倾斜摄影测量技术在实景三维模型构建中的应用研究

刘源风

摘  要：在科技的带动下，倾斜摄影测量普及率提高，技术得到优质推广。总结经验可知，倾斜摄影测量是重要支撑技术，凭借其构建实景模型可行性较高，不仅周期短、精度高，而且模型搭建成本低，对测绘生产和全面化的空间信息服务是一种良好推动。城市3D 实景模型中，想要得到精确的结果，需落实好各个部分控制，为城市优化管理夯实基础。本文将围绕倾斜摄影测量技术，重点探讨构建三维模型的方法，以便提供借鉴和参考。

关键词：模型构建;实景三维模型;应用技术;倾斜摄影测量

引言：在经济良好态势中，智慧城市概念提出，新时期人们比较看重高精度的城市空间规划，希望借助三维空间信息数据的收集来辅助城市管理及建设。所以在“智慧城市”策划中，城市实景三维模型不容忽视，是最基础的保障。但在三维模型建设中，传统的航空摄影测量弊端较大，技术精确度不高，只能单纯得到地物顶部特征，而无法掌握其全貌，纹理信息获取有限。在这样的背景下，需借助倾斜摄影测量技术提高模型搭建质量，为智慧城市建设夯实基础。

1倾斜摄影测量概述

1.1 倾斜摄影测量技术

倾斜摄影技术是多种技术集成，属于新树立起来的行业标准（国际测绘领域），作为一项高新技术，该技术应用价值高，渗透面比较广。它颠覆了传统认知，打破了拍摄局限，正射影像的获取不再单一从垂直视角切入，而是通过搭载多台传感器捕捉实景信息。实践表明，该技术的应用，可以实现垂直、倾斜等不同角度影像采集，从而展现直观世界[1]。这种拍摄方法，更加能满足人们的视觉感受。拍摄相片时，还可以完成多项实时任务，例如：记录航高、旁向重叠度以及较为精准的GPS坐标数据，通过有效数据采集， 为后续三维建模分析夯实基础。

1.2倾斜摄影技术特点

倾斜摄影技术特点突出，将其应用于构建三维城市，具有一定的可行性。首先，可操作性强。在现实应用中，应用倾斜摄影技术，可实现多角度的拍摄，让获取数据简便快捷，同时数据处理可靠性高，依托的是计算机软件解算，数据应用效果理想，自动化程度高。其次，模型更接近真实场景。应用倾斜摄影技术完成仿真模型搭建具有可行性，因为模型更接近真实场景，可直观分析现场情况。相比于正射影像，倾斜摄影技术更值得推广，毕竟这一技术改变了只能单一角度拍摄的现状，同时可提供多角度纹理信息。有了基础信息支撑后，便能不断充实地物的侧面细节，从源头提高建模质量，弥补模仿真度低的缺陷，提升建模的可行性[2]。再次，成本低。研究发现，相同的拍摄时长中，采用倾斜摄影技术可获取五倍数据，为同名点匹配夯实了基础，有利于缩短节省建模时间， 获取建筑物信息更加多面。应用该技术最大优势是减少航拍次数，从源头降低仪器损耗。最后，较大的视场角保障。实践环节中，可根据相机安放角度（倾斜摄影相机），适当调节视场角，拍摄更加精准、快捷。

2三维模型构建方法

2.1技术流程

想要掌握三维模型构建方法，首先要明确其技术流程。基于倾斜摄影测量，可全面捕捉空间信息，实施多角度精准拍摄。低空摄影测量系统的增加，对构建三维实景模型帮助较大，具体技术流程如下：（1）数据预处理。现实工作中，对系统数据资料实施高精确处理，同时完成细致分析，找到缺陷的数据资料，将其从资料库中去除，应用这样的方式，确保资料的完整性，并保障格式正确，为后续资料应用提供便利。（2）三角测量。三角测量是至关重要的环节，利用倾斜摄影测量，可获取影像方位元素。在此基础上，完成外方位元素校正，实现 影像密集匹配，确保三维点云的精确，提高三维实景模型搭建质量。（3）选择纹理信息。实际应用中，基于各三角形面片，选择最佳纹理信息，在核心技术保障下进行纹理关联，同步完成城市3DTIN的输出。

2.2三角测量

前文已经提到了，三角测量是整个技术流程的核心，非常关键。同名像点自动量测算（传统技术手段）由于精度小、效率低，已不能匹配倾斜影像，所以需要尝试新的测量技术。三角测量技术先进，以POS系统的观测值为基准，结合传感器成像模型，可构建真实物方坐标。针对倾斜相机平台，为了强化其应用效果，均匹配了传感器模型，这一技术手段目的是持续优化航摄参数，确保实际连接点的精度。

结合现实经验可知，倾斜摄影会同步完成同一地物的多影像覆盖，所以空三连接点匹配要浪费一定的时间。为了完善这一应用不足，三角测量想要提高效率应分5步进行：（1）技术实施阶段，参照航摄区域大小（重要参数），完成子区域网的划分，确保划分的精细化与合理化。通过连接点匹配等手段，搭建形态稳定的子区域网，同时还要保障刚度指标合格，为后续操作提供便利;（2）合并所有子网，完成区域网的平差，确保区域网搭建的精度与刚性。（3）引入外业像控点，落实好检查点的布设，将上述点位与区域网匹配、融合，在此前提下结合影像具体位置，优化三维模型，搭建理想的裸眼立体环境。（4）区域网平差解算，借此规划投影坐标系，确保坐标系的精确。（5）提交空三加密成果。这是重要步骤，不容忽视。

2.3构架3D实景模型

在上述步骤完成后，便可以实施模型架构了，3D实景模型的优化需考虑众多因素，其中外方位元素要高度重视。通过更正和优化此类元素，进行立体像的创建。需要注意的是：搭建3D实景模型期间，还要匹配影像密集区配等手段，借助先进技术集成，強化建模的实际效果。在模型搭建中，要借助各类冗余信息，同时引入并行算法，获取影像同名点坐标，借此提高模型精准度。同时优化三角网，结合现实情况落实好三角尺寸的调整，借助合理方式减少数据冗余，确保模型矢量架构理想化。

结论：通过研究可以看出，采用了倾斜摄影测量后，模型的精细化程度有所提升，数据捕捉也更加全面。应用倾斜摄影测量，是一种有效尝试，可提高三维建模的水准，给“智慧城市”实现夯实了基础。未来，随着倾斜摄影测量研究深入，实景三维将助力更多行业，并良好带动社会发展。

参考文献：

[1]刘东.基于倾斜摄影测量的实景三维模型测图技术在“房地一体”工作中的应用分析[J].华北自然资源，2021（04）：61-63.

[2]昌圣翔.BIM和倾斜摄影测量技术在实景三维模型中的应用[J].广东建材，2020，36（04）：25-26.