傾斜攝影測量在城市規劃中的應用實踐之研究

徐東

摘要：無人機傾斜攝影是當前熱門的城市三維建模研究和應用內容。該文介紹了無人機傾斜攝影技術，分析了無人機傾斜攝影在城市三維建模的應用情況，分析了無人機傾斜攝影在三維城建建模過程和成果中的優劣勢，探索總結了一套無人機傾斜攝影城市三維建模的改進方法，將傾斜攝影和MAX等技術有效結合進行城市三維建模，最后介紹了利用改進方法在海口市和三亞市進行三維建模的實踐案例，指導和推進基于無人機傾斜攝影三維模型的質量改善。

關鍵詞：傾斜攝影測量；三維城市模型；空三加密

隨著城市建設的飛速發展，建設環境日益惡化，地質災害頻繁發生，輸電線路規劃設計難度日益加大。采用傳統的測量方式對輸電線路資源進行調查，工作量大、效率低、成本高，難以滿足電網建設需求。針對上述問題，該文提出了利用傾斜攝影技術進行實景三維建模的方法對輸電線路資源進行快速調查，可有效提高輸電線路的設計質量，規劃工程建設投資造價，保護生態環境。

一、傾斜攝影工作原理

傾斜攝影技術是國際測繪遙感領域新興發展起來的一項高新技術，融合了傳統的航空攝影和近景測量技術，顛覆了以往正射影像只能從垂直角度拍攝的局限，通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器，同時從垂直、前視、左視、右視與后視共五個不同的角度采集影像，如圖1所示。其中，垂直攝影影像，可經過傳統航空攝影測量技術處理，制作4D（DEM，DOM，DLG與DRG）產品；前視、左視、右視與后視4個傾斜攝影影像，傾斜角度在15°―45°之間，可用于獲取地物側面豐富的紋理信息。

二、傾斜攝影技術的優勢

無人機傾斜攝影技術的優點眾多，不僅降低了建立三維模型的成本，提高了建模效率，更將所采集信息的精度提升到另一個水平，而且該系統的操作較為簡便，對于場地的要求也不算太高。

在輸電線路的建設過程中，必然會途徑部分房屋建筑，當輸電線路的最佳位置無法避開房屋建筑時，就會對工程房屋進行拆遷。由于實地測量的精度存在較大誤差，而且工作量太大。因此，目前一般采用無人機傾斜攝影技術來統計被拆遷房屋建筑的數量。通過三維模型的建立，不僅能夠對建筑樓層數進行統計，對于建筑的結構和材質也都能夠進行記錄與傳統的攝影勘測技術相比。建立三維模型具有以下優勢：

（一）還原一個真實的世界

與傳統手工三維模型和實景三維模型不同，在進行傾斜攝影工作時，無人機搭載傾斜攝影云臺在低空繞行，云臺的捕捉器十分靈敏，能夠清晰地記錄下地面的建筑，植被等的數據。數據被傳入計算機系統以后，經過專門軟件的處理，就能夠建立三維模型。將所拍攝地域的真實面貌多角度全面展現。還原精度極高。

（二）降低測繪成本，提升經濟效益

無人機傾斜攝影技術的基礎是計算機信息技術的應用，現代數字化測繪技術可以將測量數據進行資源共享，同時在資源的保存與傳送方面的成本也相對低廉。在傳統的三維模型建立技術中，一旦出現數據錯誤，可能導致整份測繪圖都會作廢，而無人機傾斜攝影技術的多角度信息量測，很好的規避了這一缺陷。與計算機系統的集合使用，使其在出現錯誤時能夠進行較為方便的改動，避免冗余的過程加大工作人員的工作量，提升輸電線路建設工作效率和經濟效益。

（三）地質災害模擬

在輸電線路的建設過程中，輸電路徑的設計是極為重要的一環，為了最大限度減輕地質災害發生時，對輸電站和電網造成無法估量的損失，可以在路徑設計時就通過地質災害模擬，來進行提前的規劃的防控。傾斜攝影技術的三位模型恰恰能夠提供在這一功能，通過遙感監測裝置來模擬地質災害系統。

三、基于無人機傾斜攝影三維城市建模優化方法

如該文所述，基于無人機傾斜攝影測量技術生產的初始三維模型通常有若干種畸變類型，某些畸變是由工程實施過程中難以避免的客觀原因造成的，這種情況下，初始生產的實景三維模型難以滿足應用需求。

（一）作用之一―― 城市基本地形形態的測繪作用

城市基本地形形態的測繪作用的主要表現是：城市基本地形形態的測繪可以完整的展現城市的整體面貌，為城市規劃提供科學系統的測繪圖文資料。城市測繪資料是不是完整與準確將在很大程度上決定城市規劃制定的時間與效果。城市測繪的主要內容包括：城市地下管線的測繪、城市建筑工程的施工放樣、城市區域內的平面、城市大比例尺的測繪圖、城市建筑工程的沉降測繪以及城市道路定線的測繪與規劃等。在城市規劃與建設的過程中，加快對城市基本地形形態的測繪，有助于提升城市土地的利用率，減少對耕地的破壞。

（二）作用之二―― 房產測繪對城市建設與管理的作用

房產測繪對城市建設與管理的作用的主要表現是：房產測繪作為城市測繪中的重要組成部分，是城市開展房屋規劃建設的重要條件。它對城市的現代化建設與管理發揮著至關重要的促進作用：一是房產測繪可以為城市房地產機構與規劃機構有效提供房屋建筑、房產產權以及房屋使用范圍的座落、層數、分布、形狀、位置、結構、用途、建成年月日、土地使用等多個方面的基本數據；二是有助于為科學合理調配土地與房屋、科學制定城市規劃方案、科學修建住宅以及改造舊房屋，或者區域開發新區的建設與規劃等工作提供最為專業的服務；三是房產測繪有助于為當地的財政與稅務機構研究土地的等級與稅費標準的制定等方面提供專業的圖文資料；四是房產測繪所得的圖紙是強化房地產建設、核定房產產權、維護房產所有者利益以及頒發房產產權證等的重要法律依據。

（三）準確量測線路通道和城市建設面積

傾斜攝影測量所生產的實景三維模型，具有時效好、精度高、信息豐富的特點，可準確量測地物的坐標、寬度、高度和面積等。在真三維模型上進行精細化判讀與室內量測，對輸電線路擁擠地段建筑物樓層數與實際面積進行快速統計，從而有效估算線路工程建設所必需的房屋拆遷量，使工程賠償造價準確合理，降低施工民事難度。

四、結語

城市測繪在城市規劃中的應用，不僅有助于提升城市規劃的整體性與科學性特性，而且有助于為城市規劃的正常發展奠定堅實的基礎。一旦城市規劃中缺少了城市測繪，城市建設就像沒有了前進的方向，根本沒有實施的可能性。因此，在社會主義現代化建設新時期，加強對城市測繪在城市規劃中應用作用的研究，是當前人們熱衷研究的一大課題。

參考文獻

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