沈俊涛
山西家豪测绘集团有限公司 山西 太原 030002
摘要：随着科技的快速发展，测量的手段也逐渐增多，从传统的光学仪器到后来的电子仪器，操作越来越简单、智能。倾斜摄影测量技术不仅可以全面准确采集地物的各种纹理信息，而且具有较高的精度和效率，能够为三维模型的构建提供客观丰富的数据资料，因此在三维建模中得到了广泛应用。因此必须加强对倾斜摄影测量技术的研究，准确掌握各项技术要点和操作规范，提高外业数据采集以及内业数据处理的质量，以进一步提高三维建模的真实度。本文就倾斜摄影测量三维建模及精度展开探讨。
关键词：倾斜摄影；测量技术；三维建模；技术应用
引言
伴随无人机产业近些年的高速发展，使得无人机得以在各行各业实现广泛运用，在无人机活跃的众多领域中，应用较为广泛的技术当属无人机倾斜摄影测量技术，它通过与三维建模软件的配合，可以在工程建设规划、管线维护监测、考古文物保护等领域发挥巨大的作用。由于目前这项技术仍然不太成熟，并且有很多缺点急需完善。为了提升无人机倾斜摄影测量技术的运用效率，需要在镜头分辨率、传感器灵敏度、三维建模软件优化等方面做出改进，从而提升整体技术效率。
1倾斜摄影测量系统
传统的无人机低空摄影测量系统由三大部分组成：无人机航摄平台、地面配套设备和无人机航摄内业数据处理系统。无人机航摄平台主要作用是搭载倾斜摄影测量设备对测量区域进行数据采集。目前按照结构主要分为三种：固定翼无人机、无人直升机、旋翼无人机。其中常见的旋翼无人机有四旋翼无人机和六旋翼无人机。地面配套设备分为地面站系统和遥控设备两个部分，主要负责无人机飞行时的姿态调整和及时传输影像数据。无人机航摄内业数据处理系统主要处理的工作有：飞行路线设计，影像质量检查，软件建模。其中影像质量检查包含影像重叠度检查、影像旋偏角检查、影像倾角检查等。
2无人机倾斜摄影测量的特点
（1）反映地物实际情况并且能对地物进行量测。通过无人机倾斜摄影测量技术进行测量作业可以得到目标外观的三维数据信息，这些三维数据能够更真实的反映目标，与传统制作的模型相比较真实感更高。（2）效率高、成本低。无人机倾斜摄影测量技术能够在作业中快速自动化的进行三维建模，大大缩减工作周期，提高建模效率，有效降低成本。
3三维建模中倾斜摄影测量应用分析
3.1通过倾斜摄影测量获得三维建模数据
在应用倾斜摄影测量技术获取三维建模数据时，目前主要通过在无人机平台上搭载相关传感设备的方式来进行拍摄测量，因此主要设计无人机、飞控系统以及控制测量等部分。测量人员应首先进行无人机航线、飞行高度等相关飞行参数的设定，同时要进行控制网以及像控点的布设，为倾斜摄影测量奠定良好的基础。同时测量人员应现场勘察待测区域的地形地貌特点，以提高像控点位置选择以及布设数量的合理性，以确保测量数据的精度能够达到三维建模的要求。在设计无人机航线时，应确保影像拍摄的分辨率、航线机旁向重叠度均符合测量规范要求。统筹航向的重叠度应控制在66%左右，而旁向重叠度应控制在30%左右。而在三维模型的自动构建中对航向以及旁向重叠度有更高的要求。测量人员在确定基站位置时应选择精度较高的已知点位。基站开机时间应为规定的无人机起飞时间，并应根据规定的降落时间来确定关机时间。无人机在进行倾斜摄影测量时应对基站的具体开关机时间进行准确的记录，并对像控点以及航线高程进行测量拍摄。当无人机完成倾斜摄影测量后，应及时将基站数据以及无人机所获取的数据信息下载存储。无人机在采集倾斜摄影测量数据时，天气条件以及摄像设备的镜头畸变等因素会造成影像数据存在一定的误差，因此需要采用计算机视觉、数字摄影测量以及多视影像平差等方式来对数据信息进行预处理。预处理主要是通过Smart3D等相关软件系统自动完成，因此即使在没有控制点存在时也能够完成多视角以及多视图的三维模型构建任务。而且计算机软件还能精确测量三维模型的长宽高、体积以及面积等相关参数，从而使三维模型能够真实准确地反映被测目标的实际情况。
3.2无人机数字影像数据收集
在无人机数据资料收集过程中，通常会收集数据点图像信息，当面对数据资料类似的情况时，通常运用数据信息系统对数据类型进行归类和划分，然后在进行详细区分，并归类为点与线所构成单独区域。另外数据信息提取中需要做到真实有效，并且与目标物体的实际情况相结合，在遇到复杂情况时还需要进行数据分析和研究，从而准确确定目标地点的情况。
3.3根据三维建模要求进行数据内业处理
在对倾斜摄影测量数据进行内业处理时，工作人员应根据三维建模的具体要求，完整收集整理各项测量数据，既要避免有数据遗漏现象的发生，同时也要尽量减少冗余数据，以提高数据处理的效率。同时在内业处理中要严格遵守三维模型构建对各局部几何精度的要求，准确为相关要素进行分类编码，确保其属性信息以及相关参数准确全面。在存储三维建模数据时，应确保其空间位置信息与存储格式具有一致的拓扑关系，且三维建模数据要能够体现其优势特点，以准确反映被测目标的实时地理空间信息。经过对倾斜摄影测量技术的实践应用发现，以其测量数据为基础能够自动完成多角度全景三维模型的构建，且三维模型具有较高的位置、属性以及表现精度，且其逻辑一致性以及完整性也能够达到建模质量标准。
3.4关于无人机的影像匹配技术
这种技术通常采取固定的算法将多种影像数据同名点内容进行识别和融合，而要完成这样的工作就必须在前期进行目标数据检测，从而完成数据的视觉计算，以方便后期进行图像融合。这项技术在国内多个领域普遍应用，并且得到广泛的好评，也正是由于无人机遥控摄影技术的应用灵活度高，这项技术才能实现快速普及。由于新算法的运用，使得特征点的测量与匹配的精度可以实现手动控制，根据不同的需要，可以运用多种不同的算法来进行测量与匹配，具体包括下列几种：灰度图像匹配算法、特征图像匹配算法、理解与翻译图像匹配算法。
3.5倾斜摄影测量的补充拍摄
应用倾斜摄影测量技术进行三维模型构建时，其所拍摄的图像信息往往会出现缺失以及失真等问题，因此后期还需要根据实际情况以及三维建模的要求来进行补拍，以便为构建三维模型提供更加高质量高精度的数据信息。在补充拍摄测量时，应合理配置人力物力资源，确保拍摄全面准确，以提高图像的精度和完整性。
4精度校验
为了检验倾斜摄影建立三维模型的成果精度，在建好的三维模型上随机抽样采集些特征明显的直线（建筑物的高、路灯的高、马路的宽）的距离，确保采集数据具有代表性。将在模型上量测得结果与采用高精度的全站仪（TS50）外业测量的数据进行对比分析，统计两种方法采集的坐标数据。根据影像构建三维模型与外业采集的数据进行误差分布统计分析与评定；1.5cm分辨率影像，特征点坐标中误差在5cm以内，满足一般地籍测绘需求，2-3cm分辨率影像，特征点坐标中误差在10cm以内，满足1：500测图需求，3-6cm分辨率影像，特征点坐标中误差30cm以内。三维模型成果的平面、高程精度满足 1：1000 三维模型成果几何精度要求。[这样改一下]
结语
无人机倾斜测量技术自身的优点是可以快速高精度进行数据收集工作，并且这项技术已经在多个领域中广泛应用，因此无人机测绘技术未来的发展前景十分广大，有关部门要积极培养无人机测绘方面的专业人才，测量人员应积极探索新的测量技术，并不断总结实践经验，对倾斜摄影测量的技术应用进行大胆的创新和完善，进一步扩大其技术适用条件，拓展其应用领域，从而促进我国测量技术的现代化发展。
参考文献
[1]王黎潇.倾斜摄影测量技术在三维建模研究中的应用[J].中国锰业，2019，37（2）：92-94，98.
[2]刘本宁，黄兵，张陈锋.倾斜摄影测量技术在三维建模中的应用[J].城市勘测，2018（1）：37-40.
[3]倪炜.无人机倾斜摄影测量技术在城市三维建模中的应用探讨[J].中国地名，2019（10）：68.