陶建
广东南方数码科技股份有限公司济南分公司
摘要：倾斜摄影测量技术是指利用在同一飞行平台中所搭载的多台传感器设备，从垂直和倾斜等多个不同角度进行影像获取，以实现地形图测绘的一种技术。它作为近年来在地形图测绘中新兴的一种技术方法，不仅突破了传统航空摄影测量只能进行垂直角度影像获取的局限性，而且能够对真实的地物情况进行全面反映和呈现，在先进的定位技术支持下实现更为精确的地理信息与更加丰富的影像资料获取，实现遥感影像技术在地形测绘领域进一步发展和深入应用。
关键词：大比例尺；地形图测绘；倾斜摄影测量技术；要点
大比例尺地形图测绘是矿山工程中的重点内容，大比例尺地形图测绘对于精度具有很高的要求。但在以往的大比例尺地形图测绘相关研究中，主要将侧重点集中在测绘效率方面，但忽视了对于测绘精度的要求，导致传统大比例尺地形图测绘与实际相比存在较大误差，无法精准执导后续工作顺利开展。因此，有必要针对大比例尺地形图测绘方法展开优化设计。无人机倾斜摄影测量技术作为一种测量技术，以其高精度的优势在众多测量技术中脱颖而出，成为目前测绘领域中的主流应用技术。
1倾斜摄影测量技术概述
1.1倾斜摄影测量的原理
倾斜摄影测量是在无人机上搭载多台相机，同时从下视、斜视等不同视场角度进行影像获取，获取的信息可以完整地表达地物的具体情况。相对于地面成90°夹角拍摄获取的影像称为垂直影像，相对于地面有相对应的夹角拍摄获取的影像称为倾斜影像。把倾角大于15°的拍摄相机都称为倾斜相机。倾斜摄影的发展不是对限定相机镜头数量进行设计，倾斜相机的关键指标是获取不同方向影像的能力和每个架次作业范围的大小。
1.2倾斜摄影系统的构成
无人机倾斜摄影平台是无人机加挂载拍摄设备的总称。倾斜摄影系统由3大部分组成：1）无人飞行器平台，分为多旋翼无人机和固定翼无人机；2）操作人员，由无人机驾驶员和地面站指挥员组成；3）航拍设备，由倾斜相机和姿态定位系统组成。
1.3特点
首先，倾斜摄影测量能够更加直观的呈现地面状况，从多个维度来提升测量能力，更客观、真实、清晰的反映目标物体的情况。其次，倾斜摄影测量可以和配套软件紧密的结合在一起，通过影像处理、测量高度、长度、面积等数据，使其可以应用于很多领域。第三，倾斜摄影测量还可以做到数据共享，通过三维GIS生成人们想要三维模型并以格式转换的方式分享到网络。
1.4倾斜摄影的优势
不同于传统的航空摄影，倾斜摄影是实景地拍摄区域的真实情况，补充了遥感影像的不足之处。这一突破使得其所获取的信息不再是基础的地物和地形的勘测，还涉及地面高程状况、地物纹理以及其他信息，构造了良好的三维立体模型。由于其分辨率较高，可从多视角获取影像信息，并可生成DSM、DOM、DEM、DLG、DOM等成果，受到了越来越多人的关注。
2倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用要点
2.1控制测量
采用倾斜摄影测量技术进行大比例尺地形图测绘，为确保测量数据结果的准确性，应加强对倾斜摄影测量中的控制点数量以及控制点设置的合理控制，在确保测量控制点的数量设置合理情况下，还应在房屋顶等位置进行相应的测量控制点增加设置，从而对倾斜摄影测量的数据结果准确性进行完善和提升。对地面像控点的坐标数据，在具体测量中可采用卫星导航定位基准网进行采集和控制，以确保其采集数据的准确性。
2.2倾斜摄影测量影像获取与数据处理
采用倾斜摄影测量技术进行航拍测量，是由各镜头按照所对应曝光点的坐标位置进行自动拍摄，从而实现多视角的影像拍摄和获取。对获取的多视角影像数据处理，需要通过虚拟影像建立，在进行视野范围的倾斜影像选取后，将选择影像的像素在虚拟影像中进行反投影，从而对摄影影像中地面突出竖直物体的重影效应减小控制。其中，在对倾斜摄影获取的多视角影像中突出地面的竖直物体重影效应进行减小控制的具体方法为：在平坦的地区对影像进行拼接，并在拼接前对两幅影像进行密集匹配，同时对倾斜影像及其对应下多视角影像进行直线特征匹配，以实现突出地面的竖直物识别，根据识别结果进行位置信息纠正。
2.3空三加密
大比例尺地形图测绘中，应用倾斜摄影测量技术进行测量时，通过对倾斜摄影的自动空三加密应用，在进行有关方位信息对应的倾斜摄影影像以及地面控制数据输入情况下，能够实现倾斜影像的同名连接点自动匹配，然后通过对匹配粗差点的检测与剔除，进行自由网构建以及区域网平差实施，对平差模型选择经典的多像机共线方程模型进行平差处理，在完成自动空三加密后，即可进行测量分析成果输出，其输出成果包含三维格网与纠正片DSM、带贴图三维格网、三维点云等。
2.4三维建模及要点分析
倾斜摄影测量的三维建模分析环节，可通过应用倾斜摄影测量的自动化批量建模软件，在对所获取的多视角倾斜摄影影像进行多视匹配、几何校正以及联合平差、三角网构建等处理基础上，实现对倾斜摄影获取的典型地物特征提取，并在可视化处理后，完成三维倾斜模型的建立。
2.5数据采集与处理分析
根据上述所建立的三维模型，在倾斜摄影测量的配套软件支持下进行三维模型加载运行，然后从各个视角通过相互切换进行地物观测，以实现有关地物和地貌的立体要素采集。其中，对所测绘地形图区域的地物、地貌观测要素进行立体采集与分析中，对地物要素采用人工采集方式进行，即在直线或者是垂线等工具支持下，对各项地物要素进行有效采集。比如，对建筑物的信息要素采集中，在进行多视角倾斜摄影影像中的建筑物边缘自动识别基础上，实现较为简单的建筑物轮廓提取，以进行后期编辑和使用支持；同时，在具体操作中，为确保各项采集与分析结果的精确度，对建筑物的侧面边线等可采用手工方式进行信息采集，确保其采集精度均控制在0.05m以下。对地貌要素采集是通过三维信息自动进行提取实现，比如，地貌信息中的等高线以及高程点等内容要素，具体采集和提取分析过程中，通过对有关软件的自动提取功能利用，在实现三维信息的等高线与高程点等信息要素自动提取后，再采用人工方式对提取要素进行装饰和取舍。此外，在进行地形、地貌要素采集中，对要素遮挡情况处理时，可通过LiDAR点云以及摄影影像资料进行遮挡位置的要素补充；同时，实际测量中，由于采用激光雷达技术进行地形、地貌要素采集时，它能够实现植被穿透，进行植被覆盖的地形要素采集和获取，因此，在大比例尺地形图绘制中，也能够通过该技术应用，补充信息获取，满足地形图测绘的要求。
3结语
综上所述，对倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中应用的技术要点研究，有利于全面了解和掌握倾斜摄影测量技术的特征优势，从而推动其在大比例尺地形图测绘实践中的合理选择和应用，对持续提高地形图测绘的技术水平具有十分积极的作用和意义。
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