木努丁·吾加木
新疆白水水电设计有限责任公司 843000
摘要：在改革开放的历史进程中，伴随着经济建设的高速发展和科学技术的不断创新，各种测量技术也在不断改进。基于此，无人机倾斜摄影测量技术是借助无人机搭载一台或多台传感器，从垂直及倾斜多方向、多角度采集影像，获取地面信息的一项技术。通过快速数据采集后处理，可真实反映地物的外观、位置、高度等属性，并可以较为完整地获取地物侧面的轮廓和纹理信息。本文通过对无人机倾斜摄影测量的技术原理和关键性技术分析及应用领域进行分析，有效弥补传统航空摄影的局限。
关键词：无人机倾斜摄影；倾斜摄影测量；关键技术；应用分析
引言
随着无人机倾斜摄影技术的不断成熟，利用其可快速、准确获取地物信息的特点，广泛应用于大比例地形图测绘项目中，为大比例地形图测绘项目提供满足精度要求的信息数据，有效解决传统测绘外业工作量大、项目成本高、效率低、作业周期长等问题，进一步提高了大比例地形图测绘的生产效率。
1倾斜摄影测量技术原理
倾斜摄影测量技术是国际测绘遥感领域近十几年发展起来的一项高新技术，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器(当前常用五镜头相机)，同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像，分为正摄、前视、后视、左视、右视，配合IMU/DGPS获取高精度的姿态和位置信息，通过特定的数据处理软件进行数据处理，将所有影像纳入到统一的坐标系统中，获取地面物体更为完整准确的信息。垂直地面角度拍摄获取的影像称为正片(一组影像)，镜头朝向与地面成一定夹角拍摄获取的影像称为斜片(四组影像)。将倾斜摄影测量技术应用到无人机上，实际就是在做一个三维模型，利用专业软件进行纹理自动贴图，还能利用专业的软件实现解译和测量级的量测。
2无人机倾斜摄影应用的关键技术
无人机倾斜摄影产业链中涉及诸多技术环节，除了硬件设备的研发，软件方面的关键技术集中于自动化建模技术和平台应用技术。目前自动化建模技术主要掌握在国外，国内有企业和科研院所正在攻关中，但尚未达到国产替代的程度。平台应用技术上国产软件则已经走到世界的前列。具体包括:海量数据加载技术、单体化技术、效果修补技术等。(1)海量数据加载技术指的是倾斜摄影模型数据量往往非常庞大，1km2的数据量在0.5～2GB，这样中小城市的建成区就能达到几十乃至上百GB。不过好在倾斜摄影自动化建模软件可以输出标准的OSGB格式，且数据本身就自导了的LOD(金字塔层级结构)。利用数据自带的LOD，超图软件通过直接读取OSGB，并match运用LOD来优化调度，做到再大的数据量也可以实现瞬间加载，性能非常流畅。(2)倾斜摄影的单体化技术就是利用三角面片的可分割性质，解决倾斜摄影数据的三维模型可分离单体化问题。该方法首先绘制切割多边形，确定单体化模型边界，然后使用包围盒方法进行求交检测，获得需要切割的三角面片(点云构建的DTM三角网)。之后计算求交检测所得三角面片与切割多边形的交点，然后详细分析切割多边形与三角面片相交时的不同相交情形，并针对不同的相交情形采用不同的切割方法。最后，对相交区域三角面片进行裁切并重构，再纹理重构并实现多细节分层后得到分离的单体化模型。该技术方法可有效实现倾斜摄影三维模型的分离单体化。(3)关键技术是效果修补。效果修补技术是指倾斜摄影生成的实景三维模型数据，通过空洞区模型导出，边界自动提取，三角网重构等方法来实现空洞修补。倾斜摄影模型是软件算法自动生成，由于算法限制和拍摄角度等原因造成表面不够平整、底商效果不佳等问题，和人工建模存在明显差距。天际航软件可人工干预休整倾斜模型表面，以及参照街景影像修缮底商效果。超图软件则可通过自带水面符号弥补倾斜模型的水面空洞，还原波光粼粼的水面效果;以及通过配置点和三维符号来提供更好的树木等小品效果。
3无人机倾斜摄影测量的应用领域
3.1无人机倾斜摄影技术在智慧旅游中的应用
基于无人机倾斜摄影技术实现的实景三维数字虚拟景区，为游客提供了一种全新的旅游体验，通过旅游平台在互联网上的发布，增强了景区的公共属性。而随着倾斜数据获取手段的不断更新和倾斜三维模型制作流程的不断智能化，基于倾斜摄影测量技术实现的实景三维数字虚拟景区应用趋势不可改变。对于自然风光的三维建模可以达到用地形和影像则时效性和精细程度往往都达不到还原出风景的美观程度，倾斜摄影技术由于其高分辨率和高真实感，能真实立体的还原自然风景的状况。而倾斜摄影数据制作上往往分辨率高、数据量大，对三维GIS平台的支撑能力和稳定性提出了更高的要求。
3.2无人机倾斜摄影技术在农村房地一体测绘过程中的应用
在农村进行不动产房地一体确权工作能够为农村土地与不动产产权管理制度的完善提供助力，在测绘工作中利用无人机倾斜摄影技术能够对不动产实际情况进行三维影像的获取，其测绘成果可以用在农村用地情况与不动产的实际信息分析与权籍调查中，开展相应技术工作的主要应用方法如下：1）形成不动产测区的正射影像图和三维模型，可以对测区外业修补测绘工作进行技术支持。利用这一图件可以实现相应农村房地一体测绘的指界签字等权籍调查工作。2）可以利用测绘成图与模型形成精确的对应农村房地一体不动产区域的地形图和地籍图。3）可以实现农村房地一体测区的三维模型搭建工作，从而帮助农村房地一体确权工作者开展可视化管理工作，优化不动产确权数据平台的信息，有利于农村不动产与土地产权确权管理效力的提升。
3.3无人机倾斜摄影技术在违章建筑监测中的应用
随着城市化进程的不断加快，城市当中的各项违章建筑层出不穷，虽然相关管理部门也采取了一定的措施进行全面整治查处，但是由于多方面的原因，监管力量有限，导致城市当中的违章建筑仍然不能得到有效解决。违章建筑既对城市市容产生了很大的负面影响，也极大地扰乱了城市建设过程中的秩序，目前，违章建筑相关信息主要来源于一些人员的举报和工作人员的巡查，对于空间密闭以及屋顶上的相关违章建筑，巡查工作很难开展，业主在不配合的情况下很难进行取证。因此，也很难依法处置。随着无人摄影技术的不断发展，可对相关违章建筑采取全方位无死角监测，有效提升工作效率，通过对比两次影像图，便能够确定违章建筑信息，对违章建筑信息进行真实有效的记录，最大程度上杜绝私建乱搭的情况。
结语
无人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。可以说，无人倾斜摄影开辟了一条地理信息应用的新道路，在这条大道上，还将不断的有新的应用模式被发掘出来。在这样一个技术大变革的时代，无人倾斜摄影技术蓬勃发展，倾斜摄影产业链上的所有成员，都要抓住历史机遇，奋勇争先，努力创新，为倾斜摄影技术更好更快地应用到地理信息产业和社会生活的方方面面贡献自己的一份力量。
参考文献
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