山西应用科技学院 山西太原 030062
摘要：本文主要对城市级大范围尺度下工程项目过程中，对数字化模型建模的需求入手，论述了倾斜摄影测量技术的实现与基本工作内容，并对比了几种不同种类的建模技术在其基本工作流程、数字产品等方面的优势与不足等。同时还了倾斜摄影测量技术的应用现状与不足进行了简要论述。
关键词：倾斜摄影测量；模型建模；3S技术；
近年来，随着我国不同城市范围内，旧城区改造项目的广泛开展，老旧的公共基础设施与建筑急需进行更新与调整。针对在较大范围尺度下的工程建设项目，传统的工程测量的作业流程，诸如常规的全站仪、GPS与RTK等测量技术，存在着人工劳动力需求较大，且由于测量数据的庞大与各工作组别之间数据的沟通存在滞后等特点，大多数测量作业的工作效率较为缓慢；部分已建成的老旧建筑的三维数据测量无法轻松实现等因素。这就需要能够通过一些新的技术手段，尽量减少人工劳动力需求较大的外业作业环节，将数据的获取简单化、高效化，能够尽量在室内完成数据的观测、计算、绘图与建模等工作内容。
1、倾斜摄影测量技术的实现与基本工作内容
倾斜摄影测量技术，早先是由航拍技术推广而来[1]。在测绘工作领域，摄影测量技术包含传统的航拍技术与遥感技术，其中航拍是利用飞机搭载CCD图像传感器，对研究区进行影像数据的获取并加工。这种航拍影像数据，只能获取地物的正射纹理，而其侧面信息无法获取。遥感技术是通过地球表面的遥感卫星所搭载的高精度多光谱图像传感器，对地表物体进行多光谱影像的获取。这种方式，要比一般的航拍数据更加的丰富，得到的影像不仅是可见光光谱范围内，其他不可见光谱反射到传感器的数据的获取也能够实现，故遥感技术近些年来在各个领域有着非常重要的应用，可以实现对地表、地下、水体、大气等各个领域的多元信息进行获取。
倾斜摄影测量技术，是利用无人机搭载单镜头或多角度镜头，对研究区域进行影像获取的过程。所谓倾斜，就是依靠多角度镜头在飞行过程中，除了正射影像的获取以外，还同时对地物进行多角度的影像数据获取，这样以来就可以实现地物的侧面数据。倾斜测量技术的工作流程，首先是针对研究区的大小与搭载的镜头个数规划飞行航线。其次，在数字影像数据获取的同时，市面上较多的航测无人机都同时搭载了GPS模块，能够轻松获取航测过程中点位的真实数据，为后期模型的拟合过程提供地理参数数据。第三，针对较大范围的倾斜摄影测量，为了实现精度的要求，需要在研究区地面布置若干成像精度控制点，通过航测数据与成像精度控制点的真实地理数据进行比对，提升后期模型的建模精度。第四，影像数据的获取结束后，通过计算机相关建模软件，如Smart3D、大疆智图、PIX4D等，对相关影像数据进行预处理得到灰度图像，然后进行匀光匀色，在此基础上进行图像融合处理，实现多视角影像匹配、正射纠正、空中三角测量、纹理匹配等一系列提升影像数据建模精度的若干操作，最终实现真实三维模型的创建过程。这种由倾斜摄影测量技术形成的真实三维模型，其精度在满足要求的前提下，可以轻松的进行相关测量数据的直接获取，从而减少了大量的劳动力外业测量操作，同时提升了数据获取的效率。
2、基于不同种数字模型建模的方法对比
对物体的几何参数进行量测，形成相关矢量数据二维图纸，进而转化为三维可视化模型数据，这种技术已经非常成熟。除了本文提到的倾斜摄影技术以外，其他的几种技术领域大体有以下若干模式：第一，传统的测量手段结合CAD软件进行二维矢量图纸的绘制，然后利用CAD、3Dmax等建模软件，进行三维模型制作。第二，随着3S技术的广泛运用，通过遥感数据的解译及地理信息数据的获取，可以通过诸如ARCGIS等软件平台，实现大范围场景的三维模型建模工作。第三，随着建筑信息模型技术的推广，BIM技术可以很好的实现建筑、地物等三维模型的精细化制作，其应用领域也已经推广的非常普及。
上述几种三维模型的形成原理有着较大的区别，并且每种方式有着其优势及较为明显的劣势：第一，传统的矢量图基于CAD及3Dmax等软件平台建模，其优点是针对模型的建模结果的数据精细化、可视化、美观化程度，往往可以满足相关要求，但同时对建模的工作人员的技术素养要求较高，其次，大范围的区域化地物实体建模工作量太大，往往很难实现快速建模与应用的过程，诸如对一个地区的所有建筑物进行模型重建，其耗费的人力及时间往往是较为庞大的。第二，基于3S技术的建模技术，在时效性上具有同倾斜摄影测量技术相似的优势，但3S技术所形成的实体模型，往往只具备浏览功能，数据产品无法正常使用。第三，BIM技术可谓信息化技术模型，尤其是针对建筑、土木领域，所有与该建筑有关的信息内容都可以拟合到BIM技术搭建的数字模型中，也即地物的外部与内部的所有相关信息都可以进行获取，这就比其他几种建模方式在数据的多元化上有着非常大的优势，从而可以轻易的实现信息流转与应用的高效化，无障碍化，所有的项目单位都可以在此平台上进行数据共享与利用。但同样的是，模型建模与信息融合需要较长的时间与人工劳动力，大范围的建模也不容易实现。
3、倾斜摄影测量的应用模式
基于倾斜摄影测量技术创建的三维模型，可实现在较短时间内，大范围的建筑、地物真实模型的重建。在此基础上得到的数字产品中，可以通过建模软件进行丰富的数据获取，借助真实的数字化模型，可轻松实现常规测量数据：平面范围内的距离、角度、坐标等，还可以获取三维空间内的高程、高差、包括倾斜距离等，还有区域面积、土石方量等参数的获取，同样还可根据模型的真实数据进行二维图纸的绘制。倾斜摄影测量技术的应用仍有较多层面与方向有待挖掘，除此以外，单镜头采集影像等技术领域仍存在较多问题，尤其是建模的精度等方面，还需要进一步的深入研究与验证。
参考文献：
[1]王超群.倾斜摄影测量技术应用及展望[J].内蒙古煤炭经济，2018，No.254（09）：56+89.
[2]李烨.基于倾斜摄影测量技术的三维数字城市建模[J].中国高新区，2018，000（001）：38.
[3]刘建军.基于倾斜摄影测量技术的三维数字城市建模[J].住宅与房地产，2017，000（009）：224-224.
作者简介：
姚健，（1989.12-），男，籍贯：山西太原，讲师，硕士，山西应用科技学院，研究方向：测绘与环境工程教学。