摘要：随着经济的发展和社会的进步，测绘新技术不断提高，倾斜摄影测量成果不紧在测绘领域应用广泛，而且还渗透到城市规划领域，城市规划中不少也运用了倾斜摄影测量的成果，无人机倾斜摄影测量技术可以生产出实景三维模型，运用相关对模型进行数据处理与分析的三维软件可以对实景三维模型进行规划方面的应用分析，比如规划编制、规划管理、规划方案比选等方面提供新的数据分析与处理的方法。倾斜摄影测量成果从空间上突破了传统的城市规划从二维向三维的革命性转变，提高了城市规划的工作效率，为城市规划带来了新的思路与方法。
关键词：无人机；倾斜摄影；三维模型；城市规划；应用
引言
在我国测绘技术现代化和信息化发展的大背景下，新型的测绘手段得以快速发展，无人机低空遥感系统应运而生，其具有成本低、快速方便、影像分辨率高等特点，已然成为现代测绘重要的数据采集和处理手段。无人机倾斜航空摄影技术作为近年来迅速发展起来的一项高新测绘技术手段，为“数字城市”的建设提供了更为高效、快捷、海量的三维模型数据支撑，同时促进了三维模型数据在各个领域的广泛应用。相较于传统的三维模型制作，倾斜摄影实景三维建模具有人工干预少、生产效率高、场景逼真等优势，也极大的满足了城市日益更新变化的规划设计需求。随着工业级无人机倾斜摄影系统以及各类自动化建模软件的相继问世，人们对实景三维建模及其应用的研究有了更有力的硬件以及软件支撑。目前对倾斜摄影实景三维建模的研究主要表现在无人机倾斜摄影系统硬件的优化、多源数据融合建模、建模技术流程、建模成果修复及应用四个方面。本文将根据实际应用案例详细介绍使用无人机倾斜摄影实景三维模型在城市规划建设过程中的应用方法，提供一定的实际参考价值。
1倾斜摄影特点
与传统建模技术相比，倾斜摄影具有真实性、高效率和高性价比的特点。真实性:倾斜摄影模型可写实地反映地物的外观、位置、高度等属性，能够获取更加全面的地物纹理细节，呈现出符合人眼视觉的真实世界。让规划人员从多个角度观察地物，更加全面、直观的掌握规划区域的实际情况。高效率:倾斜摄影技术借助无人机等多种飞行载体，利用专业处理软件，可快速采集影像数据、实现全自动化三维建模。通常需要1年-2年才能完成的中小城市人工建模工作，借助倾斜摄影技术只需3个月-5个月时间即可完成。高性价比:倾斜摄影模型是带有空间位置信息的测影像数据，通过与地面控制点相结合，可以获得基于真实坐标的高精度模型，可直接对成果模型进行高度、长度、面积、土方量等的量测，极大地扩展了遥感影像的应用领域，同时，在生成三维模型的基础上，还可以进一步快速生成正射影像、地形图等多种数据成果，替代传统航空摄影测量。
2无人机倾斜摄影三维模型在城市规划中的应用
2.1历史建筑保护
我国历史建筑数量多、分布广，保护和利用好历史建筑，对延续城市历史和风貌、提升城市品质意义重大。除了公众保护意识要提高，更需要有好的办法来保护。全方位影像是日常修葺、维护甚至是损毁后重建需要的重要资料。倾斜摄影技术可以采集各种大型、复杂的实体历史建筑信息，快速重新构建实景三维模型，为历史建筑的保护、修缮等提供直观精确的依据。
2.2规划管理方面
目前，很多地方规划部门在积极探索新的方式进行城市规划，运用三维模型及其三维数据处理与分析软件是一种很好的方式，为规划部门提供了新的方式。方便了规划部门的工作，提高了工作效率。①快速获取城市现状模型，在三维规划系统中，如果需要快速获取某一区域的现状三维模型，根据区域大小可以选择不同的飞行平台。
比如像1-4个平方公里的小区域，可以用旋翼的无人机一周就可以飞完；多达几十平方公里的，可以用固定翼几天也可以飞完；对于整个城市来说，可以用大飞机进行拍摄，几天之内也可以飞完。然后建立三维模型，可以快速的获取测区的实景三维模型，保证成果的现势性。②辅助规划审批，通过建立的三维模型与编辑好的三维虚拟环境中的地物，二者可以很好的反应出真实的规划效果，在进行报建审批时，审批部门对规划指标、日照、容积率、建筑密度一目了然，为城市规划管理审批决策提供了依据与便利。③竣工核实，由于现在大城市的建筑物都是楼层较高，体量较大，结构复杂，运用传统的竣工测量方法，操作复杂，一些重要的空间信息上表达不够确切。运用无人机对竣工建筑进行航飞，生产实景三维模型，时间短，操作简单，不仅可以弥补传统的竣工测量工作，还可以与设计方案进行对比，发现传统竣工测量不能发现的空间问题，还可以完成对城市现状的实时更新。④辅助规划监察，由于城市建设用地有限，房价高，存在一些非建设用地被违建，房屋违法加建。运用传统的巡查方法查处违法行为存在耗费人力、物力、时间以及一些人为因素问题。应用无人机对需要监察的区域进行定时的倾斜摄影测量，投入人力少、物力少、时间短，还可以不受人为因素影响。通过生产的实景三维模型以及正射影像，运用叠加分析方法及时的发现违法用地与违章建筑，提高了规划监察工作效率。
2.3实景模拟
在规划设计过程中，规划编制人员可以利用倾斜摄影模型作为规划设计的基础，直接在三维模型上进行地形修改，建筑规划、房屋拆迁改造等设计工作，而不再是依赖于传统的抽象地图数据进行规划设计，使得规划人员真正的站在上帝视角审视整个规划区域，让规划编制过程更加的贴近真实。在规划汇报、规划成果展示阶段，倾斜摄影也能够充分的发挥其真三维建模的优势，通过将规划设计成果与倾斜摄影模型进行结合，给用户带来极大的真实沉浸感。使得规划不再是独立于纸上，而是真真正正的与实际相结合，为用户展现规划实施后的真实场景效果。
2.4空三加密及建模
①空三加密，空三加密即解析空中三角测量，是倾斜摄影实景三维建模的关键流程，采用GPS/IMU辅助空三加密的基本原理是通过记录照片曝光瞬间摄站点经纬度坐标以及照片姿态参数，参与摄影测量与非摄影测量观测值的联合平差，解算加密点高程及平面位置，求得航摄像片的外方位元素。主要流程为影像特征点提取、同名特征点匹配、影像外方位元素计算。②实景三维建模，实景三维建模的主要原理是根据原始影像、相机文件及POS数据进行区域整体平差后，采用多视角影像密集匹配进而实现三维TIN格网构建以及三维模型白膜创建，最后进行纹理自动映射生成实景三维模型。该软件在进行三维建模时具有人机交互操作较少，自动化程度高，可通过分块进行集群并行处理数据，极大的提高了生产效率。
结语
无人机倾斜摄影系统的出现给三维GIS技术的发展提供了全新的解决方案，相较于传统的手工建模，极大的提高了三维模型数据的更新速度，由于其具有易于获取、生产效率高等优点，已在多个领域中发挥出重要作用。在本文中介绍的应用案例仅是该成果在城市规划建设中应用的一个案例，以此提供一定的参考价值。实景三维模型数据还可实现与规划设计的建筑模型BIM相结合，展示规划设计成果在真实场景中的真实效果。后期将进一步挖掘实景三维模型在城市规划中的应用方法以发挥其更大的作用。
参考文献
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