摘要：无人机倾斜摄影测量技术关系着城市三维建模的质量与水平，本文主要对无人机倾斜摄影测量在城市三维建模技术特点以及应用展开研究。
引言
近年来，我国科学技术的应用范围逐渐扩大，为我国智能化的发展做出了较大贡献。作为促进我国地理信息测量智能化的重要技术，无人机倾斜摄影测量技术在城市三维建模方面的应用不仅可以提升地物反映的真实程度，而且对我国三维城市模型的智能化建设也具有重要影响。
一、无人机倾斜摄影测量概述
1.新型倾斜摄影测量技术与传统摄影测量技术的区别
倾斜摄影测量指的是对被测区域内的五个方向上即垂直、前视、后视、左视、右视摄站点进行影像的研究，生成三维实景模型，通过模型对该地区的平面位置、大小、特性、形状、侧面、立面、纵断面和横断面以及地形的起伏进行场景模拟的高科技技术。传统的摄影测量技术是对该区域内被测量物体的平面位置、大小、形状和性质通过各个摄站点的中心投影影像生成的正射影像进行研究。一般情况下传统的摄影测量主要应用于各种比例尺地形图测量和生产正射影像，新型的倾斜摄影测量技术除了应用于各种比例尺地形图测量和生产正射影像外，还可以建立三维实景模型，对被测地形的侧立面和纵横断面进行测量，对被测地形可以进行360 度无死角的研究，实现三维场景模拟，对摄影测量的应用起到了促进作用。
2.无人机倾斜摄影测量技术与载人机倾斜摄影测量技术的比较
无人机倾斜摄影测量技术指的是平台上搭载无人飞行器进行倾斜摄影测量的技术手段。无人机倾斜摄影测量技术的优点在于有很强的时效性，周期短，方便操作，航拍摄影受到外界因素的影响较小，在合理的时间范围内，选择天气比较好视线清楚的时间点进行航拍摄影测量工作，航拍摄影成本较低，维修方便快捷。缺点是能够在空中飞行的时间较短，航拍摄影的范围比较小，无人机倾斜摄影测量技术主要适用于测量区域较小的项目中。
载人机倾斜摄影测量技术是指平台上搭载人飞行器进行倾斜摄影测量技术的手段，缺点在于载人飞行器一般体积较大，需要提前进行航拍摄影航线的申请。因为飞行高度和飞行航线都要受到航空的严格管制，所以申请程序相当复杂，周期较长，航拍摄影成本较高，但是载人机倾斜摄影测量技术能够在空中停留较长的时间，航拍摄影的范围比较广，航拍摄影过程中比较稳定，一般在大型的航拍摄影中应用的比较多。
目前各个行业中都使用到无人机倾斜摄影测量技术和载人机倾斜测量技术，两者之间各有自己的优点和缺点，相互补充，发挥着自己的巨大作用。
二、无人机倾斜摄影测量技术特点
倾斜摄影测量具有以下特点：
（1）能够真实反映周围物体的真实情况。与正射影像相比，倾斜摄影让人从多个角度去观察事物，能够更加真实地反映出事物的实际情况，从而弥补了正射影像的局限性。
（2）倾斜摄影测量技术能够实现单张摄影量测。通过倾斜摄影测量技术和配套的软件，能够对摄影影像的高度、长度、面积、角度和坡度等进行量测。
（3）可以采集建筑物侧面信息。在三维数字城市应用中，利用倾斜摄影技术大规模成图的特点，从倾斜摄影批量提取相关纹理信息，降低了城市三维建模的成本。将倾斜摄影测量技术应用在城市规划、城市管理、军事活动等领域，具有其他数据无法取代的价值。倾斜摄影测量能够让指挥者和决策者看到比正射影像更多的影像资料，比如倾斜影像测量能够看到房屋一些侧面的安全出口，倾斜影像任意两点之间都可以通过软件进行精确的计算，在城市反恐活动中，能够计算通视距离、制高点等；在解救人质等紧急行动中，能更好地辅助决策。
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三、倾斜摄影测量的关键技术
1.多视影像联合平差
多视影像包括垂直影像数据和倾斜影像数据。传统的空中三角测量系统不能很好的进行倾斜摄影数据的处理工作，所以多视影像的应用很好的对影像间的几何变化和遮挡关系进行分析和考虑。结合 POS 系统下的多视影像测量技术是由粗到细采用金字塔匹配策略，匹配最好的同名点。再者为了保证平差结果的准确度，建立连接点和连接线、控制点坐标等对多视影像自检校正区域的误差方程。
2.多视影像密集匹配
摄影测量技术的基本问题之一就是影像的匹配，多视影像有着覆盖面积大，分辨率较高的优点，所以多视影像匹配的关键环节就是在匹配的过程中要对多余的信息进行考虑。多视影像上的同名坐标点要及时的准确地获得，才能最终对地物的三维信息准确获得。建模需要的同名点一般难以由一种匹配基元和匹配策略完成，所以最近人们的研究目的放在了计算机视觉发展的多基元和多视影像匹配上。目前已经取得了一定程度的进步，应用在建筑物的侧面自动识别和提取，建筑物的边缘信息、墙面边缘信息和纹理信息的提取。通过多视影像获得大量二维数据，二维数据在不同的视角中可以转变为三维数据，扫描和分割建筑物的每个墙面，达到获取建筑物侧面结构的目的，最终提取建筑物的高度和整体轮廓。
3.数字表面模型生成和真正射影像纠正
多视影像密集技术已经成为新一代的空间数据基础的重要技术，能够对地形地貌的起伏特征通过高精度分辨率的数字表面模型表达出来。在多角度倾斜影像测量中会存在着尺度的差异，遮挡和阴影等问题，想要解决以上这些问题就要利用自动空三计算出来的影像外方位元素，将匹配单元进行分析和选择，引入算法进行计算，从而对计算效率进行提升。高密度的数据在获取后要经过滤波进行处理工作，才能融合各种不同的匹配单元，形成统一数据。多视影像技术包含大量的多角度影像，有数据密集和计算密集两大典型的特点。
通过对地形和离散地形的轮廓、面片拟合、屋顶重建等几何特征进行信息提取，语义信息通过影像分割、边缘提取和纹理聚类等方法进行提取，从而建立全局优化的采用策略，最后进行整体均光处理。
四、无人机倾斜摄影测量技术的应用
1.基于 CAD 的建模和数字航空摄影测量技术建模CAD 建模方式主要是在 CAD 软件的辅助下实现建模。在CAD 中，可直接创建和编辑测量区域内的基本几何形状，充分体现相关物体特征，实现正确的测区规划，防止信息错误而导致的后续问题。在 CAD 软件辅助下，基于其中的数据能直接建立测量区域的三维模型，生成实体模型，可以获得较好的应用效果。但应用这种方式时，不仅建模需要十分庞大的数据支持，而且在数据处理方面也存在一定的不足，因此需要投入更多的人力和物力来保障建模效果。
2.基于倾斜摄影测量技术的 3D 建模
在国内，该技术已经有了较长时间的发展，随着不断发展技术也越来越成熟，这也改变了航摄影像自动翻译系统的研究方向，从最初的单片阴影逐步发展为如今的多片立体方面。可从不同的角度来实施拍摄，极大的弥补了正射影像的不足；可实现高精度角度、长度和高度测量，还能实现单张量测，这方面也实现了以往技术的突破；在不同环境的应用过程中，有着很强的适应性，能实现与其他技术的高效结合，有着较好的灵活性、较低的应用成本和较大的覆盖范围，有利于实现侧面纹理的拍摄。
结语
无人机倾斜摄影测量通过先进的定位技术，让用户获得了更真实、准确的测量数据，大大提高了地理信息测绘的效率，降低了城市三维建模的成本，将其应用在城市规划和建设中，提高了城市规划的科学性和合理性。
参考文献：
[1]无人机倾斜摄影技术的应用[J].徐生望. 世界有色金属.2017
[2]多视角影像自动化实景三维建模的生产与应用[J].黄健，王继. 测绘通报.2016
论文作者:张宝玉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：测量论文; 技术论文; 影像论文; 无人机论文; 建模论文; 射影论文; 数据论文; 《基层建设》2019年第7期论文;