傾斜攝影測量技術在實景三維模型構建中的應用研究

劉源風

摘? 要：在科技的帶動下，傾斜攝影測量普及率提高，技術得到優質推廣。總結經驗可知，傾斜攝影測量是重要支撐技術，憑借其構建實景模型可行性較高，不僅周期短、精度高，而且模型搭建成本低，對測繪生產和全面化的空間信息服務是一種良好推動。城市3D 實景模型中，想要得到精確的結果，需落實好各個部分控制，為城市優化管理夯實基礎。本文將圍繞傾斜攝影測量技術，重點探討構建三維模型的方法，以便提供借鑒和參考。

關鍵詞：模型構建;實景三維模型;應用技術;傾斜攝影測量

引言：在經濟良好態勢中，智慧城市概念提出，新時期人們比較看重高精度的城市空間規劃，希望借助三維空間信息數據的收集來輔助城市管理及建設。所以在“智慧城市”策劃中，城市實景三維模型不容忽視，是最基礎的保障。但在三維模型建設中，傳統的航空攝影測量弊端較大，技術精確度不高，只能單純得到地物頂部特征，而無法掌握其全貌，紋理信息獲取有限。在這樣的背景下，需借助傾斜攝影測量技術提高模型搭建質量，為智慧城市建設夯實基礎。

1傾斜攝影測量概述

1.1 傾斜攝影測量技術

傾斜攝影技術是多種技術集成，屬于新樹立起來的行業標準（國際測繪領域），作為一項高新技術，該技術應用價值高，滲透面比較廣。它顛覆了傳統認知，打破了拍攝局限，正射影像的獲取不再單一從垂直視角切入，而是通過搭載多臺傳感器捕捉實景信息。實踐表明，該技術的應用，可以實現垂直、傾斜等不同角度影像采集，從而展現直觀世界[1]。這種拍攝方法，更加能滿足人們的視覺感受。拍攝相片時，還可以完成多項實時任務，例如：記錄航高、旁向重疊度以及較為精準的GPS坐標數據，通過有效數據采集， 為后續三維建模分析夯實基礎。

1.2傾斜攝影技術特點

傾斜攝影技術特點突出，將其應用于構建三維城市，具有一定的可行性。首先，可操作性強。在現實應用中，應用傾斜攝影技術，可實現多角度的拍攝，讓獲取數據簡便快捷，同時數據處理可靠性高，依托的是計算機軟件解算，數據應用效果理想，自動化程度高。其次，模型更接近真實場景。應用傾斜攝影技術完成仿真模型搭建具有可行性，因為模型更接近真實場景，可直觀分析現場情況。相比于正射影像，傾斜攝影技術更值得推廣，畢竟這一技術改變了只能單一角度拍攝的現狀，同時可提供多角度紋理信息。有了基礎信息支撐后，便能不斷充實地物的側面細節，從源頭提高建模質量，彌補模仿真度低的缺陷，提升建模的可行性[2]。再次，成本低。研究發現，相同的拍攝時長中，采用傾斜攝影技術可獲取五倍數據，為同名點匹配夯實了基礎，有利于縮短節省建模時間， 獲取建筑物信息更加多面。應用該技術最大優勢是減少航拍次數，從源頭降低儀器損耗。最后，較大的視場角保障。實踐環節中，可根據相機安放角度（傾斜攝影相機），適當調節視場角，拍攝更加精準、快捷。

2三維模型構建方法

2.1技術流程

想要掌握三維模型構建方法，首先要明確其技術流程。基于傾斜攝影測量，可全面捕捉空間信息，實施多角度精準拍攝。低空攝影測量系統的增加，對構建三維實景模型幫助較大，具體技術流程如下：（1）數據預處理。現實工作中，對系統數據資料實施高精確處理，同時完成細致分析，找到缺陷的數據資料，將其從資料庫中去除，應用這樣的方式，確保資料的完整性，并保障格式正確，為后續資料應用提供便利。（2）三角測量。三角測量是至關重要的環節，利用傾斜攝影測量，可獲取影像方位元素。在此基礎上，完成外方位元素校正，實現 影像密集匹配，確保三維點云的精確，提高三維實景模型搭建質量。（3）選擇紋理信息。實際應用中，基于各三角形面片，選擇最佳紋理信息，在核心技術保障下進行紋理關聯，同步完成城市3DTIN的輸出。

2.2三角測量

前文已經提到了，三角測量是整個技術流程的核心，非常關鍵。同名像點自動量測算（傳統技術手段）由于精度小、效率低，已不能匹配傾斜影像，所以需要嘗試新的測量技術。三角測量技術先進，以POS系統的觀測值為基準，結合傳感器成像模型，可構建真實物方坐標。針對傾斜相機平臺，為了強化其應用效果，均匹配了傳感器模型，這一技術手段目的是持續優化航攝參數，確保實際連接點的精度。

結合現實經驗可知，傾斜攝影會同步完成同一地物的多影像覆蓋，所以空三連接點匹配要浪費一定的時間。為了完善這一應用不足，三角測量想要提高效率應分5步進行：（1）技術實施階段，參照航攝區域大小（重要參數），完成子區域網的劃分，確保劃分的精細化與合理化。通過連接點匹配等手段，搭建形態穩定的子區域網，同時還要保障剛度指標合格，為后續操作提供便利;（2）合并所有子網，完成區域網的平差，確保區域網搭建的精度與剛性。（3）引入外業像控點，落實好檢查點的布設，將上述點位與區域網匹配、融合，在此前提下結合影像具體位置，優化三維模型，搭建理想的裸眼立體環境。（4）區域網平差解算，借此規劃投影坐標系，確保坐標系的精確。（5）提交空三加密成果。這是重要步驟，不容忽視。

2.3構架3D實景模型

在上述步驟完成后，便可以實施模型架構了，3D實景模型的優化需考慮眾多因素，其中外方位元素要高度重視。通過更正和優化此類元素，進行立體像的創建。需要注意的是：搭建3D實景模型期間，還要匹配影像密集區配等手段，借助先進技術集成，強化建模的實際效果。在模型搭建中，要借助各類冗余信息，同時引入并行算法，獲取影像同名點坐標，借此提高模型精準度。同時優化三角網，結合現實情況落實好三角尺寸的調整，借助合理方式減少數據冗余，確保模型矢量架構理想化。

結論：通過研究可以看出，采用了傾斜攝影測量后，模型的精細化程度有所提升，數據捕捉也更加全面。應用傾斜攝影測量，是一種有效嘗試，可提高三維建模的水準，給“智慧城市”實現夯實了基礎。未來，隨著傾斜攝影測量研究深入，實景三維將助力更多行業，并良好帶動社會發展。

參考文獻：

[1]劉東.基于傾斜攝影測量的實景三維模型測圖技術在“房地一體”工作中的應用分析[J].華北自然資源，2021（04）：61-63.

[2]昌圣翔.BIM和傾斜攝影測量技術在實景三維模型中的應用[J].廣東建材，2020，36（04）：25-26.