广西壮族自治区地理国情监测院 广西南宁 530023
摘 要：在进行智慧城市建设期间，在城市管理、城市旅游管理、城市安全管理的智慧化等方面，实景真三维模型的应用十分广泛并且具有巨大的作用和影响。该项技术以无人机倾斜摄影测量为基础，能够自动为实景建立真三维模型，同时可以确保模型的精准程度和还原程度。
关键词：无人机倾斜摄影；智慧城市；应用
1 无人机倾斜摄影测量技术简述
无人机倾斜摄影测量技术是指由无人机搭载倾斜摄影系统对测区进行摄影测量的技术。摄影机主光轴明显偏离铅垂线或水平方向并按一定倾斜角进行的摄影即为倾斜摄影。在实际应用中，低空飞行无人机通过搭载高分辨率倾斜摄影平台，可获取厘米级高分辨率的垂直和倾斜影像，在精度上完全满足1：500大比例尺测图要求。
传统的航空摄影只能获取测区正射影像图，而倾斜摄影能够同时从前视、后视、左视、右视、垂直5个角度采集影像。无人机倾斜摄影平台采集到的影像和相应的空间属性数据通过相应的处理软件，便可生成实景三维模型，再通过相关数据处理软件就可以生成测区地物的位置、形状、立面、纵横断面等详细信息，生产出各类符合要求的测绘成果。
2 无人机倾斜摄影系统介绍
2.1 飞行平台的性能要求
当前，无人机在测量行业可利用的类型十分之多。依据动力系统可以将无人机分成两个大类，一类是电池动力，另一类是内燃机动力；依据飞行方式又可以分成两类，一类是使用固定翼的无人机，另一类是使用旋翼的无人机。一般而言，电池动力的无人机其成像的质量会比内燃机动力的无人机更加好，同时固定翼无人机的作业效率会比旋翼无人机的作业效率更高，前者的续航时间也会比后者更长，不过旋翼无人机较固定翼无人机飞行更加稳定。用途不同的无人机具有不一样的性能标准。测绘型的无人机往往有着更为严格的性能指标，在载重、稳定性、巡航等方面都会有较一般无人机更高的要求。例如，无人机的最低载重应该达到2千克，实用的升限应该至少超过500米，飞行的海拔高度应该大于等于3000米，抗风能力应该达到4级以上；电池的动力续航时长不应低于25分钟，内燃机动力续航时长应超过1小时；多旋翼无人机的巡航速度应该大于6米/秒，与此同时，固定翼无人机的巡航速度应该不低于10米/秒。
2.2 倾斜相机的性能要求
倾斜摄影系统一般由两个大部件组成，一大部件是多镜头相机，包括有双镜头、三镜头和五镜头；另一大部件是单相机系统，其主要功能是调整拍照的角度与方位。倾斜相机的核心技术目标便是实现不同角度图像的获取，并提升单次作业的区域范围和效用。在使用特定无人机开展航空测量工作的时候，相机的像素不能够小于3500万。虽然倾斜摄影进行一次曝光工作而采集的像素往往是越高越好，但是设备的成本也是我们需要关注的因素。通常而言，单个镜头的像素应该超过2000万，一次曝光采集的像素应该超过1亿。同时相机应具备一定的续航能力，作业的时间应该超过90分钟，甚至在特殊的作业情况之下，特定的相机需要全天续航。除上述之外，相机最好拥有定点曝光的功能，这样才能够真正地实现影像重叠。
3无人机倾斜摄影测量技术的相关步骤
相对于以往的摄影测量技术来看，无人机倾斜摄影测量技术的专业性更强，数据的处理速度较快，并且无人机的摄影角度与范围也比较灵活。
3.1 摄影测量前期准备
在智慧城市建设过程中，需要相关的工作人员先行对所要航拍的城市区域进行初步的踏勘，了解拍摄区域的基本情况，获取计划拍摄时间的气象信息，并且实地对无人机进行相应的测试，通过试飞情况进行相应调整使得无人机在进行拍摄工作时可以达到最佳效果。
3.2 规划航线
当测区的相关数据获取完成后，把收集到的各方面数据进行详细的整理以及归纳，同时按照需要生产的成果质量的相关规范要求及执行航摄任务的无人机的性能标准，初步规划设计航拍的飞行路线及对应的拍摄时间，在无人机的飞行控制软件中设计好相应的无人机航拍路线并设置好相关的参数信息。
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3.3 航拍及数据处理
当无人机进行摄测量任务之前，飞行操作手应该在无人机上装载位于倾斜以及垂直角度的传感器，在无人机拍摄的过程中要及时将所接收到的数据信息进行整理以及归纳，将航拍的飞行路线、拍摄路线、角度以及具体的数据信息等进行详细的整理。在应用无人机摄影技术对城市进行拍摄完成后，技术人员将使用相关的数据处理软件来对航拍过程中所接收到的数据进行相应处理，绘制相应的三维立体模型，并对立体模型按照技术要求进行精细化处理。
3.4 成果检核
当将无人机拍摄的数据生产出三维立体模型之后，技术人员还需要对生产出的模型精度和准确性进行相应的检核，以确保成果能够满足项目的需求。检查方式一般是通过抽取检查点验证的方法，其结果评价的准确性主要取决于检查点的检查结果是否准确，所以在使用无人机进行航拍时对于参数的设置要准确，航拍完成后要整理保存航拍的原始数据，数据处理过程要严谨，抽取的检查点要能反映出数据的整体质量情况，只有通过检核的数据成果提交使用。
4 无人机倾斜摄影测量技术在智慧城市中的应用
在进行智能城市的规划过程之中，无人机倾斜摄影测量技术一般用于规划智慧城市，尤其在城市的管理与编制方面，能够显著地推进城市的迅速发展。
4.1 无人机倾斜摄影测量技术在智慧城市的管理规划
智慧型城市建设是近几年提出的一项眼光长远的发展理念。为了进一步推动智慧型城市的建设进程，科学技术的合理运用、城市环境的科学分析是十分重要的环节。构建智慧型城市的过程之中，应该巧妙的应用多门学科的专业知识，例如城市管理学、经济学、生态学、环境学等等。城市三维模型的建立对于上述学科的综合应用是十分重要的，在获取建模数据方面，无人机倾斜摄影测量技术便具有相当大的优势。
与传统技术相比，无人机倾斜摄影测量技术有着明显的优势。其能够对海量的数据进行有效的收集处理，大幅度提升了模型建立的速度和效果。在建设智能化城市的背景之下，无人机倾斜摄影测量技术能够拓宽城市模型建立的边界，借助无人机倾斜摄影的全面性和范围的广阔性，可以进一步推动智能城市的建设，加快城市信息的更新，提升城市模型的科学精准性。
当前，我国城市建筑具有较为宽广的空间与较为复杂的结构，这种特性提高了技术人员工作时的难度系数。伴随无人机倾斜摄影测量技术的进一步推广与实践，建筑物模型的高效快速建立成为了现实，此外，还能够对工作上的不足进行弥补，对建模有关的信息进行实时的更新和处理。在进行规划的过程之中，工作人员可以借助无人机倾斜摄影测量技术构建并编辑城市的三维模型，从而实现对各种控制指标的管控，进而提升工作的效率。
4.2 无人机倾斜摄影测量技术在智慧城市建设中规划编辑的应用
在开展城市规划工作的过程之中，立体三维模型技术能够有效地应用，并且能够带来关键的效用。为了确保设计部门可以供给更为科学与精准的相关地理信息，GIS技术是十分重要的，同时将GIS技术、数据、摄影三者结合，可以显著地提升摄影信息的获取效率与准确程度，进而提高城市智能化建设与规划工作的效率与速度。借助无人机倾斜摄影技术能够更加高效的得到海量的信息，尽管实际操作之中仍然面临着不小的挑战，但是只要注重无人机倾斜摄影测量相关技术的创新与优化，就可以进一步推动城市智慧化的发展与城市建设的进程。
结 语
综上所述，伴随着信息化技术逐渐被广泛的应用，智慧化城市的建设理念越发被推进与实践。地理空间框架建设是城市智慧化建设的重中之重，无人机倾斜摄影测量是建设地理空间框架的重要技术之一，同时要想大幅度地实现建设效果的强化，应对应用项目的设计多加揣摩，结合倾斜摄影测量、地理信息系统、互联网+等多方面技术与方法，建立与之对应的地理信息服务体系，从而保证数字化的城市地理信息公共平台能够为人民服务，提升百姓的生活质量与办事效率。
参考文献
[1]李杰,马强.无人机低空倾斜摄影测量技术在玛纳斯智慧城市建设中的应用[J].岩土工程技术,2018,32(04):173-176+211.
[2]王永兴,刘明岐.无人机倾斜摄影测量在三维建模中的应用研究[J].世界有色金属,2018(09):30-31.
论文作者:刘显豪
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/8/27
标签：无人机论文; 测量论文; 城市论文; 技术论文; 模型论文; 数据论文; 智慧论文; 《城镇建设》2019年第12期论文;