中铁二院测绘院重庆勘测设计处 重庆市 401121
摘要：科学技术的发展为测量行业便捷性地开展提供了基础条件，而今更为精准的倾斜摄影测量技术在测量工程中经常被用到。其因以无人机为主体的科学化操作方式，加之在数据处理上更为高效精确，故在行业技术发展中的优势更为显著。倾斜摄影测量技术的发展也极大推动了我国铁路勘测工作革命性的进步，促进了铁路工程建设的蓬勃发展。无论在工程勘察设计、施工建设还是运营维护阶段，都需要通过测绘技术，快速、准确地获取大范围的测绘地理信息数据。基于此，本文对无人机倾斜摄影测量技术在铁路工程中的应用进行探析，以供参考。
关键词：铁路工程;应用；无人机倾斜摄影测量技术;浅析
引言
倾斜摄影测量技术作为近年来国际测绘遥感领域发展十分迅速的一项高新技术，为了充分获取地物侧面信息，与传统摄影测量方式不同的是，其通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，从一个垂直和多个倾斜的不同视角采集影像，大规模、多角度地全面感知复杂场景，给仅通过垂直角度获取影像进行三维建模的传统摄影测量直接提供了丰富的地物侧面信息，减少了其需额外对建筑物侧面纹理信息进行采集及影像修正的工作量，使得三维重建技术的成本大大降低。相对二维数据，通过高效的数据采集设备及专业数据处理流程生成的三维实景模型数据成果真实直观地反映地物的外观、位置、高度等信息，满足用户多角度浏览和实时量测，全面的体现客观实际，作为三维可视化大场景的基础，实现空间数据的直观化与可视化。同时在严格按照测量规范要求的前提下，地面控制测量完成对测区的控制网设计及测量，为模型成果的精度提供了基础.
1、倾斜摄影技术介绍
倾斜摄影的概念最早于20世纪90年代提出，在欧美等国已历经几十年的研究与发展。在我国，随着2010年第一款由刘先林院士自主研发的倾斜相机SWDC－5的诞生，倾斜摄影技术正式进入我国并得到快速发展，短短9年时间，倾斜摄影技术从初步探索到日渐成熟，大量倾斜摄影项目也应运而生，弥补了我国倾斜摄影测量史的空白，推动了测绘行业的进步。我国铁路建设方兴未艾，无人机倾斜摄影技术在铁路勘察设计、施工建造、运营管理各阶段均得到了探索性的应用，从带状地形图、断面图的生成到实景三维模型的制作都展现出巨大的潜力。倾斜摄影技术的原理是通过在飞行平台上搭载多个传感器，分别从垂直方向以及倾斜方向同时对地物进行多角度拍摄，以获取全面丰富的地物信息。通常，将搭载五镜头的相机作为传感器，曝光一次可得到一张垂直影像和四张与地面成一定倾角的倾斜影像，且每张相片间均有一定比例的航向及旁向重叠度，一般航向重叠度不低于80%，旁向不低于60%，获取到的影像数据包含了丰富的地物细节信息。该技术弥补了传统的航空摄影仅能获取地物的垂直影像而导致地物侧面纹理信息不足的问题，能够得到更真实更符合人眼视觉的直观世界.
2、倾斜摄影测量技术特点
倾斜摄像测量技术的特征就是能够在实践的过程中真实快速反映实际情况。在开展地形物测环节的过程中，通过该技术的应用，可在三维数据应用的基础上对地物外贸进行捕捉，同时能够对地物的高度位置海报等属性进行测量，真实地建设三维数据。同时在实践过程中该技术的应用，可弥补人工模拟出现的质量不高、性能不强等特点；还可有效地提升测量的数据，提高测量的空间；通过该技术的应用可以快捷快速真实性的将数据获取提高了工程的开展。目前，铁路行业多选用体型小巧轻便的无人机作为飞行载体，搭载轻量化的5镜头相机。该方法相比于传统航测在前期申请空域时受限制较小，作业手续简单，流程快捷，便于操作。在后期利用数据进行三维建模时，借助专业软件，常用的有Bentley公司的ContextCapture、Skyline公司的Photomesh等，大大提升了建模效率。
3、倾斜摄影测量技术在铁路工程中的应用
3.1、在铁路勘察设计阶段
通过倾斜摄影技术获取的影像经处理可得到线路局部工点的高精度地形图、断面图，便于后续专业对重要工点进行精细化设计。
其生产的实景三维模型可用于反应线路周边地物地貌的真实情况，方便设计专业人员更加清楚的了解线路的走向，通过虚拟踏勘来减少野外实际踏勘的时间，从而达到辅助设计的作用。在项目汇报时，实景三维模型可以以视频的形式进对规划线路进行直观完整的展示，便于决策者对不同线路方案的比选，起到辅助决策的作用
3.2、桥梁设计
基于实景模型可立体观测桥隧位置及周边地形地貌环境，辅助进行桥梁位置和隧道出入口的调整，提取敏感点高程值，指导桥梁隧道工点的优化和调整。在设计阶段，可进行桥梁设计模型与地表既有附属物的设计碰撞，让设计人员全面把控现场环境，及早发现设计隐患。在施工阶段，通过施工现场三维实景模型的建立，还可以进行施工现场管理与桥梁外观检查等工作，确保施工的顺利进行。
3.3、测绘应用
相比传统的航空摄影测量，倾斜摄影测量建立的三维模型数据在精确反映地物地理信息的同时还实现了多角度、大范围、高清晰的复杂真实场景感知，完成了基于小范围立体像对和点特征的传统航测技术向基于多视影像和对象特征的真三维倾斜摄影测量技术的转变。基于倾斜三维模型数据可以快速完成大比例尺地形图测绘、电子调绘、地籍管理、及各类工程规划建设系统地理数据获取等工作。
3.4、在铁路运营管理阶段
倾斜摄影技术凭借其快速、高效、精准的建模方式可作为基础场景数据集成于各大铁路运营管理平台，快速完成既有铁路基础设施数字化的工作，并提供信息化服务，推动铁路向智能化、数字化的管理方向发展。此外，由于实景三维模型能够真实反映地物地貌，可同虚拟现实技术相结合，配备VＲ设备，给用户带来沉浸式的体验，足不出户便可拥有逼真的乘车及观景体验，具有很大的商业价值。
4、倾斜摄影测量技术的展望
通过不断地实践和发展，其被应用的领域也在不断扩展。此外，此类技术应用的基础上，也可与其他现代化的技术进行联合应用，例如无人机技术所实施的高空摄影，既扩展了测量的视域，同时也获得更为全面精细的数据。由于倾斜摄影测量技术属于新型的一类技术，且其在我国尚处在初步应用阶段，因此其的诸多优点和潜力尚未彻底发掘出来。鉴于此，在具体应用此类技术的过程中，有关技术人员应加强对其的深入挖掘，以为测量技术的高质量发展提供基础保障。
结束语
倾斜摄影测量技术与传统框幅式航空摄影规范的规定相比，很大程度上减少了外业控制点的布设数量，降低了野外作业的工作量和成本，提高了工作效率，为后续工程实践提供了技术参照。克服了基于传统二维平面操作的局限性，有效提高了铁路勘测的精度与效率，成功辅助铁路勘察设计的高效高质量进行，在铁路工程领域具有广阔的应用前景。
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