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【摘 要】随着科技的发展，无人机应运而生。倾斜摄影测量技术为大比例尺地形图测绘提供了必要的手段，解决了难题。论文介绍无人机摄影技术，阐述无人机倾斜摄影工作的原理、优点及其关键技术，分析无人机倾斜摄影的应用范围和数据获取流程，以供参考。
【关键词】无人机;测绘
引言
近些年，我国城市化进程不断加快，而城市也逐渐成为了真正意义上的经济社会主导力量。在此背景下，劳动、资本、土地等传统意义上的城市增长驱动要素也逐渐转向了人才、知识、信息、技术等创新要素。换言之，城市发展更富创新活力，城市運行更具智慧性。智慧城市的新理念和新实践，已然成为国内外学术界和实业界所广泛关注的热点话题。我国也掀起了智慧城市的建设浪潮，而与智慧城市建设密切相关的城市测量技术也引发了全社会的讨论。本文将以无人机倾斜摄影测量实景真三维建模技术为主要研究对象，简要分析其在智慧城市建设中的应用。
无人机倾斜摄影技术的概述
无人机技术。无人机运行原理是通过无线电遥控与制动程序对无人飞机或者是飞行器进行控制，无人飞机主要包括固定翼、直升机、多旋翼以及飞艇等，具备机动、经济以及快速等优点。
倾斜摄影技术。倾斜摄影技术的出现，彻底打破了以前的航空摄影只从正摄角度采集影像的方式，利用多角度相机同步采集地面物体各个角度高分辨率的航摄影像。运行原理为通过三维模型真实反馈适合人眼视觉的城市场景，将三维城市放入到城市地理信息框架中，呈现出丰富多变的地理信息，从而达到提高用户体验度，减少三维城市建模的投入成本。
倾斜摄影数据采集.
无人机倾斜摄影测量技术能以快速、大范围、高分辨率的方式，全面感知采集复杂场景的地物信息，由高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的数据成果，直观反映地物的外观、位置、高度等属性，为真实效果和几何精度提供保证.同时，有效提升了模型的生产效率，大大降低了三维模型数据采集成本.我们承担了黄河水利职业技术学院校园的航飞任务.被摄区域面积约1km，考虑校园测区特点，采用哈瓦mega-v8Ⅱ1050低空无人机平台搭载倾斜摄影模块的方式，获取测区的最新基础影像数据，同时利用RTK进行野外像控点布设和采集，获取高精度像控点坐标.倾斜摄影平台及相机参数。
无人机倾斜摄影的优点
无人机倾斜摄影的优点：对勘测区域周围实际情况进行充分反映，相较于数字正射影像图而言，地面上的物体可以通过无人机倾斜影像从多个角度进行测量，将更加真实的地面情况进行反映，这样可以对无人机正射影像存在的不足从最大程度上进行弥补。单张影像测量可以利用倾斜影像实现是无人机倾斜摄像的另一优点，而且通过利用配套软件可以将收集到的高度、长度、面积以及角度和坡度等数据直接展示在影像上，这样可以扩展倾斜摄影技术在测绘行业中的广泛应用。最后，无人机倾斜摄像技术还可以采集建筑物侧面纹理，运用三维数字，通过无人机倾斜摄影大规模成图、提取大量倾斜摄影数据和贴纹理的方式，有效降低了城市三维建模所需成本。对外业采集获取的航摄数据成果进行整体检查，要求航摄影像质量、数量及文件格式正确无误，航高及影像重叠度符合建模所需精度要求，POS数据与影像成果一一对应，无冗余、缺失，相机参数正确完整，像控点分布均匀，数据准确.为了保证调色后影像效果满足生产要求，对原始影像进行匀光匀色.处理后的数据保证整个测区整体色调的一致性，且单张航片不偏色。
无人机倾斜摄影的应用范围
目前，无人机倾斜摄影测量技术在民用领域中的应用主要有地形图测绘、地质勘测、灾害监测、气象探测、空中交通管制、边境控制、通信中继和农药喷洒的研究等[2]。国内外无人机技术正在不断发展与完善中。在对国土测绘以及海洋、高压线路、灾情以及气象等方面进行监视，对无人机技术要求是不一样的。比如，无人机倾斜摄影在海洋区域飞行的抗风能力就要远远高于高山的地区，在气象监视方面，就要求无人倾斜摄影机进到台风眼中并且还能自己飞回来，对于灾情进行监视，要求回传的遥感信息图像要能够看清地面的所有物体;在监视高压线路时，就要求必须能够看清高压线路。现在通过无人机倾斜摄影技术获取资料，具有成本低、数据精确、操作灵活的特点，无人机倾斜摄像，主要应用在城市规划、建设、管理及三维城市建模等方面。在未来，无人机倾斜摄影三维数据还可为我们的智慧城市、城市规划、国土测绘、灾情灾害应急、农林业、水利、旅游及电力等多种行业提供主要的数据来源。
针对不同的拍摄区域，能够更加灵活的适应城市航拍，有效提高城市建模的有效率，同时通过倾斜摄影测量技术数据的不断更新，能够更好的为数字城市提供更好的管理依据。在具体的规划施工的过程中，倾斜摄影测量技术能够有效的实现建设项目的指标控制，提高工程的审批和决策，为航空拍摄死角快速多维测绘，有效的提高了数据统计的可靠性与科学性。在竣工核实方面，倾斜摄影测量技术能够有效的克服建筑物的体积庞大、结构繁琐的弊端，能够通过无人机的介入，快速获取相关的图文资料并进一步进行建模处理，通过与先前的设计方案对比，实现建模数据库的更新。在辅助规划方面，倾斜摄影测量技术通过有效建模，能够打破原有的规划监察方式，实现规划控制叠加，即节省了人力物力，同时也更加科学的规范了城市用地监督管理。
城市规划方面的应用
生产数字化地形图是城市规划的一个重要的地理信息支撑部分。通过倾斜摄影测量技术与GIS技术相结合，能够快速有效的实现高效、自动的建模需求，真正满足城市建设的发展需要。通过无人机的航拍所获取的地形图，更能清晰的反映真实事物的具体方位，有效的提高影像的精度。在城市建设现状分析方面，倾斜摄影测量技术能够非常有效的实现自动化建模，通过数据的三维分析，更好的实现城市规划的目标和具体要求。
在某城市三维建设项目中，对120km2多山与建筑密度低的市郊实施三维建模。无人机倾斜影像采集方案使用150m航高飞行方案，搭载3台相机，单次飞行采集4km2～6km2，总共12GB影像，耗时30d采集倾斜影像，耗时120d进行三维模型重建与模型质量提高，耗时30d用于模型质量检查与成果发布。基于无人机倾斜摄影技术实现120km2初始三维模型建模，并导出空三加密影像;同时开发出导入上述成果的编辑工具，通过模型与空三成果的内在关系，在空三纠正影像上拉伸实体进行白模建模，联动初始三维模型对原始模型进行补充与修缮，通过影像纹理自动映射，在解决模型畸变与错误的同时，提升建模质量。
做到多视影像联合平差是无人机倾斜摄影测量技术的关键所在。无人机倾斜摄影搜集到的影像主要包含垂直摄影影像和倾斜摄影影像2种。无约束区域网平差、附加约束的区域网平差以及倾斜摄影的直接定向为倾斜摄影测量主要方位。多视影像密集匹配是无人机倾斜摄影测量技术的另外一个关键技术所在，相较于传统摄影影像方式，倾斜影像可以使地上的物体几何变大并且让分辨率变大。无人机倾斜摄影测量技术，经过对三维模型生产与倾斜摄影所得影像进行预处理，可以制作三维模型。
结束语
无人机倾斜摄影测绘技术作为一种新型的遥感数据获取的重要手段之一，有着传统摄影技术无法比拟的优势。随着无人机技术的逐步发展，无人机倾斜摄影技术的普遍运用，把原本大量的外业工作转变成内业工作，极大地解放了测绘人的劳动时间和劳动强度，降低了测量技术成本。
（作者单位：天津市普迅电力信息技术有限公司）
【关键词】无人机;测绘
引言
近些年，我国城市化进程不断加快，而城市也逐渐成为了真正意义上的经济社会主导力量。在此背景下，劳动、资本、土地等传统意义上的城市增长驱动要素也逐渐转向了人才、知识、信息、技术等创新要素。换言之，城市发展更富创新活力，城市運行更具智慧性。智慧城市的新理念和新实践，已然成为国内外学术界和实业界所广泛关注的热点话题。我国也掀起了智慧城市的建设浪潮，而与智慧城市建设密切相关的城市测量技术也引发了全社会的讨论。本文将以无人机倾斜摄影测量实景真三维建模技术为主要研究对象，简要分析其在智慧城市建设中的应用。
无人机倾斜摄影技术的概述
无人机技术。无人机运行原理是通过无线电遥控与制动程序对无人飞机或者是飞行器进行控制，无人飞机主要包括固定翼、直升机、多旋翼以及飞艇等，具备机动、经济以及快速等优点。
倾斜摄影技术。倾斜摄影技术的出现，彻底打破了以前的航空摄影只从正摄角度采集影像的方式，利用多角度相机同步采集地面物体各个角度高分辨率的航摄影像。运行原理为通过三维模型真实反馈适合人眼视觉的城市场景，将三维城市放入到城市地理信息框架中，呈现出丰富多变的地理信息，从而达到提高用户体验度，减少三维城市建模的投入成本。
倾斜摄影数据采集.
无人机倾斜摄影测量技术能以快速、大范围、高分辨率的方式，全面感知采集复杂场景的地物信息，由高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的数据成果，直观反映地物的外观、位置、高度等属性，为真实效果和几何精度提供保证.同时，有效提升了模型的生产效率，大大降低了三维模型数据采集成本.我们承担了黄河水利职业技术学院校园的航飞任务.被摄区域面积约1km，考虑校园测区特点，采用哈瓦mega-v8Ⅱ1050低空无人机平台搭载倾斜摄影模块的方式，获取测区的最新基础影像数据，同时利用RTK进行野外像控点布设和采集，获取高精度像控点坐标.倾斜摄影平台及相机参数。
无人机倾斜摄影的优点
无人机倾斜摄影的优点：对勘测区域周围实际情况进行充分反映，相较于数字正射影像图而言，地面上的物体可以通过无人机倾斜影像从多个角度进行测量，将更加真实的地面情况进行反映，这样可以对无人机正射影像存在的不足从最大程度上进行弥补。单张影像测量可以利用倾斜影像实现是无人机倾斜摄像的另一优点，而且通过利用配套软件可以将收集到的高度、长度、面积以及角度和坡度等数据直接展示在影像上，这样可以扩展倾斜摄影技术在测绘行业中的广泛应用。最后，无人机倾斜摄像技术还可以采集建筑物侧面纹理，运用三维数字，通过无人机倾斜摄影大规模成图、提取大量倾斜摄影数据和贴纹理的方式，有效降低了城市三维建模所需成本。对外业采集获取的航摄数据成果进行整体检查，要求航摄影像质量、数量及文件格式正确无误，航高及影像重叠度符合建模所需精度要求，POS数据与影像成果一一对应，无冗余、缺失，相机参数正确完整，像控点分布均匀，数据准确.为了保证调色后影像效果满足生产要求，对原始影像进行匀光匀色.处理后的数据保证整个测区整体色调的一致性，且单张航片不偏色。
无人机倾斜摄影的应用范围
目前，无人机倾斜摄影测量技术在民用领域中的应用主要有地形图测绘、地质勘测、灾害监测、气象探测、空中交通管制、边境控制、通信中继和农药喷洒的研究等[2]。国内外无人机技术正在不断发展与完善中。在对国土测绘以及海洋、高压线路、灾情以及气象等方面进行监视，对无人机技术要求是不一样的。比如，无人机倾斜摄影在海洋区域飞行的抗风能力就要远远高于高山的地区，在气象监视方面，就要求无人倾斜摄影机进到台风眼中并且还能自己飞回来，对于灾情进行监视，要求回传的遥感信息图像要能够看清地面的所有物体;在监视高压线路时，就要求必须能够看清高压线路。现在通过无人机倾斜摄影技术获取资料，具有成本低、数据精确、操作灵活的特点，无人机倾斜摄像，主要应用在城市规划、建设、管理及三维城市建模等方面。在未来，无人机倾斜摄影三维数据还可为我们的智慧城市、城市规划、国土测绘、灾情灾害应急、农林业、水利、旅游及电力等多种行业提供主要的数据来源。
针对不同的拍摄区域，能够更加灵活的适应城市航拍，有效提高城市建模的有效率，同时通过倾斜摄影测量技术数据的不断更新，能够更好的为数字城市提供更好的管理依据。在具体的规划施工的过程中，倾斜摄影测量技术能够有效的实现建设项目的指标控制，提高工程的审批和决策，为航空拍摄死角快速多维测绘，有效的提高了数据统计的可靠性与科学性。在竣工核实方面，倾斜摄影测量技术能够有效的克服建筑物的体积庞大、结构繁琐的弊端，能够通过无人机的介入，快速获取相关的图文资料并进一步进行建模处理，通过与先前的设计方案对比，实现建模数据库的更新。在辅助规划方面，倾斜摄影测量技术通过有效建模，能够打破原有的规划监察方式，实现规划控制叠加，即节省了人力物力，同时也更加科学的规范了城市用地监督管理。
城市规划方面的应用
生产数字化地形图是城市规划的一个重要的地理信息支撑部分。通过倾斜摄影测量技术与GIS技术相结合，能够快速有效的实现高效、自动的建模需求，真正满足城市建设的发展需要。通过无人机的航拍所获取的地形图，更能清晰的反映真实事物的具体方位，有效的提高影像的精度。在城市建设现状分析方面，倾斜摄影测量技术能够非常有效的实现自动化建模，通过数据的三维分析，更好的实现城市规划的目标和具体要求。
在某城市三维建设项目中，对120km2多山与建筑密度低的市郊实施三维建模。无人机倾斜影像采集方案使用150m航高飞行方案，搭载3台相机，单次飞行采集4km2～6km2，总共12GB影像，耗时30d采集倾斜影像，耗时120d进行三维模型重建与模型质量提高，耗时30d用于模型质量检查与成果发布。基于无人机倾斜摄影技术实现120km2初始三维模型建模，并导出空三加密影像;同时开发出导入上述成果的编辑工具，通过模型与空三成果的内在关系，在空三纠正影像上拉伸实体进行白模建模，联动初始三维模型对原始模型进行补充与修缮，通过影像纹理自动映射，在解决模型畸变与错误的同时，提升建模质量。
做到多视影像联合平差是无人机倾斜摄影测量技术的关键所在。无人机倾斜摄影搜集到的影像主要包含垂直摄影影像和倾斜摄影影像2种。无约束区域网平差、附加约束的区域网平差以及倾斜摄影的直接定向为倾斜摄影测量主要方位。多视影像密集匹配是无人机倾斜摄影测量技术的另外一个关键技术所在，相较于传统摄影影像方式，倾斜影像可以使地上的物体几何变大并且让分辨率变大。无人机倾斜摄影测量技术，经过对三维模型生产与倾斜摄影所得影像进行预处理，可以制作三维模型。
结束语
无人机倾斜摄影测绘技术作为一种新型的遥感数据获取的重要手段之一，有着传统摄影技术无法比拟的优势。随着无人机技术的逐步发展，无人机倾斜摄影技术的普遍运用，把原本大量的外业工作转变成内业工作，极大地解放了测绘人的劳动时间和劳动强度，降低了测量技术成本。
（作者单位：天津市普迅电力信息技术有限公司）