浅谈倾斜摄影测量技术在数字城市建设中的应用

浅谈倾斜摄影测量技术在数字城市建设中的应用

王建伟

广东新禾道信息科技有限公司广东省广州市510000

摘要：过去我国的城市地理信息系统大多使用的是二维模式，而在数字城市的发展形势下，三维地理信息系统越来越普及。倾斜摄影技术主要是克服以往垂直拍摄的局限性，利用同一飞行平台搭载多种传感器，从而能够从不同的角度对地物进行拍摄，能够更加全面而真实的展示出地物的影像，这是测绘领域的一项新技术。倾斜摄影技术更加适合人眼对物体观察的视觉特点，通过网络的操作，可以更加形象的体会到三维测量的交互性。这种对城市虚拟环境的体验，能够让操作者更加直观真实的感受到城市的全貌，并且为城市规划发展提供重要的参考依据。

关键词：倾斜摄影测量技术数字城市建设；应用

一、倾斜摄影测量技术的工作原理

该类技术主张利用五台传感器在同一个飞行平台之上予以捆绑，保证能够同时透过一个垂直和四个倾斜，以及五个不同角度获取影像信息，同步状况下将航空、航速、航向等参数记录完全，保证后期倾斜影响资料分析结果的可靠性。在同一时段内，飞机往往会进行几组摄像重叠照片连续性拍摄，相同地物能够在三张相片之中找到，如此便合理减轻了业内人士分析建筑物结构的压力，同时可以确保他们选取当中最为清晰的照片完成纹理制作任务，进一步为用户提供较为真实的场景信息。

二、数字城市及倾斜摄影测量技术

当前数字城市还仍然是一个概念，对于数字城市内容还很难界定，但数字城市并不是虚拟的东西，其在未来城市建设和城市生活中随处可见。当前数字城市作为城市的发展战略目标，在实现过程中需要整合城市的各种数据，使其实现共享并对其加以利用，依托于网络化平台，从而为城市人们生活、工作和学习带来更多的便利。

在数字城市建设过程中，需要应用到倾斜摄影测量技术。倾斜摄影测量技术在国外很早就开始研究和应用，对人们使用和获取地理信息带来了更多的便利。我们引进倾斜摄影技术的时间较短，通过引用和运用倾斜取景技术，不仅开辟了我国摇杆影像交易的用的新视野，同时还有效的提高了我国数字城市建设方面同获取基础数据的能力和效率。而且利用倾斜摄影技术研发的航空倾斜摄影地理空间信息和应用平台系统，能够为各行业提供更加真实和可靠的数据支持，而且具备可测性的三维空间信息服务，有利于进一步推动社会公共事业和社会经济的快速发展。近年来通过倾斜摄影技术的应用和发展，在一定程度上对传统的垂直影像的功能和观测面进行了拓展，可以直接对建筑物的立面进行观测，并直接在影像金牌拍上实现对物体长、宽、高和面积的测量，识虽电杆和灯杆等特优，进一步完善了数据信息的可读性，进一步拓宽了利用倾斜摄影的3D观测GIS数据的手段。而且利用倾斜摄影获取的资料能够用于三维建模，从而完成建筑物几何模型的建立。另外，利用倾斜航空摄影技术与3D块状模型技术有效结合后，还能获取到真实图像的纹理细节的3D模型。

三、倾斜摄影测量的关键技术型因素

1、多视影响联合平差技术

其全面容纳垂直摄影和倾斜摄影等数据，相比以往不能理想控制倾斜数据的空中三角测量系统来讲，多视影响联合平差技术能够愈加细致地界定影像之间的具体几何变形，甚至是遮挡关系。尤其经过POS系统供应的多视影响外方位元素交织作用下，加上粗细金字塔匹配战略性作用，使得单位级影像上都可以自动化地完成匹配和自由网光束法平差等处理任务，保证后期获得较为理想的同名点匹配结果。

2、多视影像密集化匹配技术

结合以往丰富的实践经验整理论证，摄影测量工作中经常面对的问题便是影像匹配质量不佳，须知多视影像本身保留覆盖范围广泛、分辨率高等特性，所以，究竟怎样在匹配环节中将冗余信息全面考虑进去，进一步获取精准化多视影像上的同名点坐标以及相关地物的三维信息，这便是多视影像匹配工作的核心任务点。因为进行一类匹配单元或是策略沿用过程中，始终无法全面化获取建模要求的同名点，在此类背景控制范围下，以计算机视觉为基础的多基元、多视影像匹配等技术项目，开始引起相关研究人员的瞩目。

四、倾斜摄影测量技术的应用现状

1、现有的倾斜摄影测量技术的应用范围

由于倾斜摄影测量技术的优势，全球大部分国家将此技术应用在应急指挥、国土安全、城市管理、房产税收等行业。而国内将此技术多应用于国土资源、房产税收、人口普查统计、数字城市构建、城镇管理、灾害评估、环保监测等领域。现代很多企业也利用此技术优化管理运营，比如在建筑工程、三维实景导航、旅游规划等方面。其中在国土安全和自然灾害评估、三维实景导航上的应用最为实际。也可以应用倾斜摄影测量技术对森林火灾进行时时监测，确保自然环境、农业发展、海洋物种生态平衡等。将倾斜摄影测量技术与无人机技术进行有效结合，对灾害发生地实施营救或物资投放等救援活动起到积极作用。广泛为测绘、规划、应急、公安、旅游文化等行业提供低成本高效益的信息数据服务支持，从而提升社会的经济效益。但目前国内还没有发展出此类平台。

2、遇到的挑战

倾斜摄影测量技术的发展时限并不久，各方面还未完善，在使用时还有一定的限制：（1）该技术在采集数据后的影响匹配时，因倾斜摄影的角度较多，所呈现的图像比例尺寸并不一致，且分辨率存在差异，在拍摄时会因地面建筑或树木遮挡的原因导致所采集的数据信息含有较多偏差，严重影响后续影像的三维精度。因此，在后期的图像处理中，还需要考虑到如何利用现有科技或改良倾斜摄影测量技术，将拍摄图像中的冗长杂余的数据信息进行无损去除，保留高精度的匹配数据。（2）在倾斜摄影测量后所形成的三维建模在表述物体的整体同时，部分地方会出现缺失或者发生图像失真现象。因此，为了建造完整的三维建模，需要对其需要展现或表达的缺失的地方进行重新测量，这时候多采用人工拍摄，但后期拍摄补修的图像与原三维建模有差异，且人工拍摄因角度或人为因素影响，图像清晰度不易达到标准，且增加成本。（3）随着无人机的使用广泛，将无人机和倾斜摄影测量技术相结合。但在实际操作过程中，无人机续航能力不强，拍摄的距离较短，且时时需要人在其左右更换电池，相关研究人员还需要解决无人机的续航能力。

五、倾斜摄影测量技术在数字城市建设中的作用

倾斜摄影技术在数字城市的建设中具有重要的作用，它能够通过三维建模技术规划相应的辅助和决策平台，为工作人员提供一个真实的三维城市建设模型，城市建设人员可以利用这种逼真的城市环境对城市建设所用区域进行各方面的评价、道路规划、城市景观的设置等等，安排好城市的建设功能，提高工作人员的工作效率，促进数字化城市建设的顺利完成。

1、倾斜摄影测量技术的辅助作用

倾斜摄影测量技术在数字城市建设的过程中具有辅助作用，帮助工作人员进行规划。城市建设的工程师和设计师通过对虚拟环境中的城市建模设计城市发展的建设方案和计划。工作人员和专家能够通过对倾斜摄影测量技术进行不同间距的分析、太阳光的模拟、建筑物高度分析、建筑物墙体的透视分析等来模拟数字化城市建设的方案，最终通过对城市建设方案的讨论选择较为合适的方案供决策者进行选择。

2、对违章建筑物的监督

在我国城市的建设过程中会出现许多违法搭建建筑物的情况，一般它们的位置都极为隐秘，通过人为的观察是很难发现的，但是通过倾斜摄影测量技术的应用能够很好的了解每栋楼层的结构再通过与原先的影视资料对比就能够掌握问题所在。

结束语

在数字城市建设的过程中，三维地理信息系统具有重要的作用，而三维地理信息系统的创建需要精良的测绘技术，倾斜摄影技术作为测绘领域的一项新技术，为推动三维地理信息系统的发展奠定了良好的基础。倾斜摄影技术能够对地物进行更加全面的拍摄，但是其中也存在一定的不足，所以在后续发展的过程中还需要不断的完善，为促进我国城市三维模型的创建创造良好的条件。

参考文献

[1]马艳红，何天元，张大义，洪杰.支承刚度非线性转子系统的不平衡响应[J].航空动力学报，2014(07).

[2]杨国东,王民水.倾斜摄影测量技术应用及展望[J].测绘与空间地理信息,2016(01).