倾斜摄影在大比例尺地籍测量中的有效运用

赵睛 孟凡华

摘 要：科学技术的快速发展使地理测绘技术有了较大的进步，本文主要介绍了倾斜摄影的原理以及倾斜摄影在大比例尺地籍测量中的有效运用，为大比例尺地籍测量提供参考与借鉴，希望能够促进我国地形测绘技术的快速发展。

关键词：倾斜摄影；大比例尺地籍测量；有效运用

随着社会经济的快速发展，我国对于大比例尺地籍测量的需求越来越高，在大比例尺的地形图中，地形要素和地理信息都非常详细，很多方面都需要大比例尺地图作为参考，比如城市规划、土地管理、市政公共事业建设等。但是从目前来看，我国在大比例尺地图测绘方面还存在着非常多的问题，如大比例尺地图的测绘效率比较低、测绘速度非常慢，成图制作周期比较长等，这些问题的存在对我国大比例尺地图的测绘带来了一定的阻碍。倾斜摄影技术是一项新兴的地籍测量技术，能够以比较快的速度对地面的数据信息进行获取，为大比例尺地籍测量提供了很大的方便，倾斜摄影技术改变了传统正射影像技术只能以垂直方向进行拍摄的方式，能够利用多台传感器从垂直方向和其他多个倾斜角度进行采集影像信息，能够获得较高的分辨率、比较详细的地物信息数据以及较大的视场角等，在大比例尺地籍测量中具有独特的优势。本文主要探讨了倾斜摄影在大比例尺地籍测量中的有效运用方式，为大比例尺地籍测量提供参考与借鉴。

1.倾斜摄影的原理

倾斜摄影技术最初并没有应用于无人机上，而是首先在有人飞机上得到应用，应用倾斜摄影技术的主要目的是对建筑外立面的纹理信息进行采集，之后才逐渐发展到利用倾斜摄影技术进行建模。随着科学技术的快速发展，图像自动匹配技术取得了很大的进步，利用倾斜方式所采集到的图像能够非常方便的加入到空三模块中进行处理，实现了对城市建筑进行多角度场景建模的目的[1]。在利用倾斜摄影技术进行大比例尺地籍测量时，一般需要3～5个方向的传感器镜头，实现从前后左右以及垂直方向的角度对地物的影像进行获取，获取到地物的多角度影像资料之后，可以进行多视影像区域网联合平差、DSM生成、数据采集、多视影像匹配、三维建模以及真正射纠正等，实现对大比例尺地籍的测量。

2.倾斜摄影在大比例尺地籍测量中的有效运用

为了研究倾斜摄影在大比例尺地籍测量中的有效运用，本次研究以某次大比例尺地籍测量为例，对倾斜摄影的全过程进行阐述。在利用倾斜摄影技术进行大比例尺地籍测量时，首先需要对测量进行精密的控制，获取倾斜影像，对倾斜影像进行处理，然后进行空三加密、三维建模、数据采集、外业补测和调绘，完成对大比例尺地籍的测量[2]。

控制测量对利用倾斜摄影技术进行大比例尺地籍测量的首要阶段，为了提升大比例尺地籍测量的精度，需要对控制点进行详细规划，不但要增加控制点的个数，还要在需要测量的房屋顶部多布置一些控制点，这样能够使数据的精度获得较大的提升。在本次测绘中，像控点是按照距离来进行布设的，在建筑比较密集的区域100～200m的距离设置一个点，其余地区在300～400m设置一个点，在进行像控点选点时，主要选在道路的交叉口、房顶、斑马线角以及草地角等位置。地面像控点的坐标数据是利用卫星导航定位基准站网进行采集。

在本次测绘中，使用的是2镜头的倾斜摄影系统，在测绘过程中把无人机技术和倾斜摄影技术充分结合起来进行测量，使用专用的航线设计软件进行设计，在实际的航空拍摄过程中，各个镜头根据相对应的曝光点坐标进行自动拍摄，从而获取到多视角的影像。获取到多视角影像之后，需要对多视角影像进行处理，建立虚拟影像模型，选取视野范围内的影像，将选择的倾斜影像像素反投影至虚拟影像之中，这样能够使地面竖直物体的重影效应大大减少。

空三加密是对倾斜摄影图像进行处理的重要技术，首先需要把带有方位信息的倾斜影像和地面的控制数据输入到系统中，对倾斜影像同名的连接点进行自动匹配，对于匹配过程中出现的粗差点进行检测和剔除，然后进行自由网的构建，最后进行区域网平差。平差模型需要使用比较经典的多像机共线方程模型，比如三维点云、三维网格、带贴图的三维网格或者纠正片DSM等。

在进行三维建模时，需要使用倾斜摄影自动批量建模软件，对采集到的多视角影像进行几何校正、多视匹配、联合平差以及三角网构建等，对采集到的较为典型的地物特征进行提取，对采集到的信息进行可视化处理，得到最终的三维倾斜模型。

在進行数据采集时，需要利用倾斜摄影相配套的软件进行三维模型的加载，从东、西、南、北以及垂直方向五个视角对需要观测的物体进行切换，对地物和地貌药物进行采集。在利用人工方式对地物要素进行采集时，主要利用直线或者垂线等工具，比如在进行建筑物采集时，可以利用搜索多视影像上的建筑物方式对建筑物的边缘进行自动识别，对建筑物的轮廓进行简单的提取，方便后期的编辑和使用[3]。为了提升测量的精度，可以利用手工方式对建筑物侧面的边线进行采集，在对喷水池进行采集时，要按照喷水池的顶部进行采集，采集的精度控制在0.05m以下。在对电线杆进行采集时，要按照电线杆的底部和阴影交叉面积进行采集，采集的精度同样要控制在0.05m以下。在进行地貌要素信息提取时，可以采取三维信息自动提取技术，利用软件中自带的三维信息自动提取等高线与高程点，然后再利用人工的方式对地貌要素进行整饰和取舍。

本次测绘完成之后，随机抽取了40个点对平面位置的精度和高程的精度进行了实地检测，包括对房屋、花坛以及道路的检测等，精度检测结果为误差±0.032m，在对高程误差进行检测时，主要对铺装路面的精度进行了检测，检测结果为误差±0.029m。

参考文献

[1] 康学凯，王立阳.无人机倾斜摄影测量系统在大比例尺地形测绘中的应用研究[J].矿山测量，2017，13（6）：44-47.

[2] 申淑娟，俞志强，黄桦，等.倾斜摄影和激光点云技术在大比例尺测图中的应用[J].测绘通报，2017，06（12）：94-97.

[3] 刘梅姜.倾斜摄影测量技术在福建农村三维地籍与房屋调查工作中的应用[J].沈阳建筑大学学报：社会科学版，2016，08（4）：359-363.