摘要：近几年，倾斜摄影技术发展为国际测绘领域中一项新技术，相比于传统航空摄影获得的垂直拍摄影像。它可以从多个角度获得地物影像，以及常规摄影无法得到的地物立面的纹理信息和几何信息。随着近些年来倾斜摄影技术的不断成熟与发展，当前其在数字城市构建中的价值也得到了呈现。立足于倾斜摄影技术的特征，文章首先介绍了倾斜摄影工作原理与技术优势，其次对倾斜摄影技术在数字城市中的应用情况进行了解析，并在最后对倾斜摄影技术的发展趋势进行了展望。
关键词：倾斜摄影技术；测绘技术；数字城市
1.引言
倾斜航空摄影技术兴起于20世纪20年代的，最初多应用于军事领域，后来随着计算机的发展以及20世纪90年代末GPS和惯性导航组合技术的出现，使得倾斜摄影技术的发展有了新的契机。安装在航空摄影相机上的GPS和惯性设备，能够在拍摄时刻获取倾斜影像在空中的位置与姿态参数，使得后续影像的排列与计算以及自动化处理成为可能。倾斜航摄技术是航空摄影技术发展的新方向，区别于以往传统的航空摄影，它不但可以获取地面景物的垂直影像，而且可以同步获取地面景物的侧视影像，为地面景物的多方向浏览和城市三维建模提供了可靠有效的数据源。
2.倾斜航空摄影工作原理与技术优势
2.1 倾斜航空摄影测量原理。该技术在原有统一飞行平台的基础上，搭载了超过5个不同的角度传感器，分别从垂直角度、左视角度、右视角度以及前后等多个角度进行数据信息的采集，并以此来制作出相应的4D影像，包括有DEM、DOM、DLG以及DRG等等。在不同的视角当中，倾斜角度也具有一定的差异，分别分布于15°~45°之间。另外，由于可以获取地面物的侧面文理信息，所以也可以作为一种高精度的测绘装备。
2.2 倾斜航空摄影技术的优势特点。
2.2.1 高分辨率。倾斜摄影平台多采用低空飞行器，由于飞行高度角度且垂直倾斜拍摄，所以最终获取的画面分辨率相较于常规拍摄技术更高。
2.2.2 地物纹理信息丰富.地物纹理信息的丰富性是确保摄像效果的重要因素。通过多个不同角度采集数据信息，能够有效弥补真实信息并做好顶面纹理的设计与补充，所以地物纹理信息的丰富性也是该技术的优势之一。
2.2.3 自动生成三维模型。垂直与倾斜影像自动化联合是倾斜摄影测量技术的另外一个技术特征。通过该技术，可以在拍摄完成后立即进行模型的构建与融合，通过全自动化的纹理映射技术来完成三维模型的构建，有效降低了成本并缩短了构建时间。
2.2.4 逼真的三维空间场景。该技术在构建真实三维空间场景方面也具有不错的优势，主要体现在突出的屋顶与外墙以及地貌精细特征等方面。
3.倾斜航空摄影测量技术在数字城市建模中的应用
3.1 IMAGIS 城市三维建模过程
3.1.1提取数据。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆假如按照比例尺为 1：2000 的地图比例尺，提取城市景观底面高程、高度、底面边界特征以及平信息等相关数据的话，可以利用计算机系统先进行信息数据的采集和保存，然后再将其转化为 DXF 文件，以便于后期使用的方面。
3.1.2景观模型的建立。工作人员以实际采集的数据信息为基础，通过对现有城市土建信息、城市规划图等相关信息进行匹配，然后再利用程序进行景观数据的拓扑处理，并保存满足匹配要求的数据信息，最后再利用 MIF 格式将相关数据保存下来，为后期的分析和应用做好充分的准备。
3.1.3地形模型的建立。利用正射影测量获得的底面信息完成三维地形模型的构建，在模型构建的过程中，必须将要匹配的相关影响资料作为底面文理叠加与映射 DOM 中才能确保三维地形模型构建的精确性符合要求。
3.2 采集纹理和粘贴纹理信息
3.2.1纹理采集方式。主要是先利用数码相机进行现场拍摄，然后在从数字地形图或者城市规划设计图中获得相应的平面坐标信息，最后才能应用于城市三维模型的构建中。
3.2.2粘贴纹理信息。在建立三维数字模型的过程中，必须将相关文理信息数据通过粘贴的方式，粘贴至建筑物的顶面或者墙壁上，最后再通过 PS 软件进行拼接与剪辑，以确保其满足城市三维数字模型建立的要求。
3.3采集和处理三维建筑顶面纹理信息。获取三维建筑物的纹理。首先，三维建筑物文理的采集。在进行三维建筑文理数据信息的采集前，工作人员必须严格的按照操作顺序对采集区域的建筑物进行标注，然后根据标注顺序完成采集工作，将这一标注信息作为航天人拍摄的序号，对于后期的查询与照片信息数据库的建设有着极为重要的意义。
3.4 DOM 制作
3.4.1数字微分的纠正。在深入分析照片分辨率、内外方位元素、DEM 等相关数据后，利用影像重采样和微分纠正的方法对照片中存在的问题进行纠正，最后再通过 DOM 生成并输出。
3.4.2模型影像中色调和色彩的调整。在进行地物信息镶嵌之前，工作人员必须先进行三维数字模型中各个相邻照片色调和色差的调整，确保模型整体的色差和色调始终保持一致，最后才能进行地物信息的镶嵌。
3.5镶嵌
在照片镶嵌过程中，如果图片的分辨率存在差异的话，应该选择分辨率最高的图片，这样才能促进模型分辨率的有效提升。在图片镶嵌结束后，工作人员应认真的进行 DOM 的检查，确认 DOM 是否存在模糊或者遗漏的地方，如果发现问题应该及时的进行修补，才能确保三维数字模型的精确性。
3.6 建三维模型
在三维模型建立之前，工作人员必须对所有影像资料进行统一和校正，然后根据实际要求选择和确定最终的方位信息。最后再利用垂直摄影、倾斜摄影、空间测量技术等进行数据信息的匹配，才能生成真实度符合要求的 DSM 数据，为后续三维城市数字模型的建立做好充分的准备。
4.结束语
倾斜摄影技术的采集效率高、信息量丰富，将会在测绘工作中发挥极大作用。航空倾斜影像不仅能够采集地物的彩色影像，而且还可以嵌入精确的位置信息，用户体验更加丰富，极大地扩展了遥感影像的应用领域。同时，倾斜摄影技术应用于三维城市建设的投入成本大大降低，由于倾斜影像为用户提供了更丰富的地理信息，更友好的用户体验以及其低廉的成本，该技术将越来越多的应用于应急指挥、国土安全、消防、虚拟导航、城市管理与城市规划、房产税收、建筑工程施工、网络旅游、三维电影产业等行业。
参考文献
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[3] 阚晓云，孙景振.LiDAR及倾斜摄影技术在数字实景城市模型中的应用[J].测绘地理信息，2014，39（3）：43-46
论文作者:祝振淼
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年8期
论文发表时间:2019/8/2
标签：信息论文; 模型论文; 纹理论文; 地物论文; 影像论文; 数据论文; 城市论文; 《建筑学研究前沿》2019年8期论文;