無人機傾斜攝影測量在城市三維建模中的應用探討

摘 要：本文從無人機傾斜攝影測量技術的優勢出發，分析了此項技術的技術要點，最后從虛擬現實漫游體驗、建立智慧型城市以及電力線路三維建模三個方面進行了應用研究。

關鍵詞：無人機傾斜攝影測量技術；三維建模；城市；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.089

科技的發展和時代的進步給人們的生活帶來了日新月異的變化，人們在這種新時代背景下有了更加豐富的需求，無人機傾斜攝影技術正是在這種時代背景下衍生出的新攝影技術。實質上，無人機攝影屬于一種重要的測量手段，尤其是無人機攝影應用到城市三維建模時，能夠顯著的提高城市三維模型建立的效率，提高城市三維模型建立的準確性，具有非常重要的現實價值。

1 無人機傾斜攝影的優勢

（1）精確性。無人機傾斜攝影能夠借助無人機的視野優勢以及特殊的攝影技術對城市中實際的地形地貌、建筑物以及道路交通情況進行準確測量，準確到將建筑物的位置、尺寸、高度以及外觀等數據全部獲取并顯示出來，最大限度的反映出城市中物體的真實參數。無人機傾斜攝影和傳統的攝影技術有顯著不同，在城市三維模型的建立過程中應用無人機傾斜攝影技術能夠快速高效的完成建模任務。

（2）低成本性。原始的城市三維模型建立過程首先需要對地面的各種物體進行參數測量，測量所得到的數據還需要很多技術人員花費大量的時間將其轉變為建模所需的數據，期間要進行大量的數據校準工作。如果一些數據信息采集有誤，則需要重新進行地面物體參數測量工作，在此期間由于技術落后而產生了大量的重復性工作，花費巨額的經濟成本。而無人機傾斜攝影技術則在傳統測量技術上實現了突破，在采用無人機傾斜攝影進行城市三維模型建立時，地面物體數據測量工作和城市認為模型建立工作幾乎可以同時完成，節省了大量的人力物力。除此之外，無人機傾斜攝影在完成地面物體空間測量工作的同時，還能得到很多其他類型的相關數據，這也為城市建模工作的橫向發展和縱向延伸奠定了基礎。

（3）高效率性。顯而易見的是，利用無人機傾斜攝影測量技術能夠極大程度的提高城市三維建模的效率，簡化了工作流程，可以說在城市三維建模領域中是一種技術革新，這使得原來并不準確的城市三維模型建立過程變得精確，使得復雜的建模工作得以簡化，為建模的后續工作提供了強有力的技術支撐。

2 無人機傾斜攝影技術要點

多視影像聯合平差技術是無人機傾斜攝影技術中第一個技術要點，利用多視影像聯合平差技術能夠規避傳統測量技術數據處理不靈敏的缺陷，在對影像遮擋問題的處理上游刃有余，測量過程中點和線的連接得到了明確，從而為城市三維建模提供了較高的數據準確性。

無人機傾斜攝影技術的第二個技術要點是多視影像密集匹配技術，此項技術的應用使得地面物體影像測量的分辨率得以保證，借助于多視影像密集匹配技術還能夠在一次測量中獲取更廣范圍的地面物體參數信息，地面物體的邊緣、側面以及紋理信息等都能夠進行整合而形成相對統一的二維數據，這些二維數據借助于多視影像密集匹配技術則能夠轉化為城市三維模型數據。

在多視影像技術的幫助下，可以及時將地面建筑物的各類數據掃描表達出來，繼而形成相對較為全面的數字表面模型。但是在實際測量建設工作開展過程中，受到角度和尺度的差異， 很可能出現建筑物遮擋以及陰影等現象。為了降低概率因素對數字表面模型造成的影響， 應當及時利用影像外的方位元素來開展匹配設計工作，結合當前比較相對的算法等開展各項計算，提高計算效率的同時合理確定建筑物的高度等相關數據，保障三維建模工作的精確性。

3 無人機傾斜攝影技術應用研究

（1）虛擬現實漫游體驗。無人機傾斜攝影技術應用于城市三維模型建立工作后，逼真的城市三維模型建立成為可能。人們不僅可以看到城市中建筑物以及景觀的外觀形貌，還能夠在城市三維模型中完成虛擬漫游活動。如果將某個旅游城市的三維模型以應用軟件的形式向用戶開放，全國各地的網絡用戶則能夠通過線上對該旅游城市進行虛擬游覽，這樣可以給人們以真實的游覽體驗，一方面沒有游覽過此城市的人可以提前了解城市概況，另一方面不方便進行游覽的人群也能夠足不出戶的獲得真實的感受。

（2）建立智慧型城市。近年來，我國進入了新的歷史機遇期，各個領域都取得了長足的發展進步，在這種時代背景下我國提出了加快建設智慧型城市的建設要求，然而由于使用傳統的建模技術進行城市三維模型高質量建立的工作量很大，難度極高，因此智慧型城市的發展進程很緩慢。無人機傾斜攝影技術正滿足了高質量城市三維建模的要求，為智慧型城市的建立提供技術渠道。

（3）城市電力線路三維建模。在城市的電力線路走廊的建設過程中，往往都會遇到地形不符合要求而造成工程進展緩慢或者工程更改等問題，這是由于以往的技術較為落后，在進行電力線路建設的預先規劃時沒有成熟的地形三維模型建立工具。即使能夠進行三維建模，由于數據量巨大，測繪工作量繁重，也無法在短時間內完成。而無人機傾斜攝影技術能夠簡便快捷的進行地形測繪工作，并對地形地貌進行建模，使電力線路的鋪設能夠有據可依、有的放矢。與此同時，隨著電力線路的鋪設進程深入推進，借助于無人機傾斜攝影技術還能實時獲取工程開展情況，能夠在工程出現問題時及時進行整改，以避免嚴重問題的出現。

4 結束語

無人機傾斜攝影技術在城市三維建模中起到的重要作用不言而喻，與傳統的城市地面物體測量和建模技術相比，該技術具有便捷性、高效性以及低成本性等優勢。除城市三維建模以外，此項技術還有更為廣泛的應用需求，應該予以大力推廣。

參考文獻：

[1]張軍，高潔純.無人機三維傾斜攝影技術在礦山監測中的應用[J/OL].世界有色金屬，2018（19）：17-18.

[2]尹璐璐.無人機傾斜攝影測量在城市三維建模中的應用[J].山西建筑，2018，44（34）：207-208.

[3]張飛，倪自強.無人機傾斜攝影測量在智慧城市建設的應用實例分析[J].智能建筑與智慧城市，2018（11）：115-116.

作者簡介：王佳龍（1988-），男，遼寧康平人，研究生，研究方向：測繪。