倾斜摄影测量在城市规划中的应用探讨

于成志

摘 要： 倾斜影像数据作为智慧城市的空间载体，以其高度创新的数据展示方式带动整个智慧城市时空信息服务平台数据更新换代，以高精真的数据为城市建设与管理决策者提供有效的决策依据。当前，伴随着科学技术的发展，社会产业结构的优化升级，各行业对于地球地籍信息的需求越来越高，倾斜摄影测量技术是基于遥感、空间信息技术下的新的测绘技术，能够满足现阶段社会发展中所需要的高精度、高效率的地籍信息，还可以展开地籍档案，实现地籍信息的综合化、信息化管理。本文主要对倾斜摄影测量在城市规划中的应用进行探讨。

关键词： 倾斜摄影测量;城市规划;应用

【中图分类号】P2     【文献标识码】B     【文章编号】1674-3733（2020）23-0047-01

引言：倾斜测量不仅能够获得多个角度的地物测量数据，采集待测目标的侧面纹理信息，而且其数据处理的自动化水平也得到了明顯提高，通过相关软件系统应用，TIN网格以及三维点云可以自动生成，从而为三维模型的构建提供地物的整体层次以及细部数据，使三维建模的真实度以及客观性得到了全面提高。目前，在测量实践中主要是以无人机作为倾斜摄影测量平台，并通过多个摄影测量设备的搭载来实现倾斜摄影。

1 无人机倾斜摄影测量

倾斜摄影测量通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像，获取地面物体更为完整准确的信息。垂直地面角度拍摄获取的影像称为正片，镜头朝向与地面成一定夹角拍摄获取的影像称为斜片。拍摄相片时，同时记录航高、航速、航向和旁向重叠、坐标等参数，然后对倾斜影像进行分析和整理。在一个时段，飞机连续拍摄几组影像重叠的照片，同一地物最多能够在3张相片上被找到，这样内业人员可以比较轻松地进行建筑物结构分析，并且能选择最为清晰的一张照片进行纹理制作，提供更加真实直观的实景信息。影像数据不仅能够真实地反映地物情况，而且可通过先进的定位技术，嵌入地理信息、影像信息，获得更高的用户体验，极大地拓展遥感影像的应用范围。

2 无人机倾斜摄影测量的技术流程分析

首先是航摄准备。首先应根据测绘需求，布设像片控制点，一般情况下会设置2条航线，设置12条平高点布设基线，在各条航线上设置高程控制点，布设5条基线。布设玩像控点后，逐一检查无人机及所携带的设备是否正常运作，检查遥测信号是否正常，数据链路是否通畅，审核航线规划是否合理，一切正常，即可启动无人机，遥控无人机按照设计航线飞行，经飞行时等距或等时摄影。其次是内业数据处理。随着无人机遥感技术体系的成熟，市面上出现了很多的内业数据处理系统，技术相对成熟的有数字测量工作站Inpho，DPW、Jx-4CDPS、适普VirtuoZo，测绘工作人员可根据工作需求选择合适的处理系统。在制作DOM的过程中，应该采集相关航摄资料，进行空三加密，应用地面布设的控制或POS数据，获取外方位元素和DTM数据，应用OrthoVista模块、SeamEditor等，纠正单片，镶嵌拼接影像，进行匀光匀色处理，适当裁剪图幅范围，最终生成数字正射影像图。最后是建筑规划图编辑。建筑规划竣工测绘工作完成后，需制作建筑规划图，确保图纸信息的真实性和准确性，从而保障工程建设的准确性。在工作工程中，应该及时掌握竣工信息，将生成的DOM数据导入建筑工程GIS影像库中，并在竣工建筑中添加Super-MapDeskPro，实现矢量化转换，将工程摄影测量信息及时录入影像库中，确保信息的时效性。

3 倾斜摄影测量在城市规划中的应用

3.1 空中三角测量采用从POS系统中提取的外方位元素，参照金字塔匹配由粗到精的原则，并采取多视角联合平差和自由网光束法平差的方法，将各级影像上的同名点进行自动匹配来完成空中三角测量。

3.2 成果输出与应用

最后输出S3C及OSGB格式的三维模型成果，成果分辨率优于5cm。在城市更新改造项目中，基于无人机倾斜摄影测量技术完成的三维模型可从多个角度直观反映地面建筑的情况，通过相关软件能实时量算出地物的位置和高度信息，为依法、依规处置违建提供强有力的证据。同时三维模型成果还可以高精度地还原真实的建筑原貌，可根据需要进行不同角度的浏览和面积的量算，可协助快速推进，并方便政府职能部门对不同时期的历史数据进行统计和分析，对于固化证据、还原旧村样貌、展示改造后的城市新貌提供了技术支持。

3.3 通过倾斜摄影测量获得三维建模数据

在应用倾斜摄影测量技术获取三维建模数据时，目前主要通过在无人机平台上搭载相关传感设备的方式来进行拍摄测量，因此主要设计无人机、飞控系统以及控制测量等部分。测量人员应首先进行无人机航线、飞行高度等相关飞行参数的设定，同时要进行控制网以及像控点的布设，为倾斜摄影测量奠定良好的基础。同时测量人员应现场勘察待测区域的地形地貌特点，以提高像控点位置选择以及布设数量的合理性，以确保测量数据的精度能够达到三维建模的要求。在设计无人机航线时，应确保影像拍摄的分辨率、航线机旁向重叠度均符合测量规范要求。统筹航向的重叠度应控制在66%左右，而旁向重叠度应控制在30%左右。而在三维模型的自动构建中对航向以及旁向重叠度有更高的要求。测量人员在确定基站位置时应选择精度较高的已知点位。基站开机时间应为规定的无人机起飞时间，并应根据规定的降落时间来确定关机时间。无人机在进行倾斜摄影测量时应对基站的具体开关机时间进行准确的记录，并对像控点以及航线高程进行测量拍摄。当无人机完成倾斜摄影测量后，应及时将基站数据以及无人机所获取的数据信息下载存储。无人机在采集倾斜摄影测量数据时，天气条件以及摄像设备的镜头畸变等因素会造成影像数据存在一定的误差，因此需要采用计算机视觉、数字摄影测量以及多视影像平差等方式来对数据信息进行预处理。预处理主要是通过Smart3D等相关软件系统自动完成，因此即使在没有控制点存在时也能够完成多视角以及多视图的三维模型构建任务。而且计算机软件还能精确测量三维模型的长宽高、体积以及面积等相关参数，从而使三维模型能够真实准确地反映被测目标的实际情况。

结语：总之，相较于传统测绘模式，无人机倾斜摄影测量技术具有高效快捷、机动性强、时效性优、高精度、高清晰等优势，为城市更新改造中的基础数据调查提供了全新的方式。

参考文献

[1] 王天应.城市更新改造基础数据调查模式研究及实践[J].工程勘察，2018，46（6）：55-58.

[2] 广州市人民政府法制办公室，广州市城市更新局.广州市城市更新政策释义[M].北京：中国建筑工业出版社，2016.