李智生
河北省第二测绘院 河北石家庄 050030
摘要：倾斜摄影测量技术是近年来发展起来的一项高新技术，倾斜摄影技术三维数据可真实反映地物的外观、位置、高度等属性。一般倾斜摄影采用五镜头相机，一台获取垂直影像，另外四台从前后左右4个方向同时获取地物的侧视影像，相机倾斜角度为40°～60°，可以较为完整地获取地物侧面的轮廓和纹理信息。基于此，对无人机倾斜摄影测量的关键技术及应用进行研究，仅供参考。
关键词：无人机；倾斜摄影测量；关键技术；应用
引言
在无人机倾斜摄影测量兴起之前，大比例尺地图数据采集基本上采用传统全站仪结合RTK的形式，这种形式数据精度高，缺点是内外业协同程度不高。同时，传统测绘采集数据形式单一。
1无人机倾斜摄影测量技术优势
（1）突破了传统航测单相机只能从垂直角度拍摄获取正射影像的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台影像传感器，同时从垂直、倾斜多个不同角度采集带有空间信息的真实影像，以获取更加全面的地物纹理细节，更加真实地反映地物的实际情况，并可以利用提取及贴纹理的方式，降低三维建模的成本。(2)倾斜摄影测量技术是通过借助无人机进行数据测量和影像拍摄的，是一种全自动的模式，通过实践表明，人工1～2a的人工建模，利用倾斜摄影测量技术进行三维建模只需要3～5个月，大大提高了效率，缩短了时间。(3)节约人力、效率高，能极大地缩短测绘外业的协同工作，解决了由于天气等外因造成的工作延误，把原本大量的外业工作转变成内业工作，极大地缩短了测量人员的劳动时间，降低了外业劳动强度。
2无人机倾斜摄影测量技术流程
基于无人机倾斜摄影测量开展1∶500比例尺地籍图测量的作业技术流程包括外业无人机倾斜摄影测量数据采集、像控点RTK测量和内业三维建模和地籍图绘制等（见图1）。
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3倾斜摄影应用的关键技术
3.1倾斜摄影在智慧城市中的应用
在智慧城市的建立过程中，所有实体信息均以二维平面图或者三维模型为载体而呈现，如何利用现有的载体承载最新最完善的实体信息变得尤为重要。三维模型作为智慧城市基础信息的有效载体，目前常用的建模类型可以分为:地貌表面模型构建、地表建筑物模型构建、地表附着物模型构建。建筑、桥梁等实体是智慧城市的重要地表建筑物组成部分，包含了城市的大量信息，其变化日新月异，同时必须满足多分辨率、多尺度、多时空、多种类的应用，怎样既能直观看到其三维模型，又能直观展示属性信息，就需要现有的倾斜摄影三维建模技术的综合应用。基于倾斜摄影测量技术获得的实景模型，直观地为智慧城市的建设提供了大范围真实的地理环境，建筑信息模型贯穿于建筑物整个生命周期，承载了建筑物在设计、施工、运营的整个生命过程中的所有信息，为智慧城市的建设提供了丰富的全面的建筑物信息。
3.2图库一体采编
利用山维ＥＰＳ地理信息工作站进行图库一体采编工作；利用三维模型及正射影像相结合的方式进行数据采集，三维模型主要采集房屋、房屋附属设施、属性标注，其他地物可在正射影像上采集。两种采集方法可以依据具体的地物情况灵活转换。根据这两种方式绘制出地形图后，再野外调绘，即针对建模效果不理想的地物和有遮挡地物，内业在判断不准时不进行采集，同时标注出“此地物内业无法判断，需外业实测”的字样，外业将核查、补测、属性调绘同时进行。
3.3土地开发项目应用
基于无人机倾斜模型进行土地开发，首先能够在较短的时间内，将开发范围内的现状以三维模型的形式固定下来，防止因加盖扩建而导致的补偿费用上的矛盾；其次，倾斜三维模型能够将地物纹理很精细地表现出来，在内业仅需少量的作业人员就能够将项目区范围内的地形图和房屋矢量数据绘制出来，同时基于三维模型还能够将房屋材质和楼层信息采集到。大大节约了外业数据采集的工作量，同时节省了大量的人力、物力和时间成本。将倾斜三维模型导入EPS软件中，对地面附着物进行矢量化，同时基于精细三维模型进行房屋结构、楼层和行政区划等属性判读，并在SuperMapiDesktop软件中，将相关属性添加到房屋矢量面的属性表中，建立数据库。
3.4倾斜摄影在房地一体化农村宅基地测量中的应用
无人机倾斜摄影在房地一体化农村宅基地测量中的应用有如下特点。(1)具有灵活、便携、方便的特点，可以快速地获取作业区实景三维可视化模型，对大区域农村不动产测绘项目，可以极大地减少人工外业作业量，缩短工期。(2)利用无人机倾斜摄影测量技术制作的三维实景模型，人工内业即可绘制房屋的轮廓结构，并可实现房屋层数、长度、面积、高度、体积等属性信息的量取，减少了外业房屋巡查和调查的工作量。(3)利用无人机倾斜摄影测量所获得的倾斜影像，可以制作正射影像图外业调查工作地图，辅助外业修补测和指界签字调查工作，基于三维实景模型进行矢量化地籍图和房产图的编辑，改变了外业实测绘图的方式，提高了作业效率。
3.5内业成图精度分析
（1）内业地籍图测绘，利用Smart3D软件进行三维建模。首先，将无人机倾斜摄影测量所获取到的影像数据导入Smart3D，检查影像数据的完整性。在CGCS2000坐标系下进行像控点刺点，该阶段要确保像控点刺点误差≤1个像元。在此基础上由Smart3D逐项完成空中三角测量和三维模型生产。然后，将Smart3D软件生产出来的三维模型（osgb格式）导入到DP-Mapper，内业绘图人员在DP-Mapper平台中进行地籍界址点、界址线等地籍要素的编绘采集。同时，录入地籍权属调查得到的宗地信息数据[5]。最后，对于个别受植被遮挡的界址点、宗地或其他地形要素，利用RTK+全站仪组合解析测量方法进行外业补测，确保地籍界址点测量成果的准确无误。（2）界址点精度要求《地籍调查规程》（TD/T1001-2012）中明确要求，1∶500比例尺地籍图界址点精度一般分为3级。第一等级要求界址点相对于临近控制点的点位误差和相邻界址点间距误差为±5cm、允许误差±10cm；第二等级对应要求的中误差为±7.5cm、允许误差±15cm；第三等级对应要求的中误差为±10cm、允许误差±20cm。
4倾斜摄影的发展和应用展望
目前，无人机倾斜摄影测量技术已经取得了长足进步，精度、效率、成本上的优势有了进一步的增强。在未来的发展中，除了需要在加强软硬件方面来改进倾斜影像处理能力和提高信息提取能力;在行业规范方面，更需要解决无人机使用服务和管理监督不规范问题。而随着倾斜摄影技术的进一步发展，原有的很多应用都将迁移到倾斜摄影技术上，并且还将继续开拓出更多新的应用模式。譬如利用效果好的倾斜摄影真实模型结合三维眼罩等虚拟现实装备可实现实现沉浸式三维体验;随着倾斜摄影技术精度的提高和倾斜模型数据的丰富，基于完全符合现实状况的倾斜模型数据将可能实现对汽车自动驾驶和无人机快递，再一次对行业进行颠覆;倾斜摄影技术在互联网方面将随着倾斜模型的保密性问题解决，以及5G网络的发展，中国互联网地图很快升级为三维地图，地图上所见即所得的真三维场景将被广泛普及。
结束语
倾斜摄影作为在传统航空摄影之上发展起来的新技术，由于其增加了不同角度的相机拍摄，使得采集的信息更全面，并在自动化建模软件的支撑下能快速、低成本的构建出逼真的三维模型;从而使得倾斜摄影技术得到蓬勃发展，并具备广泛的应用前景。
参考文献
[1]原喜屯,常金钟,高鹏伟,赵鑫,邢垒,高文锦.无人机倾斜摄影在房地一体中的应用[J].信息技术与信息化,2019(08):190-192.
[2]王超.无人机倾斜摄影测量在矿山测绘中的应用[J].世界有色金属,2019(11):252-253.