低空倾斜摄影测量作业流程及技术要求

叶达忠 文铮 叶柑兰

【摘 要】文章讲述了摄影测量的概念及分類，重点分析了低空无人机倾斜摄影原理与应用，以及数据采集方法、流程。目前，倾斜摄影测量尚无统一技术标准，文章根据相关规范和实践经验，总结了倾斜摄影测量内业“空三”加密点（连接点）的中误差和区域网之间公共点的平面中误差和高程中误差检验方法，以及数字正射影像图DOM、数字高程模型DEM等生产应用的技术要求，利于倾斜摄影测量的技术参考和应用。

【关键词】倾斜摄影测量；低空无人机；“空三”；DOM；DEM；DLG；三维建模

【中图分类号】P231 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）05-0118-03

倾斜摄影测量技术起源于20世纪初，近年来，由于数字城市建设的大量需求，低空无人机倾斜航空摄影获得了迅速发展。由于目前尚无统一的测绘应用作业技术标准，尤其在工程建设领域，因此笔者根据相关规范和实践经验，总结了一些倾斜摄影测量的作业流程及主要技术要求。

1 摄影测量及分类

摄影测量是测绘学科的一个组成部分，它通过摄影、量测影像实现对物体的测量。

摄影测量的主要测量对象是地球表面，根据对地面获取影像时摄影机安放的位置不同，摄影测量可分为航天摄影测量（这一分支已发展成为遥感学科）、航空摄影测量、低空摄影测量和地面摄影测量。

2 倾斜摄影测量

传统的空中摄影多采用竖直摄影方式，获取正摄影像图。而倾斜摄景相机由5台相机构成：1台下视、1台前视、1台后视、1台左侧视、1台右侧视。5台相机所拍摄的影像，前、后视与左、右侧视可获取地物（如建筑物的墙面）的侧面纹，构建数字三维模型，用于城市规划、市政管理、工程建设、虚拟旅游等。数字三维建模流程可分为几何建模（确定建筑物的几何形状）与纹理渲染。几何建模根据要求又可分为粗模与细模，最简单的纹理渲染可在纹理库中选取，进行渲染虚假纹理，而真实纹理多来自倾斜摄影。

在摄影时，飞机沿着预先设定的航线方向进行摄影，相邻影像必须保存一定的重叠度，称为航向重叠，一般必须大于60%，互相重叠的部分构成立体图像。飞行完一条航线后，飞机进入另外一条航线进行摄影，相邻航线影像之间必须有一定的重叠度，称为旁向重叠，一般必须大于30%。

倾斜摄影测量作业一般要求航向重叠不低于80%，旁向重叠不低于70%，这样重建效果会更细致且能更好地避免漏洞。倾斜摄影测量工作原理如图1所示。

3 低空摄影测量作业流程

采用低空摄影测量方法测绘，首先对测区进行空中摄影航线规划；然后将航摄仪安装在航摄影机（无人机）上，从空中一定的高度对地面物体进行摄影，取得原始航摄像片（如图2所示）。

外业飞行航摄大致流程如下：像片控制联测→航空摄影测量参数设计→航线规划→低空无人机航摄→像片调绘。

航摄设计时，选用的航摄资料成图可达到的高程精度可按公式（1）估算。

△h=1.25×R像×H/b/1 000（1）

公式（1）中，△h为要求达到的高程精度（加密点高程中误差限值），m；H为平均相对航高，m；b为像片基线平均长度，mm；R像为影像扫描分辨率，μm，取整数；数码航摄影像R像=Pi；Pi为像元大小，μm。

航摄内业工作大致流程如下：原始航空影像检查→“空三”加密处理、高密集影像匹配、点云构TIN、白模生成、纹理映射等→生产制作正射影像DOM、数字高程模型DEM及三维地形模型等。

目前，普遍使用Bentley公司的ContextCapture三维重建软件的流程。大致流程如下。New Project（新建项目）：导入影像、输入相机参数、建立地方坐标高程系统→Submit aerotrinugulation（提交“空三”测量，如图3所示）→New reconstruction（3D mesh）（生产三维模型，如图4所示）。

4 倾斜摄影测量主要技术要求

目前，倾斜摄影测量尚无统一的技术标准，以下提供一些建议性技术要求，供读者参考。

（1）内业“空三”加密点（连接点）的中误差宜采用检查点的较差进行计算，检查点的平面中误差、高程中误差按公式（2）计算；区域网之间公共点的平面中误差、高程中误差按公式（3）计算，其精度要求同连接点。

m控=■（2）

m网=■（3）

公式（3）中，m控为检查点中误差，m；m网为公共点中误差，m；△为检查点野外实测值与解算值的较差，m；d为区域网间公共点上的较差，m；n为参加评定精度的点数。

（2）数字正射影像图DOM的技术指标按表1规定执行。

（3）数字高程模型DEM的高程中误差可按表2规定值执行。

（4）大比例尺航测成图精度规定参考表3，三维模型精度可参考要求执行。

5 结语

航空低空摄影测量的主要特点为无需接触物体本身获得被摄物体信息；由二维影像重建三维目标；面采集数据方式；同时提取物体的几何与物理特性。

相比传统的地面测量而言，具有的优点如下：{1}非接触测量方式，面积越大、测绘工作效率越高。{2}数据产品多元化、直观化，DOM/DEM/DSM及三维模型，实现了地理数据生产全过程的自动化。

目前，低空无人机倾斜摄影测量尚无统一的技术标准，上述技术要求可供作业人员参考执行。

随着科技手段的发展和提升，利用航空摄影测绘地形图的精度也越来越高，除了应用于空间地理信息领域外，将更广泛地应用于水利水电、交通、市政等工程的初步勘测、设计、施工及运营等各个阶段，或城镇的规划、土地、房产管理工程用图。倾斜摄影测量未来的应用前景将更加广阔。

参 考 文 献

[1]王佩军，徐亚明.摄影测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2010.

[2]SL 197—2013，水利水电工程测量规范[S].

[3]曲林，张淑娟，冯洋，等.倾斜摄影测量高中低空解决方案研究[J].测绘与空间地理信息，2016（1）.

[责任编辑：陈泽琦]