倾斜摄影测量技术应用及展望

孟浩东

天津市测绘院天津市300381

摘要：最近几年，倾斜摄影测量正被广泛采纳，用于多样的领域。在传统测量中，仅可选取垂直角度予以拍摄，这种技术呈现出较大局限。相比来看，倾斜摄影测量能克服这种弊病，获取了全方位的摄影信息。在新式测量中，可以快速搜集必备的信息，反映客观情况，搜集得出三维的全面信息。针对于倾斜摄影测量，有必要解析新式技术的内涵及特性；结合现今的技术应用，探析未来摄影测量的发展趋向。文章重点就倾斜摄影测量技术应用及展望进行研究分析，以供参考。

关键字：倾斜摄影；测量技术；应用现状；展望

引言

作为新兴技术，倾斜摄影测量被用于构建三维模型，也可用于多样的工程测量。详细来看，倾斜摄影测量包含如下技术，即获取外业数据、匹配各类的影像数据、纠正并处理平差、处理正射的影像。倾斜摄影测量借助于无人机，在根本上提升了测量精度，同时运用这类新式技术，也构建了快捷且便利的测量领域。从现状来看，倾斜摄影测量仍没能完善，处在探究的状态下。应当明确现今的技术应用状态，从全面入手提升摄影测量的总体质量。

1倾斜摄影测量工作原理及技术优势

1.1倾斜摄影测量原理

倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域新兴发展起来的一项高新技术，融合了传统的航空摄影和近景测量技术，颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从垂直、前视、左视、右视与后视共五个不同的角度采集影像，如图1所示，其中垂直摄影影像可经过传统航空摄影测量技术处理，制作4D产品；前视、左视、右视与后视四个倾斜摄影影像，倾斜角度在150～450，可用于获取地物侧面丰富的纹理信息。通过高效自动化的三维建模技术，快速构建具有准确地物地理位置信息的真三维空间场景，直观地掌握目标区域内地形地貌与所有建筑物的细节特征，可为电力和水利工程建设、地质灾害应急指挥等提供详尽、精确、逼真的空间基础地理信息数据支持和公共服务。

1.2实景三维建模技术流程

利用地物的垂直与倾斜影像以及少量的地面控制点，构建基于真实影像纹理的高分辨率真三维模型。可将生产的三维模型数据导入GIS平台进行应用分析，如对输电线路拥挤地段建筑物进行坐标、距离量测和面积统计，绘制拥挤地段平面图；准确量测交叉跨越铁塔高度、优化交叉跨越设计等。

1.3技术优势

倾斜摄影技术具有以下优势：第一，高分辨率。倾斜摄影平台搭载于低空飞行器，可获取厘米级高分辨率的垂直和倾斜影像；第二，获取丰富的地物纹理信息。倾斜摄影从多个不同的角度采集影像，能够获取地物侧面更加真实丰富的纹理信息，弥补了正射影像只能获取地物顶面纹理的不足；第三，高效自动化的三维模型生产。通过垂直与倾斜影像的全自动联合空三加密，无需人工干预，即可全自动化纹理映射，并构建三维模型；第四，逼真的三维空间场景。通过影像构建的真实三维场景，不仅拥有准确地物地理位置坐标信息，并且可精细地表达地物的细节特征，包括凸出的屋顶和外墙，以及地形地貌等精细特征。

图1倾斜摄影测量示意图

2倾斜摄影测量技术的应用现状

2.1现有的倾斜摄影测量技术的应用范围

由于倾斜摄影测量技术的优势，全球大部分国家将此技术应用在应急指挥、国土安全、城市管理、房产税收等行业。而国内将此技术多应用于国土资源、房产税收、人口普查统计、数字城市构建、城镇管理、灾害评估、环保监测等领域。现代很多企业也利用此技术优化管理运营，比如在建筑工程、三维实景导航、旅游规划等方面。其中在国土安全和自然灾害评估、三维实景导航上的应用最为实际，也可以应用倾斜摄影测量技术对森林火灾进行时时监测，确保自然环境、农业发展、海洋物种生态平衡等。将倾斜摄影测量技术与无人机技术进行有效结合，对灾害发生地实施营救或物资投放等救援活动起到积极作用。广泛为测绘、规划、应急、公安、旅游文化等行业提供低成本高效益的信息数据服务支持，提升社会的经济效益，但目前国内还没有发展出此类平台。

2.2遇到的挑战

倾斜摄影测量技术的发展时限并不久，各方面还未完善，在使用时还有一定的限制：第一，该技术在采集数据后的影响匹配时，因倾斜摄影的角度较多，所呈现的图像比例尺寸并不一致，且分辨率存在差异，在拍摄时会因地面建筑或树木遮挡的原因导致所采集的数据信息含有较多偏差，严重影响后续影像的三维精度。因此，在后期的图像处理中，还需要考虑到如何利用现有科技或改良倾斜摄影测量技术，将拍摄图像中的冗长杂余的数据信息进行无损去除，保留高精度的匹配数据；第二，在倾斜摄影测量后所形成的三维建模在表述物体的整体同时，部分地方会出现缺失或者发生图像失真现象。因此，为了建造完整的三维建模，需要对其需要展现或表达的缺失的地方进行重新测量，这时候多采用人工拍摄，但后期拍摄补修的图像与原三维建模有差异，且人工拍摄因角度或人为因素影响，图像清晰度不易达到标准，且增加成本；第三，随着无人机的使用广泛，将无人机和倾斜摄影测量技术相结合。但在实际操作过程中，无人机续航能力不强，拍摄的距离较短，且时时需要人在其左右更换电池，相关研究人员还需要解决无人机的续航能力。

3航空倾斜摄影测量技术的未来展望

随着倾斜摄影测量技术的引进和应用，国内已将其广泛应用到多个行业领域中，可获得更多建筑、海洋、土地的数据信息资源。其航空摄影图像的重叠特性，还将还原了三维立体实景的全面，使实现人工智能的三维实体社会环境成为可能。其中的图像分层显示技术和纹理映射技术能够成为倾斜摄影测量技术长远发展的关键支撑点，极大地提高了三维建模的构建工作效率，提升其质量，同时也降低了构建的成本。但目前倾斜摄影测量技术在国内应用较少，主要还是应用在导航上，对于国土资源管理、灾害监测、海洋物种的管理及人口普查统计上并没有对其充分利用到位，以上项目多靠人工实现。此外，不能只关注倾斜摄影测量技术，还应该发展如红外线扫射、多光谱等多种传感器方式间的结合使用，充分将其合理融合在无人机拍摄技术上，从根本上拓宽测量技术的使用范围，建造智能化的云数据，方便人们对信息的随时调取查看，开启真正的三维遥感时代。

结束语

综上所述，针对于倾斜摄影测量，解析了根本的测量原理、关键性的技术、无人机的测量方式等。相比于正射影像的常规方式，倾斜测量更注重于三维性的立体空间，重设了原先的测量模型。从发展趋向来看，倾斜摄影测量拥有更高的精准性及真实性，也加快了处理信息的总体速度。经过不断完善，倾斜摄影测量将会拓展现存的应用空间，发挥更高层次的工程测量价值。

参考文献：

[1]林翔.倾斜摄影测量技术特点及应用前景研究[J].世界有色金属，2017（24）：44-45.

[2]乔冠禹.探究倾斜摄影测量技术的应用及展望[J].电子技术与软件工程，2016（12）：100.

[3]刘洋.无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究[D].东华理工大学，2016.