傾斜攝影技術在高精度實景地形建模中的應用

■周達 黃有 袁松

（中冶集團武漢勘察研究院有限公司湖北武漢430080）

傾斜攝影技術在高精度實景地形建模中的應用

■周達 黃有 袁松

（中冶集團武漢勘察研究院有限公司湖北武漢430080）

隨著我國經濟建設的不斷發展，城市各項建設工程對城市三維地形的成果精度要求越來越高。傾斜攝影測量技術，作為國際測繪遙感領域近年發展起來的一項高新技術，能夠快速準確的獲取地面物體更為完整準確的三維信息，提高了城市三維建模的效率，同時也促進了對基礎城建上的技術供應。本文從傾斜攝影技術的測量原理、技術特點和實際工程應用效果等方面，對該技術的優勢性和廣泛性進行了分析論證，為傾斜攝影技術在我國更大范圍的推廣提供了理論依據和技術支持。

城市三維 傾斜攝影技術 分析論證

隨著我國經濟建設的不斷發展，城市各項建設工程對城市三維地形的成果精度要求越來越高。傾斜攝影測量技術，作為國際測繪遙感領域近年發展起來的一項高新技術，能夠快速準確的獲取地面物體準確的三維信息，提高了城市三維建模的效率，同時也促進了對基礎城建上的技術供應[1-2]。通過城建信息的數字化管理，從基礎數據上實現對基本空間三維地理信息的有效創建[3-4]。下面針對在三維成像技術中的傾斜攝影技術的應用進行簡要討論。

1 傾斜攝影測量技術簡介

傾斜攝影測量技術是近年來國際測繪領域興起的一門技術。在傳統航空攝影技術的基礎上，通過飛行平臺搭載多臺航攝儀器和相應的優化空間算法完成了對傾斜影像與正射影像的融合，彌補了傳統航空攝影技術只有正攝影像的不足；通過整合POS/DSM以及矢量數據，完成了整體的基于影像的三維測量；通過優化算法構建tin模型和紋理映射，為城市管理者提供真實的結構影像模型。

在進行實景拍攝的過程中，需要結合航飛的高度、姿態以及相機的曝光率進行綜合分析，確保每一個角度所拍攝的照片都能達到預期效果。最后通過對實景的三維建模紋理數據建設，完成對全面地理信息的成型分析和對不同模區內的角度觀察，實現空間三維環境信息的數據化處理[5]。

在運行三維建模技術過程中，需要分析如下基礎條件和數據：

（1）需要分析其技術運行的實際路線，并結合傾斜影像的規格，對傾角的顯示規劃管理，實現對傾斜攝像機信息的適時修正調整；

（2）需結合傾斜影像確定傾角，保證航攝像機信息在實時調整過程中，能夠滿足其信息的精確性。

（3）需考慮主要集中在位置、角度、搭載平臺、區域分辨率、傾斜拍攝的地面遮擋物等多方面因素的影響。

對于基本攝影技術的測量映射方式數據的建模流程主要以如下圖中所規定的方式來確定。

圖1 傾斜攝影測量處理的三維建模技術流程

2 技術特點

傾斜攝影技術的特點主要包括了以下幾點。

第一，從周邊環境的真實性出發，確保了建模整體信息的完整。傾斜攝影技術的最大特點就是其三維建模信息，是從多個角度觀察得出的實物比例，補正了正射影像的不足，從最基本的信息理論上實現了對周邊環境的信息總結。

第二，傾斜影響的單張影像測量可為建模提供更為標準的高程等信息。在高程的測量中，通過三維模型上確定的成像實影關系，規定了坐標、距離、面積等多個方面的測量效果。實現對基本信息的全面信息精準化檢測，因此其性能能夠更好的滿足基本的要求。

第三，精度拍攝可精確到建筑側面的紋理，這表明在實施數字化城市的三維需求建設中，通過航空攝影方法，就能夠更加精確的采集到更多的數據，從而實現對實體數據紋理形式上的全面控制，

第四，對于數據量的采集，其便攜式的采集途徑，能夠適應于全網絡的分布探測，從而將信息結果傳輸到PC客戶端上，通過手機即可進行共享分析，從而極大滿足了現代建筑設備的應用管理。

第五，在空中的測量上可以通過三角測量從而自動生成三維模型。在實際的使用過程中，極大的提高了建模的效率，將傳統的建模人員從巨大的工作量中解脫出來。

3 傾斜攝影測量技術的實際應用

以某地區的三維模型作為本次的實例進行數據分析。項目測區為城市市區，目標是為智慧城市的建設提供基礎的模型數據。通過傾斜攝影技術，獲取了該地區的高精度三維模型，平面精度小于0.5m，高程精度小于0.5m，滿足了智慧城市建模的基本精度要求。

同時也通過這一項目發現了傾斜攝影技術的不足：生成的三維模型為一個整體模型，不是獨立的個體。例如房屋之間無法隔斷、道路之間無法劃分，這使得后期模型處理時也必須進行人為干預，將模型按照不同需求進行劃分。另外由于城區地面綠化等問題，低處的遮擋就會比較嚴重，在特定情況下還需要外業人員在現場進行數據的補測，以滿足地面部分的精度要求。

4 總結

從現代實景三維建模的基本技術來看，實景三維模型的建設拓展形式，真實的反映了地物環境建模的自動化發展過程。傾斜攝影測量技術，作為測繪遙感領域的一項高新技術，能夠高精度、高效率得獲取地物模型，極大推進了智慧化城市的進程。但同時我們也應該看到，現有的技術任然有很多不足之處，數據的人為干預工作量依然很大，我們任然要加快傾斜攝影測量技術的全面建設與發展，為我國的城市數字化建設提供技術支持。

[1]王丙濤,王繼.基于傾斜攝影技術的三維建模生產與質量分析 [J].城市勘測,2015, (5):80-82,85.

[2]陳衛.基于TLS技術的危巖體變形監測方法研究 [D].長安大學,2014.

[3]王偉,黃雯雯,鎮姣等.Pictometry傾斜攝影技術及其在3維城市建模中的應用 [J].測繪與空間地理信息,2011,34(3):181-183.

[4]孫宏偉.基于傾斜攝影測量技術的三維數字城市建模 [J].現代測繪,2014,37(1): 18-21.

[5]王慶棟,艾海濱,張力等.利用傾斜攝影和3ds Max技術快速實現城市建模 [J].測繪科學,2014,39(6):74-78.

P2[文獻碼]B

1000-405X（2016）-5-365-1