倾斜摄影技术在高精度实景地形建模中的应用

■周达 黄有 袁松

（中冶集团武汉勘察研究院有限公司湖北武汉430080）

倾斜摄影技术在高精度实景地形建模中的应用

■周达 黄有 袁松

（中冶集团武汉勘察研究院有限公司湖北武汉430080）

随着我国经济建设的不断发展，城市各项建设工程对城市三维地形的成果精度要求越来越高。倾斜摄影测量技术，作为国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术，能够快速准确的获取地面物体更为完整准确的三维信息，提高了城市三维建模的效率，同时也促进了对基础城建上的技术供应。本文从倾斜摄影技术的测量原理、技术特点和实际工程应用效果等方面，对该技术的优势性和广泛性进行了分析论证，为倾斜摄影技术在我国更大范围的推广提供了理论依据和技术支持。

城市三维 倾斜摄影技术 分析论证

随着我国经济建设的不断发展，城市各项建设工程对城市三维地形的成果精度要求越来越高。倾斜摄影测量技术，作为国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术，能够快速准确的获取地面物体准确的三维信息，提高了城市三维建模的效率，同时也促进了对基础城建上的技术供应[1-2]。通过城建信息的数字化管理，从基础数据上实现对基本空间三维地理信息的有效创建[3-4]。下面针对在三维成像技术中的倾斜摄影技术的应用进行简要讨论。

1 倾斜摄影测量技术简介

倾斜摄影测量技术是近年来国际测绘领域兴起的一门技术。在传统航空摄影技术的基础上，通过飞行平台搭载多台航摄仪器和相应的优化空间算法完成了对倾斜影像与正射影像的融合，弥补了传统航空摄影技术只有正摄影像的不足；通过整合POS/DSM以及矢量数据，完成了整体的基于影像的三维测量；通过优化算法构建tin模型和纹理映射，为城市管理者提供真实的结构影像模型。

在进行实景拍摄的过程中，需要结合航飞的高度、姿态以及相机的曝光率进行综合分析，确保每一个角度所拍摄的照片都能达到预期效果。最后通过对实景的三维建模纹理数据建设，完成对全面地理信息的成型分析和对不同模区内的角度观察，实现空间三维环境信息的数据化处理[5]。

在运行三维建模技术过程中，需要分析如下基础条件和数据：

（1）需要分析其技术运行的实际路线，并结合倾斜影像的规格，对倾角的显示规划管理，实现对倾斜摄像机信息的适时修正调整；

（2）需结合倾斜影像确定倾角，保证航摄像机信息在实时调整过程中，能够满足其信息的精确性。

（3）需考虑主要集中在位置、角度、搭载平台、区域分辨率、倾斜拍摄的地面遮挡物等多方面因素的影响。

对于基本摄影技术的测量映射方式数据的建模流程主要以如下图中所规定的方式来确定。

图1 倾斜摄影测量处理的三维建模技术流程

2 技术特点

倾斜摄影技术的特点主要包括了以下几点。

第一，从周边环境的真实性出发，确保了建模整体信息的完整。倾斜摄影技术的最大特点就是其三维建模信息，是从多个角度观察得出的实物比例，补正了正射影像的不足，从最基本的信息理论上实现了对周边环境的信息总结。

第二，倾斜影响的单张影像测量可为建模提供更为标准的高程等信息。在高程的测量中，通过三维模型上确定的成像实影关系，规定了坐标、距离、面积等多个方面的测量效果。实现对基本信息的全面信息精准化检测，因此其性能能够更好的满足基本的要求。

第三，精度拍摄可精确到建筑侧面的纹理，这表明在实施数字化城市的三维需求建设中，通过航空摄影方法，就能够更加精确的采集到更多的数据，从而实现对实体数据纹理形式上的全面控制，

第四，对于数据量的采集，其便携式的采集途径，能够适应于全网络的分布探测，从而将信息结果传输到PC客户端上，通过手机即可进行共享分析，从而极大满足了现代建筑设备的应用管理。

第五，在空中的测量上可以通过三角测量从而自动生成三维模型。在实际的使用过程中，极大的提高了建模的效率，将传统的建模人员从巨大的工作量中解脱出来。

3 倾斜摄影测量技术的实际应用

以某地区的三维模型作为本次的实例进行数据分析。项目测区为城市市区，目标是为智慧城市的建设提供基础的模型数据。通过倾斜摄影技术，获取了该地区的高精度三维模型，平面精度小于0.5m，高程精度小于0.5m，满足了智慧城市建模的基本精度要求。

同时也通过这一项目发现了倾斜摄影技术的不足：生成的三维模型为一个整体模型，不是独立的个体。例如房屋之间无法隔断、道路之间无法划分，这使得后期模型处理时也必须进行人为干预，将模型按照不同需求进行划分。另外由于城区地面绿化等问题，低处的遮挡就会比较严重，在特定情况下还需要外业人员在现场进行数据的补测，以满足地面部分的精度要求。

4 总结

从现代实景三维建模的基本技术来看，实景三维模型的建设拓展形式，真实的反映了地物环境建模的自动化发展过程。倾斜摄影测量技术，作为测绘遥感领域的一项高新技术，能够高精度、高效率得获取地物模型，极大推进了智慧化城市的进程。但同时我们也应该看到，现有的技术任然有很多不足之处，数据的人为干预工作量依然很大，我们任然要加快倾斜摄影测量技术的全面建设与发展，为我国的城市数字化建设提供技术支持。

[1]王丙涛,王继.基于倾斜摄影技术的三维建模生产与质量分析 [J].城市勘测,2015, (5):80-82,85.

[2]陈卫.基于TLS技术的危岩体变形监测方法研究 [D].长安大学,2014.

[3]王伟,黄雯雯,镇姣等.Pictometry倾斜摄影技术及其在3维城市建模中的应用 [J].测绘与空间地理信息,2011,34(3):181-183.

[4]孙宏伟.基于倾斜摄影测量技术的三维数字城市建模 [J].现代测绘,2014,37(1): 18-21.

[5]王庆栋,艾海滨,张力等.利用倾斜摄影和3ds Max技术快速实现城市建模 [J].测绘科学,2014,39(6):74-78.

P2[文献码]B

1000-405X（2016）-5-365-1