倾斜摄影测量在城市规划中的应用实践之研究

徐东

摘要：无人机倾斜摄影是当前热门的城市三维建模研究和应用内容。该文介绍了无人机倾斜摄影技术，分析了无人机倾斜摄影在城市三维建模的应用情况，分析了无人机倾斜摄影在三维城建建模过程和成果中的优劣势，探索总结了一套无人机倾斜摄影城市三维建模的改进方法，将倾斜摄影和MAX等技术有效结合进行城市三维建模，最后介绍了利用改进方法在海口市和三亚市进行三维建模的实践案例，指导和推进基于无人机倾斜摄影三维模型的质量改善。

关键词：倾斜摄影测量；三维城市模型；空三加密

随着城市建设的飞速发展，建设环境日益恶化，地质灾害频繁发生，输电线路规划设计难度日益加大。采用传统的测量方式对输电线路资源进行调查，工作量大、效率低、成本高，难以满足电网建设需求。针对上述问题，该文提出了利用倾斜摄影技术进行实景三维建模的方法对输电线路资源进行快速调查，可有效提高输电线路的设计质量，规划工程建设投资造价，保护生态环境。

一、倾斜摄影工作原理

傾斜摄影技术是国际测绘遥感领域新兴发展起来的一项高新技术，融合了传统的航空摄影和近景测量技术，颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从垂直、前视、左视、右视与后视共五个不同的角度采集影像，如图1所示。其中，垂直摄影影像，可经过传统航空摄影测量技术处理，制作4D（DEM，DOM，DLG与DRG）产品；前视、左视、右视与后视4个倾斜摄影影像，倾斜角度在15°―45°之间，可用于获取地物侧面丰富的纹理信息。

二、倾斜摄影技术的优势

无人机倾斜摄影技术的优点众多，不仅降低了建立三维模型的成本，提高了建模效率，更将所采集信息的精度提升到另一个水平，而且该系统的操作较为简便，对于场地的要求也不算太高。

在输电线路的建设过程中，必然会途径部分房屋建筑，当输电线路的最佳位置无法避开房屋建筑时，就会对工程房屋进行拆迁。由于实地测量的精度存在较大误差，而且工作量太大。因此，目前一般采用无人机倾斜摄影技术来统计被拆迁房屋建筑的数量。通过三维模型的建立，不仅能够对建筑楼层数进行统计，对于建筑的结构和材质也都能够进行记录与传统的摄影勘测技术相比。建立三维模型具有以下优势：

（一）还原一个真实的世界

与传统手工三维模型和实景三维模型不同，在进行倾斜摄影工作时，无人机搭载倾斜摄影云台在低空绕行，云台的捕捉器十分灵敏，能够清晰地记录下地面的建筑，植被等的数据。数据被传入计算机系统以后，经过专门软件的处理，就能够建立三维模型。将所拍摄地域的真实面貌多角度全面展现。还原精度极高。

（二）降低测绘成本，提升经济效益

无人机倾斜摄影技术的基础是计算机信息技术的应用，现代数字化测绘技术可以将测量数据进行资源共享，同时在资源的保存与传送方面的成本也相对低廉。在传统的三维模型建立技术中，一旦出现数据错误，可能导致整份测绘图都会作废，而无人机倾斜摄影技术的多角度信息量测，很好的规避了这一缺陷。与计算机系统的集合使用，使其在出现错误时能够进行较为方便的改动，避免冗余的过程加大工作人员的工作量，提升输电线路建设工作效率和经济效益。

（三）地质灾害模拟

在输电线路的建设过程中，输电路径的设计是极为重要的一环，为了最大限度减轻地质灾害发生时，对输电站和电网造成无法估量的损失，可以在路径设计时就通过地质灾害模拟，来进行提前的规划的防控。倾斜摄影技术的三位模型恰恰能够提供在这一功能，通过遥感监测装置来模拟地质灾害系统。

三、基于无人机倾斜摄影三维城市建模优化方法

如该文所述，基于无人机倾斜摄影测量技术生产的初始三维模型通常有若干种畸变类型，某些畸变是由工程实施过程中难以避免的客观原因造成的，这种情况下，初始生产的实景三维模型难以满足应用需求。

（一）作用之一―― 城市基本地形形态的测绘作用

城市基本地形形态的测绘作用的主要表现是：城市基本地形形态的测绘可以完整的展现城市的整体面貌，为城市规划提供科学系统的测绘图文资料。城市测绘资料是不是完整与准确将在很大程度上决定城市规划制定的时间与效果。城市测绘的主要内容包括：城市地下管线的测绘、城市建筑工程的施工放样、城市区域内的平面、城市大比例尺的测绘图、城市建筑工程的沉降测绘以及城市道路定线的测绘与规划等。在城市规划与建设的过程中，加快对城市基本地形形态的测绘，有助于提升城市土地的利用率，减少对耕地的破坏。

（二）作用之二―― 房产测绘对城市建设与管理的作用

房产测绘对城市建设与管理的作用的主要表现是：房产测绘作为城市测绘中的重要组成部分，是城市开展房屋规划建设的重要条件。它对城市的现代化建设与管理发挥着至关重要的促进作用：一是房产测绘可以为城市房地产机构与规划机构有效提供房屋建筑、房产产权以及房屋使用范围的座落、层数、分布、形状、位置、结构、用途、建成年月日、土地使用等多个方面的基本数据；二是有助于为科学合理调配土地与房屋、科学制定城市规划方案、科学修建住宅以及改造旧房屋，或者区域开发新区的建设与规划等工作提供最为专业的服务；三是房产测绘有助于为当地的财政与税务机构研究土地的等级与税费标准的制定等方面提供专业的图文资料；四是房产测绘所得的图纸是强化房地产建设、核定房产产权、维护房产所有者利益以及颁发房产产权证等的重要法律依据。

（三）准确量测线路通道和城市建设面积

倾斜摄影测量所生产的实景三维模型，具有时效好、精度高、信息丰富的特点，可准确量测地物的坐标、宽度、高度和面积等。在真三维模型上进行精细化判读与室内量测，对输电线路拥挤地段建筑物楼层数与实际面积进行快速统计，从而有效估算线路工程建设所必需的房屋拆迁量，使工程赔偿造价准确合理，降低施工民事难度。

四、结语

城市测绘在城市规划中的应用，不仅有助于提升城市规划的整体性与科学性特性，而且有助于为城市规划的正常发展奠定坚实的基础。一旦城市规划中缺少了城市测绘，城市建设就像没有了前进的方向，根本没有实施的可能性。因此，在社会主义现代化建设新时期，加强对城市测绘在城市规划中应用作用的研究，是当前人们热衷研究的一大课题。

参考文献

[1]李娜.浅谈市政工程中的RTK测量技术[R].科技创新导报，2010-12.

[2]史先琦.浅析GPS-RTK技术在土地勘测定界中的应用[R].科技创新导报，2012-4endprint