倾斜摄影测量技术应用及前景分析

李强

513902199010219053 四川省眉山市 620000

摘要：为摆脱航空器仅能通过垂直拍摄获取地物顶部信息的局限性，倾斜摄影测量技术应运而生，同时取得了快速发展，可以通过三维建筑建模获取全面地物信息，在工程测量、地形图测绘等领域获得了较好应用前景。在把握倾斜摄影技术流程的基础上，结合大比例地形图测绘实例对技术应用要点展开了分析，利用无人机搭载传感器完成倾斜影像采集，并通过自动建模生成三维实景模型。从技术应用效果来看，通过检验测图精度，确定倾斜摄影测量技术应用可以满足1∶500大比例尺地形图精度要求。结合多视影像、三维测量等关键技术应用现状，提出了倾斜摄影测量技术提升模型输出质量等发展展望。

关键词：倾斜摄影测量；技术流程；应用现状；前景

中图分类号：TH723

文献标识码：A

引言

传统航空摄影的像片倾角不超2～3度，有助于正射纠正和立体测图等操作，但将丧失地物侧立面细节。而运用倾斜摄影测量技术从多角度拍摄，依靠多传感器完成地物信息全方位采集，能够获得三维立体信息，直观反映不同地貌情况，近年来应用范围逐步扩大。但在倾斜摄影测量技术应用实践中，建模过程可能受到多种因素影响，引发模型局部缺陷，所以想要反映地物外观信息，需要获取高精度三维模型。加强该技术应用研究，探寻技术未来发展趋势，能够为相关工作提供参考。

1倾斜摄影测量技术流程

开展倾斜摄影测量工作，按流程需要先获取影像数据，提前结合测量区域情况做好航线规划，合理完成航空器飞行高度、重叠度等参数设置。将获得的数据导入Smart3D等软件进行处理，设置坐标系统等参数，能够自动完成数据空三处理，生成三维模型和实现数字正射影像（DOM）重建。采用三维实景模型处理系统（EPS）软件进行三维测图，通过加载三维模型等完成数据转换，能够轻松获得地面高程点等数据，完成模型矢量化处理，直接录入地物属性信息。而无人机位置、姿态等数据是基于WGS84坐标系统生成，地籍坐标则为CGCS2000坐标系统，需完成坐标和空间转换，确保界址点数据能够均匀分布，达到较高精度要求。针对测量成果需要展开精度分析，通过获取特征点实测坐标和地图坐标完成地物点在不同坐标方向残差值计算，并对平面和高程中误差展开分析，验证结果的可靠性。从总体上来看，倾斜摄影测量技术在测绘信息行业应用流程大致相同，即包含倾斜摄影和三维建模两个阶段，但用于大比例尺测图、工程测量、城市三维建模等不同领域，需要结合实际需求把握影像采集、建模等细节，通过优化技术流程取得理想的应用效果。

2倾斜摄影测量技术应用及前景分析

2.1多视影像

应用倾斜摄影测量技术，可以通过增加不同视角影像数据完成多影像联合平差和密集匹配。而在全面反映地物纹理信息的同时，需要认识到各部分摄影比例具有渐变特点，应解决各像点分辨率不同等问题，以便通过去除粗差提高结果精度。采用多视影像技术进行测量数据处理，将根据影像间的几何变形和遮挡关系进行联合平差。对影像外方位元素进行同步采集，利用金字塔匹配策略完成各级影像同名点匹配，能够利用网光束法进行平差，获得可以高精度匹配的同名连接点。针对各连接点和控制点坐标和辅助数据建立误差方程，对影像进行自校验，能够通过联合结算提高平差精度。在影像数据较多的情况下，需要考虑数据冗余问题，根据同名点坐标获取地物三维信息，进行影像密集匹配。结合无人机拍摄特点，使用meanshift法完成影像色彩分割，并通过半全局匹配方式获得初始视差图。将分割得到的块当成最小单元，通过Ransac法拟合分析，能够对视差平面进行精化。通过置信度传播方式进行分配，可以进一步提高结果精度。

2.2三维测量

在倾斜摄影测量中，三维测量为关键组成部分，能够通过将影像数据转化为矢量数据为后续工作奠定基础。运用三维测量技术要求在航拍过程中完成时间同步记录，通过有效核对信息降低数据错误发生概率，并通过校对信息获得准确数据。在测量区域范围较大时，将获得庞大数据信息，需要建立数据库加强各数据端连接，确保能够依靠计算机完成数据准确处理。采用模拟处理方式，通过构建数学模型进行数据特征分析，能够降低误差数值，保证模型质量。在实践过程中，可以利用自动化建模软件输出标准OSGB数据格式，自带LOD层级结构，可以通过超图软件完成对应格式数据读取，并通过match完成数据优化调度。

2.3单体化

针对三维模型进行处理，需要解决单体分离问题。而采用单体化技术，能够凭借三角面片可分割性质进行模型边界确定。完成切割多边形的绘制，利用包围盒方法完成求交检测，能够进行三角面片切割，快速生成三角网。根据三角网和多边形交点进行计算，考虑不同相交情况，能够运用多种切割方法进行模型处理。完成三角网的剪裁和重构，重新赋予纹理，能够完成多细节分层，继而生成单体模型。

2.4效果修补

在实景模型生成过程中，按照倾斜摄影测量流程需要利用软件自动生成。但在拍摄过程中，受角度等影响容易出现模型表面平整度差的问题，造成模型出现失真问题。在应用过程中，需要完成效果修补，将空洞区模型导出后提取边界，完成三角网重构。对模型表面进行修正，目前可以采用超图软件等多种软件。在实践中，需要利用带水面符号完成空洞水体的修复，以便使生成的模型带有水纹等视觉效果。

3发展展望

根据技术应用现状可知，想要取得更好的发展前景，需要保证测量数据的精确性。目前数据精确性问题集中在比例尺方面，受影像光照、色彩信息差异性等因素限制容易产生偏差。为解决这一问题，需要在软硬件方面进行改进，获得更强的影像信息提取和处理能力。一方面，可以加强5G等技术运用将互联网地图升级为三维地图，通过不断丰富三维模型数据提高技术精度。针对屋檐、树下遮挡等区域建模容易出现拉花、扭曲等情况，需通过约束建模或贴近补拍等方式提升模型输出质量。在基础上，加强大数据、云计算等各种先进技术的运用，研制出功能更强大的数据处理软件，凭借强大运算力不断提高三维模型精度。另一方面，以无人机为载体进行影像数据采集，需要持续研发稳定性更高的航拍平台，同时延长无人机航拍时间，减小影像光照和色彩差异性等因素带来的影响。此外，应完善内业数据处理规范，制定科学的三维建模外业摄影技术标准，全方位提高数据采集质量和效率，降低后期数据处理难度。伴随着相关技术的发展，深入挖掘倾斜摄影测量技术的应用价值，能够使技术逐步向军事、民用等各个领域迁移，完成相应测量软件开发，以便抓住时代机遇为测量行业带来的技术大变革。

结束语

综上所述，在地形图测绘实践中，结合测区情况合理设置航拍参数和完成像控点布置，能够完成三维模型构建，达到1∶500图形测绘要求，凸显了倾斜摄影测量技术在该领域的应用价值。而加强多视影像、三维测量等关键技术的应用，能够进一步提高倾斜摄影测量精度，促使该技术应用范围不断扩大，在工程测绘、城市规划等各领域获得较好应用前景。但从技术应用现状来看，仍然存在输出模型精度不高的问题，需要通过约束建模、研发高性能航拍平台等措施提高测量精度。

参考文献

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