倾斜摄影测量技术在城市征迁改造工程中的应用

董权伟

深圳市工勘岩土集团有限公司，广东深圳154100

摘要：传统测绘工程在城市搬迁和重建中的作用看起来简单而抽象，而偏斜的三维实景模型不仅具有传统测绘的可测量性，而且具有丰富的多角度纹理信息。该模式的信息内容更容易为广大市民所接受，有利于征地拆迁工作的顺利进行。绘制了斜照相精确测量的工作流程及其在土地征用，拆除和改建项目中的应用。

关键词：倾斜摄影测量；Context-Capture；征迁改造工程

引言：城市中的老旧建筑的翻新改造或建筑物外墙翻新工程，不仅要考虑新建筑的造型设计是否有效，还应注意与周围环境及其他建筑的协调性。创建城市三维数字模型可以帮助设计师在设计时进行全面的管理决策。传统的建模方法是使用3D建模软件（例如3D sMax和Sketch Up）基于拍摄真实照片，手工模型，人文和科学解决方案，纹理映射以及转换为图像的工作内容进行协作设计。这种方法的优点是物理模型的要点精巧，可以充分体现设计理念。缺点是必须投入大量资金和人力，效率较低。如果有必要对附近的建筑进行额外建模，则劳动量将成倍增加。

倾斜摄影的精确测量技术，依靠无人机快速收集图像数据信息，并使用数据处理方法服务平台快速创建真实的3D物理模型，真实反映建筑物的规模，外观，相对位置和周围环境，可以节省人力成本，合理减少项目的周期时间，提高工作效率。商业倾斜摄影3D建模软件在Street Factory和Context Capture（原荷兰的Acute 3D Enterprise的Smart 3D Capture）中更为知名。这种数据处理方法服务平台具有很高的自动化技术水平和很好的宏观经济效果，但模型细节受技术原理、原片质量、自然环境等因素干扰，往往较为粗糙；模型非单体化，无法直接进行编辑。

1技术流程

首先制定一个数据采集计划，并制定技术步骤，如图1所示。包括收集无人机航拍图像及其图像控制点，对获得的数据信息进行准备处理，删除可能影响精度的要素，然后再进行应用。自动三维建模软件进行空中三数据加密，最后将其转换为所需的Real三维实体模型。

图1 技术流程

1.1数据获取

1.1.1航摄实施条件

首先进行航线的总体规划，以便更好地最大化航空数据信息应用的主要目的的收益，航线的铺装是根据路面屏幕的1.5 cm分辨率进行的。在飞行过程中，选择了一种具有向前方向和75％的侧向重叠率的设计方案方法来进行有效的航空胶片采集。在进行高清航拍之前，将着陆点放在平坦地面上，附近没有高压电线和多层建筑物，也没有人员和汽车在移动。天气方面应选择阳光明媚，没有云雾，风速低于8 m / s，能见度超过5 km，太阳高度超过45°时进行。

1.1.2倾斜航摄像片获取

如图2所示，选择一台配备改良型双拼数码相机的无人飞机，根据云台相机快速获取测量区域的超高像素照片。改造并集成数码相机后，相机的净重大大降低，单次工作时间增加了。表1推导了单个数码相机的基本参数，以便根据航空相机屏幕分辨率的不同要求，计算出相应的航空飞行绝对高度。

图2改装后的数码双拼相机

表1单个相机的主要参数
传感器尺寸	APS画幅（23.5*15.6mm）
有效像素	2430万
焦距	20mm
图像分辨率	6000*4000

1.2像控点测量

图像控制点必须设置在具有清晰图像的有效轮廓点上，例如人行横道的拐角点或其他接近正交和的带状轮廓线的交点。如果现场没有合适的轮廓点，则可以在飞行前绘制油漆或石灰粉。图像控制点每200〜400 m上下对称排列，并且图像控制点的三维坐标集合可以与测量区域状态，精度规定等集成在一起。选择快速静态数据，遍历测量，GNSS-RTK精确测量等，做好标记，便于在内部业务中进行空中三数据加密。

1.3 多视角影像空三加密

 Context-Capture软件将自动对照片的许多特征点进行测量和采集，然后从多个角度选择获得的特征点以匹配具有相同名称的点，然后计算出每个特征点的室内空间部分照片及其图片。从姿势角度出发，然后弄清楚照片之间的位置关系。在对空中三数据进行加密之后，可以查询航空摄影区域的导航状态并获得诸如特征点的相对密度之类的信息内容。

在执行第一次空中三角剖分之后，可以适当地穿刺4-6个图像控制点。再次进行空中三角剖分后，可以轻松提交其他图像控制点。所有图像控制点完成后，最后通过空中三角剖分，检查结果，如果精度不符合要求，则需要找出原因，直到达到精度要求。图3显示，空中的三个数据加密节点遍布各处，通常用于具有单一模式的区域，例如节点稀少甚至破裂的干净水域。可以根据需要在中后期进行修改以解决它们。

图3空三加密连接点密度图

1.4三维建模

进行空中三数据加密后，将执行自动模型，并选择适当的效果文件格式，例如*。 3Mx文件格式，网格实体模型*的实体模型文档。 3sm等，并根据空中不规则性计算出三个数据加密点，将三角剖分TIN转换为白色模型3D模型，然后根据3D模型的外观，从航拍照片中选择最佳照片以迎合贴图，最后输出贴图的真实的3D实体模型，可以将其转换为将来查询整体模型的状态，然后根据物理模型的细节，可以计算出软件不好或是水域计算部分有裂缝，然后进行更改和准备进行生产和加工，以便分层可以减少派生的信息数据，对数据信息进行整合升级。最终转换为三维实景实体模型如图4所示。

图4三维实景模型

2应用思路

2.1 作为历史资料

根据城市规划和建设计划，提前对一些老城区，城乡一体化及其他总体规划区进行倾斜摄影的准确测量，制作出年度真实场景的3D实体模型，并制作辅助影像。主要目的的历史文件，例如中后期的征地，拆迁和重建项目。航班时刻表越先进，年度累积的数据信息就越充分，应用价值也就越高。

2.2 征迁工作量摸底

根据真实的三维实体模型的可测量性及其真实的多方面关键点模式，它可以对建筑物的信息内容（如土地占用，长宽比和建筑物面积）进行测量和统计分析，并进行区分建筑的材料。结构，用于决策的数据使用。图5和图6显示了在Context-Capture软件中内置的控制模块Acute 3D Viewer的控制下，某建筑物特定楼层的总建筑面积和建筑物的高度的测量结果。

在实施措施时，将偏斜的三维实景模型用作当前材料，并整合现有的线条图，以确保互利共赢，从而减轻了统计分析的工作量。当建筑的一部分的水平提高时，可以根据三维模型立即判断线图上的建筑物的水平。如果线图较弱，则可以直接使用三维地图软件，例如长航的DP Mapping或清华山维的EPS 3D制图系统来进行线图的修复和测量。这节省了现场人员去现场进行恢复测试的时间，并防止了现场人员进入要被拆迁的区域进行恢复测试，使得“两违”问题更加突出。

图5量测建筑面积

图6量测建筑物高度

2.3“两违”管控

在“两违”监督级别，使用三维实景模型，有依有据的实现透明查违、廉洁查违、高效查违。这是对城市违法建筑和商业用地的合法调查和管理方法。展示强大的服务支持和保证，使检查监督工作从被动变为主动。

在现场建筑测量环节和搬迁总部的早期准备环节中，诸如抢工，违法建筑和非法增加交通等行为最为频繁。传统方法是派工作人员检查每个村庄的道路交叉口是否行使一些带有建筑材料的车辆，例如混凝土和砖头。在此阶段，可以直接发布集成的偏斜3D航空摄影的技术性，并且将航空摄影工作中的日期包括在时间范围内，并且不会在中后期进行“两违”构造包括在补偿范围内，以防止传统的土地征用和拆迁工作时发生的扯皮行为，可以节省时间，人力资源，物质资源及其占用的资源。

结束语

根据倾斜摄影技术建立的三维世界真实自然，所有因素都得以保留，位置关系准确，这改变了传统三维的现在和未来。另外，倾斜摄影的技术性促进了获得三维数据信息的高效率，成本大大降低。本文介绍了倾斜摄影的关键技术步骤以及征地，拆迁和重建项目中使用的概念。如果建筑是个性化的，然后使用3D GIS服务平台进行数据库管理，则可以进行所有土地的征用和拆迁，保证了宏观管理和分析。

参考文献

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