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倾斜摄影测量在城市规划中的应用探讨金鹏宇

发表时间：2020/6/11 来源：《基层建设》2019年第34期作者：金鹏宇

[导读] 摘要：倾斜摄影测量技术通过倾斜、垂直等多角度进行影像数据的采集，弥补了传统航摄技术的不足，在军事侦察、文物保护、施工建筑、考古等领域得到了广泛的应用。

        云南昂久建设工程有限公司云南昆明市 650051
        摘要：倾斜摄影测量技术通过倾斜、垂直等多角度进行影像数据的采集，弥补了传统航摄技术的不足，在军事侦察、文物保护、施工建筑、考古等领域得到了广泛的应用。在城市规划活动进行中，积极引进倾斜摄影测量技术可以起到良好效果，具体应用环节，需要按照一定科学流程进行，包含做好充分准备、构建三维模型获取数据以及使用软件加以辅助等，这样能够良好提升城市规划整体水平。倾斜摄影测量作为一种新型测绘技术，能够快速获取实景三维影像，具有纹理清晰、可量测的优势，逐渐被广泛应用在城市规划工作之中，为有效提升城市规划工作水平提供良好支持。文章着重介绍倾斜摄影测量的基本情况，阐述其在城市规划中的应用流程与内容，希望能够为城市规划工作的顺利开展提供借鉴和参考。
        关键词：倾斜摄影测量；城市规划；三维影像
        1倾斜摄影测量概述
        为了保证获取地形地物的表面纹理，在获取影像数据时相机需要倾斜一定角度。目前五镜头相机是国内比较主流的倾斜摄影系统，搭载5台传感器，同时从1个垂直、4个倾斜等5个不同角度的方式获取影像数据，而无需转动云台，加快获取数据的效率。近年来市场上也出现了两相机、四相机等多种倾斜摄影系统。倾斜摄影测量技术是多台传感器搭载在同一飞行平台上，同时从垂直、倾斜等不同角度进行影像采集，获取完整的地形地物表面信息，倾斜角度拍摄的照片叫做斜片，垂直角度拍摄的照片叫做正片，无人机在拍摄时同时精确记录当时的航高、航向、经纬度、航速、俯仰角等地理信息。数据采集完成后将照片添加到ContextCapture(原Smart3D)中，通过空中三角测量加密，重建三维模型。
        2城市规划流程
        2.1充分准备
        城市规划工作实施环节，需要选择合适的倾斜摄影测量仪器，包括无人机、航空照相机，保证航拍环节的稳步进行。测量建模过程中还要注重挑选先进科学的软件，如Smart3DCapture软件可以在空中实施三角测量工作。而引进武汉天机航空公司的DPModeler软件，可以采集数字线划图，精细化处理模型，确保建模的完整性和准确性。只有做好充分准备工作，才能够得到更为真实的立体成果，开展高精度测量活动，有丰富的纹理信息支持建模作业，并在较短周期内完成操作。
        2.2构建三维模型
        以“智慧城市”为例，城市规划建设的面积和规模较大，人工建模难度较大，使用倾斜摄影测量技术，从城市出发开展实景三维影像建模活动，切实开展航拍工作，全方位获取地面物体信息，借助于专业技术软件开展自动化数据处理工作，减少劳动力人工成本，且效率更高。
        2.3获取数据
        开展城市规划项目的过程中，通过倾斜摄影测量技术完成航拍作业，合理设置重叠度、航线条数，从而确定出大量的曝光点，预计达到数万之上，这样可以形成平均分辨率为4cm的照片。解压航拍数据，结合卫星星历精密计算，从而获取地理定位。细致检验好影像数据质量，挑选符合既定标准的数据，加以充分整理，存储到资料之后，提交最后的成果。
        2.4使用软件辅助
        在PG数字摄影测量工作站的支撑下，积极发挥光束平差法的优势，可以确定出影像坐标和外部元素内容[1]。加密处理倾斜摄影测量的数据，有效利用核线影像，将点和线之间的立体测量加以准确匹配，从而生成数字表面模型DSM。再借助于房屋和三角网，发挥过滤手段的作用，可以制作好DEM。而在制作TDOM的过程中，要积极使用到Photomesh软件，根据城市自身的实际情况，构建起完善的三维模型，完成全自动输入和输出工作，在人工纠正数据成果之后，可以达到较高的制作水准。

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        3实际应用
        3.1展示城市风貌
        借助于倾斜摄影测量技术，将能够有效改善该问题。倾斜摄影测量作业环节，无人机装置其中，并结合城市风貌展示的需求，实时设置好无人机的高度、角度以及飞行方向，从而在地面、空中等多个方面展现出城市真实风貌。以往展示城市风貌的过程中，多是在充分收集城市各项景物风貌之后，挑选出具有代表性的场景，再加上一些视频解说和人物采访，但这一手段并无法实现全部原始风貌的展现目的。
        3.2辅助规划决策
        良好使用倾斜摄影测量技术，并融合BIM技术手段等类型，规划和设计城市原有街区，直观性增强，且能够保留下城市建筑中的原有部分，使其和更新部分共生[2]。从城市三维影像成果出发，编辑和设计好城市建筑需要更新的部分，这样能够突出城市建筑的变化情况。同时在城市规划设计与管理环节进行中，改造城市街景、设置广告等方面的辅助决策之中，倾斜摄影测量发挥着显著优势，其能够跟随设计者、观赏者的视角，完整观察整个城市规划建设情况。
        3.3保护城市建筑
        完整留存城市传统和历史建筑影像资料，是后续开展维护、修缮工作的重要支持。但是需要注意到的是，多数建筑都缺失建造之初的图纸，影响到具体工作开展效果。而引进倾斜摄影测量技术，可以全方位量测到城市传统和历史建筑的各方位信息，留存其纹理信息，便于修复工作保持与最初一致。同时应用倾斜摄影测量技术保护城市建筑，还可以结合激光扫描技术，完成一体化扫描工作，构建起三维影像数据库，给后续保护工作提供精确的、清晰的、完整的数据。在现代城市规划环节进行中，需要注重保护传统和历史文化建筑，这其中不仅要求提高保护意识，还要能够从技术手段上加以更新和优化[3]。当前城市管理部门在保护传统建筑工作中还存在一定不足，很多建筑都处在失管状态中。
        3.4违章建筑的监测
        在封闭空间和屋顶等隐蔽部位存在着的违章建筑，很难准确取证、依法处置，而采用倾斜摄影测量技术将能够有效应对此类现象。首先，准确操作无人机，全面拍摄目标区域，使用正射影像的方法，可以得到正射影像图；其次，将不同时期下的目标区域影像图进行逐一对比，基本可以明确违章建筑的体量、位置等情况；再者，准确记录下违章建筑的信息，加以有效惩处，从而良好避免私建乱搭现象。城市规划工作实施中，需要在全面把握城市建筑风格和建筑类型的基础上，开展统一化设计，同时还需要设立出一定的实施标准，避免违章建筑的出现。违章建筑在城市建设中不可避免，但是由于其建设位置、规格和技术等方面存在着不合理之处，会存在一些安全隐患，影响到城市总体建设效果[4]。针对这种情况，需要切实开展细致有效的监测工作，及时发现存在着违章的建筑，并对其进行有效处理，维护城市建设正常秩序，保护城市的市容风貌。
        结束语
        总之，倾斜摄影测量技术手段在不断更新和优化当中，应用成本、制作费用都在逐渐降低，有效结合激光扫描技术、BIM技术手段等，能够进一步提升精确度。当前倾斜摄影测量技术在城市规划中的应用，可以体现在展示城市风貌、辅助规划决策、保护城市建筑以及监测违章建筑等方面。不容忽视的是，现阶段倾斜摄影测量技术应用中还存在着技术瓶颈，如建筑单体化问题的快速解决、受天气影响较大等。该项技术将会得到更好的发展，给城市规划工作提供更为高质量的服务，促进城市规划活动取得更好进展，支持城市建设与经济增长。
        参考文献
        [1]武兴明.倾斜摄影测量在城市规划中的应用探索[J].中国住宅设施,2018(04):6-7.
        [2]陈航,陈琦.无人机倾斜摄影测量在城市规划中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2018(08):3.
        [3]刘强.倾斜摄影测量在城市规划中的应用探索[J].山西建筑,2017,43(22):203-205.
        [4]黄继永.倾斜摄影测量在城市规划中的应用探索[J].城市建设理论研究(电子版),2017(09):167-168.