倾斜摄影测量技术的应用研究

吴泽南 陈俊学 郝华东 刘永义 施浩磊

摘 要：本文首先阐述了倾斜摄影的原理，接着分析了倾斜摄影测量技术的应用，最后对倾斜摄影测量技术的展望进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：测量技术；摄影；应用

引言

倾斜摄影技术是由摄影技术和测量技术发展起来的，不同于传统的航拍技术和3D摄影技术，它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，这项技术通过无人机等飞行平台搭载多镜头相机，这里以5镜头为例，通过5个固定的摄影机位，一个正视相机采用垂直90°放置，其余前视、后视、左视和右视相机采用45度倾斜放置的方式，同时从五个不同的角度采集影像，通过后期算法将这些分别从不同角度获取的影像拼合起来，获得一个完善的数字模型。倾斜摄影技术在应急指挥、测绘、国土安全、旅游、城市管理、监控、环保等行业有着广泛的应用。

1 倾斜摄影的原理

我们所处的视觉空间最简单的分为前、后、左、右、上、下6个面，常规影像（包括电影电视等），是代入观众视角去描述（或呈现）“前”这个平面，其他5个面忽略，而当代的虚拟现实技术则是把6个面都进行描述以再现或创造一个完整的影像空间[1]。大地的起伏相对于“上帝视角”来说基本上可以描述为基本平面的结构，各种人造建筑和自然景观沿着这个面分布，因此绝大部分的地物形态都能够通过“从上而下”的视角进行描述和测量，早期的测量就是通过卫星图像进行的，但是卫星角度太高，对地物立体形态描述能力太弱，且成本昂贵。采集地物的前后左右四个面，分别通过正投影去采集尽管更加精准但是会使工作量指数级上升。

2 倾斜摄影测量技术的应用

2.1 多视影像技术

其实，关于倾斜摄影测量技术在实际工作当中的应用是非常广泛的。该项技术的一大优点就是测量的数据极为全面，这个优点也就让该项技术可以被应用在众多的项目当中。在我们日常工作当中，如果要将这项技术进行应用的话，首先要做的事就是将被测事物的数据和信息进行排列，在排列过程中我们依据的排列顺序是对被测事物的测量顺序。同时，我们在对数据测量的过程当中，需要对倾斜摄影测量技术的一些参数进行调整，对这些参数的调整的依据主要是来源于。各个层面在测量过程当中有可能给倾斜摄影测量技术带来的影响。在上面的文章当中，我们已经提到过与传统的测量方式相比该种方式具有更高的准确性。之所以该种技术拥有更高的准确性，是因为在使用该种技术进行测量的过程当中，多视影像可以自动进行连接，然后可以通过一定的方式进行计算，得出被测事物的所有相关数据[2]。

2.2 密集影像

虽然利用倾斜摄影测量技术具有许多好处，但是就目前的形势而言，该种技术仍然具有一些难点尚未被攻克。所以在日常的运用过程当中，相关人员对该种技术需要极为重视。尤其是在对密集影像进行处理的过程当中，一定要注意影像是否会过于冗长。在实际的处理过程当中，要及时的找出影像当中不需要的部分，将这部分进行删除，为后续的工作确保数据的准确性。

2.3 三维测量技术

倾斜摄影测量技术除了应用在多视影像技术相关方面以外，还可以应用到三维测量技术当中。当我们利用倾斜摄影测量技术对某些区域进行测量之后，可以将采集来的数据进行整理和计算，将这些数据转化成矢量数据，以达到为后期工作做准备的目的。其实这整个过程我们就将其称为三维测量技术[3]。

2.4 模拟生成

在我们使用倾斜摄影测量技术的过程当中，常常需要对其进行模拟处理。利用倾斜摄影测量技术进行模拟生成的主要原理是，提取我们测量过程当中得到的数据，将这些数据转换成必要的矢量数据，再通过这些数量数据构建出数学模型，从而达到模拟生成的目的。但是由于一些原因，我们在利用倾斜摄影测量技术进行模拟生成的过程当中有可能会导致一些误差的出现。为了有效避免这些误差，我们在对数据进行实际测量的过程当中，需要根据数据的特征，进行全面的分析，同时还要结合地表特征进行分析，从而降低误差的数值。另外一点，在使用该项技术过程当中，需要注意的是相关人员需要重新设定相应的语义信息，这些语音信息包括边缘提取，分割影像等等。同时，在测量的过程当中，可以根据测量的数据对数据和信息进行详细的排列，通过该种方式，可以有效的减少数据的误差，保证模拟生成的质量。

3 倾斜摄影测量技术的展望

新兴的倾斜摄影测量技术，相比传统的质量技术而言，具有巨大的优势，并且随着发展的不断深入，该技术在相关领域也取得了不少的优异成绩，得到了广泛人士的认可，使用该种技术对某些区域或事物进行测量，可以得到更快的数据反馈，并且数据的精度也更伟大准确。另外，在利用该项技术的过程当中，也可以结合现代新型的技术来进行。例如通过无人机技术进行高空摄影，这不仅仅扩展了这两个面积，而且也可以得到更多的数据。由于该种技术是较为新型的技术，所以这项技术还有许多功能未被发掘出来，相关人员在使用这项技术的时候，可以充分地对该项技术的潜力进行挖掘，开发该项技术的潜力。

4 结束语

总而言之，新兴的倾斜摄影测量技术具有的优势是巨大的，该项技术也具有广阔的发展前景。笔者主要讲述了该项技术的研究背景、如何运用到实际当中以及未来的发展前景如何。希望通過本篇文章的讲述，可以对该项技术的发展起到一定的促进作用。

参考文献

[1]王之卓.摄影测量原理[M].北京：测绘出版社，1979.

[2]刘洋.无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究[D].南昌：东华理工大学，2016.

[3]谭金石，黄正忠.基于倾斜摄影测量技术的实景三维建模及精度评估[J].现代测绘.2015，38（5）：21-24.

基金项目：浙江省质监系统质量技术基础建设项目（编号：20180130）、舟山市科技计划项目（编号：2017C32082）、河南测绘职业学院教育教学改革项目（编号：JYZ201803）共同资助。