无人机倾斜摄影技术在城市实景三维建模中的应用

无人机倾斜摄影技术在城市实景三维建模中的应用

黄霞

上海市民防地基勘察院有限公司 上海200237

摘要：在无人机倾斜摄影技术不断升级与普及的同时，城市实景三维建模工作的开展也拥有良好的技术保障。但是，要想借助无人机倾斜摄影技术的优势，提高城市实景三维建模工作质量，为智慧城市的稳定发展提供保障，还需要进行更为深入地探索。

关键词：无人机；倾斜摄影；城市；实景；三维建模

0引言

城市实景三维模型是促进智慧城市进一步发展的基础和途径。城市实景三维模型中的各种数据，是了解城市各区域空间之间几何关系的关键。完成城市实景三维建模，并将其存储到计算机设备当中，可以提高信息的智能化与数字化发展水平，实现城市规划设计的数字化发展。另外，对城市实景三维模型进行科学合理地应用，还可以在城市中的各个区域内进行城市空间几何关系的分配，实现参数与单个对象的联系。由此可见，城市实景三维建模研究具有较强的现实意义。无人机倾斜摄影技术是一项技术性较强的现代化测绘技术，与传统的摄影测绘技术相比具有绝对的应用优势。但是，在将其应用到城市实景三维建模中的时候却出现了很多问题。只有对这些问题进行详细地分析，并制定出相应的应对措施，才能够将无人机倾斜摄影技术的优势充分发挥出来，提高城市的规划与发展质量。1无人机倾斜摄影技术在城市实景三维建模中的应用优势

1.1灵活性与适用性

在城市实景三维建模中，在现代化科学技术的辅助下，将无人机与计算机网络连接在一起，就可以将无人机飞行过程中相机拍摄的画面实时传输给技术人员。技术人员对这些画面进行观察和分析，就可以根据实际情况做出反应。而且，无人机的体积较小，重量较轻，飞行过程中容易被控制，不会对飞行区域的环境条件提出苛刻的要求。与大型飞机相比，无人机的飞行速度较慢，在拍摄地质图像方面也更加清晰。

1.2高效性

在城市实景三维建模中，无人机的应用具有较高的灵活性，技术人员可以直接根据城市测绘需求，获取测区内地质环境的相关数据，并保证数据的准确性与实效性。无人机倾斜摄影技术既可以应用到地质环境的勘探工作中，也可以在城市航拍等方面发挥重要作用。

1.3数据传输与处理效率高

无人机倾斜摄影技术的分辨率非常高，以0.1~0.5m之间最为常见。这一点绝对领先于大型飞机与卫星影像技术。无人机底座上搭载了航摄遥感设备，所以可以在飞行过程中，直接进行数据的采集、传输与处理[1]。

1.4技术先进

科学技术的进步及测绘行业的发展，极大地推进了我国无人机技术的发展进程，目前已经遥遥领先于世界。

2无人机倾斜摄影技术在城市实景三维建模中的具体应用

2.1无人机倾斜摄影测量与数据处理原理

2.1.1无人机倾斜摄影技术的应用原理

无人机低空遥感技术，是无人机航测技术、摄影技术与数据处理技术的有机结合，对无人机低空遥感技术进行改良，就形成了无人机倾斜摄影技术。无论是无人机倾斜摄影技术，还是无人机低空遥感技术，都不会在超高空范围内作业，因为高空环境中的气温非常低，且存在着严重的乱流现象，会对无人机和摄影装置造成损坏。

2.1.2无人机倾斜摄影技术的技术流程

在城市实景三维建模过程中，无人机倾斜摄影技术的应用流程如下。第一步，将无人机视为可移动的飞行平台，根据城市测绘工作的具体要求，安装相应标准的摄像头和传感器。近几年来，拥有5个感应头的摄像机是无人机倾斜摄影技术中的主要摄像机。第二步，对无人机上摄影设备的运行性能进行检测，确认没有任何问题之后，再正式开始城市测绘工作。第三步，对无人机的飞行参数进行设定，例如飞行航线、飞行高度等。然后加强对无人机飞行安全性的控制，确保获得优质的测量数据。第四步，在无人机航测过程中，要利用航飞和像控测量采集相关数据。第五步，在无人机设备返航之后，利用多视角三维空中三角测量技术和真三维模型自动生产手段，对无人机航飞过程中拍摄到的图像进行高速处理，生成最初的三维模型

2.1.3无人机倾斜摄影测量航线规划

航线规划是数据采集之前必须要完成的一项准备工作，航线规划越合理，数据获取质量就越高。与普通的拍照工作相比，无人机影像数据采集具有一定的特殊性。例如，普通的拍照工作可以直接由工作人员对无人机的飞行进行控制，进而对目标物体进行无规律的拍照。而无人机倾斜摄影技术的应用，不仅需要无人机保持相对平稳的飞行状态，还要使其沿着规定的路线，在特定的高度范围内飞行。

2.2数据处理

2.2.1无人机空中三角测量点的加密方式

在应用搭载了5个摄像头相机的无人机进行城市测量的过程中，摄像系统会对数据进行自动化加密处理，所以，这种测量方式又被叫做三角测量点。在摄像过程中，投影中心点、地面点和像点之间会形成一个三角形，将这3点连接在一起，就形成了一个封闭三角形，每张单独提取的像片都可作为一个解算单元，每张像片都可以找到与其他像片之间的公共点，同时参照公共点和野外控制点，将所有像片中的光束连接在一起，并进行整体平差和加密坐标处理，就完成了空中三角测量点的加密。

2.3城市实景三维模型的创建

在完成数据加密与数据解密等一系列操作之后，还需要进行相应坐标模型的创建。在这一过程中，为了保证三维模型的真实性，可以优先使用BentleyContextCap－ture工具进行数据处理和模型创建。与其他同类型的软件相比，BentleyContextCapture工具的应用表现出了突出优势。

2.4实景三维模型的精度分析

在城市实景三维建模中，无人机倾斜摄影技术的应用，是为了获得更加准确、有效及直观的坐标信息，包含肉眼可看到的建筑物或其他起伏物的长宽高数据。对城市实景三维建模中的视域技术应用进行分析，要想保证三维模型的准确性，需要对分辨率进行严格控制。无人机倾斜摄影技术在城市实景三维建模中的应用问题

3 无人机倾斜摄影技术在城市实景三维建模中 的应用问题

无人机倾斜摄影技术将无人机与小型高分辨专业相 机有机地结合，可以直接在城市范围内进行高效、精准地 航空测量，并借此获取与城市地理相关的影像信息。对这 些影像信息进行处理与整合，生成逼真的城市实景三维 模型，就可以为后期的城市规划工作提供支持。但是，在 多种因素的影响下，无人机倾斜摄影技术的应用依然存 在着很多问题，最终的城市实景三维模型创建效果依然 没有达到预期。

4无人机倾斜摄影技术在城市实景三维建模中的应用强化策略

4.1合理使用二次修复方式

为了降低不利因素对城市实景三维建模的影响，测绘技术人员在应用无人机倾斜摄影技术的时候，必须要做好相应地调整与优化工作。首先，合理选择无人机型号和相机型号，优化测量方案设计，优化测量设备参数设置等，确保所获测量数据符合建模要求[4]。其次，如果三维模型出现破洞或凸包现象，可以利用二次优化处理技术进行修复处理，例如破洞修复技术、凸包抹平技术。或者对地物目标进行重新改进，重建城市实景三维模型或者替换城市地物目标。

4.2合理使用快速修复方法

针对城市实景三维建模过程中出现的畸形、侧面纹理不均匀等问题，需要采用模型修复方法。城市当中不同的区域之间存在着很大差异，将多个控制点均匀分布到区域内，然后借助立体测图技术，对加密点位高度和平面位置进行计算，就可以获取所需数据。对空三技术进行合理的应用，就可以对影像数据进行校正，提高各影像数据之间的叠合准确性。

5结束语

综上所述，作为一项现代化的测量技术，其在城市实景三维建模中的应用发挥着不可替代的作用。其不仅可以获取高分辨率、多角度的遥感影像地理信息，还可以对这些数据进行妥善地处理和整合，生成高精度的城市实景三维模型。但是，受到多方面因素的影响，这一测量技术的应用优势还没有充分发挥出来。

参考文献：

[1]张秀雷，袁中朝，林士杰，等.浅谈无人机倾斜摄影技术在城市实景三维建模中的应用[J].科学与信息化，2021（27）：85-87.