、DOM、點云數(shù)據(jù)和實景三維模型。

3.3 空中三角測量

空中三角測量（aerotriangulation，AT）過程將相機參數(shù)、影像數(shù)據(jù)、POS數(shù)據(jù)進行多視角影像特征點密集匹配，建立在空間尺度可以適度自由變形的立體模型，完成相對定向;將外業(yè)測定的像片控制點成果，在內(nèi)業(yè)環(huán)境中進行轉(zhuǎn)刺，利用這些點對已有區(qū)域網(wǎng)模型進行約束平差解算，將區(qū)域網(wǎng)納入到精確的大地坐標系統(tǒng)中，完成絕對定向。本文通過Context Capture對導入的傾斜攝影測量影像進行計算，提取大量的特征點，并對特征點進行多視角影像同名點匹配，進而計算出每張原始像片的姿態(tài)和空間位置信息，最終確定出各像片間的關系。空三解算完成后，可在Context Capture中查看整個航帶的布設情況，解算出空三點的位置密度、每張像片的相對位置、像片所覆蓋的范圍方位角等信息。普通攝影測量更多地獲取建筑物頂部的紋理信息，而傾斜攝影測量則盡可能多地獲取側(cè)面紋理信息。同一地物會出現(xiàn)在不同的影像上，選擇最佳紋理非常重要，可以有效減少影像紋理過度變形。通過計算三維不規(guī)則三角網(wǎng)（triangulated irregular network，TIN）模型的三角形面與影像對應的區(qū)域間幾何關系，尋找最佳紋理進行投射，實現(xiàn)紋理貼附。

4 結(jié)束語

文中主要探討無人機傾斜攝影如何在城市進行三維快速建模，基于在前視、后視、左視、右視和下視五鏡頭傳感器中，對地物共拍攝的五組等效面積的影像圖，經(jīng)過模型制作、空中三角測量等操作精確生成影像點云和三維TIN模型。經(jīng)模型分析，驗證了無人機傾斜攝影快速建立三維城市模型的可行性，但由于無人機本身的缺陷，體積小，重量輕，會導致在飛行過程中的穩(wěn)定性較差，這也是后續(xù)需要解決的問題。

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