倾斜摄影测量技术应用及展望

倾斜摄影测量技术应用及展望

张晓晗 王旭东 孟德峰

山东卫测地理信息科技有限公司

摘要：倾斜摄影测量技术可以快速地有效地采集影像数据，不仅可以输出大量的空间数据，还可以表现出地物的客观状况，映射各种地物表面纹理。在三维建模和工程测量方向，倾斜摄影测量技术的应用具有巨大发展潜力，由多个传感器采集到的多维影像数据信息，能够为用户提供正确全面的数据信息。倾斜摄影测量技术将进一步扩大大数据的应用范围，以满足各种工程项目的要求。

关键词：倾斜摄影；测量技术；应用

1倾斜摄影测量原理

倾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，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产品；前视、左视、右视与后视四个倾斜摄影影像，倾斜角度在150～450，可用于获取地物侧面丰富的纹理信息。通过高效自动化的三维建模技术，快速构建具有准确地物地理位置信息的真三维空间场景，直观地掌握目标区域内地形地貌与所有建筑物的细节特征，可为电力和水利工程建设、地质灾害应急指挥等提供详尽、精确、逼真的空间基础地理信息数据支持和公共服务。

2倾斜摄影测量技术特点

倾斜摄影这种测量技术具有一定的特殊性，其表现为对地物具体情况的反应能力。在实际作业过程中，使用倾斜摄影测量技术，主要是获取数据进行三维建模，从而能够更加真实的反应出目标地物的真实性，同时还能够测量到目标地物的准确位置、高度和形状等属性，呈现三维数据表现地物的生动性和真实感。倾斜摄影测量技术的主要优势表现在以下几点：⑴高分辨率，可以有效利用低空飞行器来获得厘米级高分辨率的影像资料。⑵对于丰富的地物纹理信息，倾斜摄影的获取则是在很多不同角度的相机下采集影像，继而能够对目标地物侧面的纹理信息能够更加真实准确的获取，很大程度上弥补了正射影像的不足。⑶高效自动化的三维建模在垂直与倾斜影像的全自动联合空三加密，不用人工进行干预，就能够全自动化进行影像处理，使三维模型构建实现。⑷逼真的三维空间场景能够考虑到影像数据构建的三维的真实场景，能够使地物的细部特征精细清楚的反映出来，准确反映地物的实际位置，包括物体屋顶、外墙等各个部位以及一些地形地貌特征。

3倾斜摄影测量技术的应用

3.1多视影像技术

倾斜摄影测量技术在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，该优点也是让该项技术可以被应用在众多的项目当中的主要原因之一。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。该技术之所以拥有更高的准确性，是因为在测量的过程中，多视影像可以自动地进行连接，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。

3.2多视影像密集匹配技术

在摄影测量工作中，图像匹配是一个重要环节，多视点影像具有更加突出的特点，它不仅可以具有更宽的覆盖范围，而且可以满足更高清晰度的要求。因此，在匹配过程中，应考虑数据信息的要求，快速获取多视点图像中同名点的坐标，完善地物三维数据信息，这是该技术的关键。随着计算机的普及和计算机技术的发展，多视点图像技术也出现了飞跃，逐渐成为航空摄影测量图像匹配的重要组成部分，应该采取措施进行控制，从而确保整体质量。

3.3生成表面模型

密集的多视影像匹配在客观上需要提升分辨率，构建数字模型。DSM即表面模型，它代表着某一景物自身的起伏状态。针对于空间数据，表面模型被看作基础。经过初步测量，辨析了连续的地物特性，提取几何轮廓并且重构屋顶等。同时，针对于已经获取的多视影像，还可以重设原先的语义信息，包括边缘提取、聚类的纹理分析以及分割影像等。依照对应关系，即可优化全面性的采样，纠正了隐含的摄影偏差。

3.4影像纠正技术

建筑物影像纠正技术能够使建筑物的多视角成像更具精密性。通过对建筑物的表面进行DSM平面建模，充分的表达建筑物的起伏特征和数据特质。由于多角度拍摄下的建筑物存在着较大的角度差异，以及日照角度产生的不同视觉效果，阴影对于成像数据计算的问题等方面的因素，我们必须要对成像的影像进行系统的纠正，排除这些不良因素的影响，从而使影像的数据与实际数据保持高度吻合。我们可以先通过空中三角测量系统进行各个影像之间元素的测算，然后分析和选择受影响较小的影像单元进行独立的计算，同时进行建筑物墙面匹配和密集化匹配，在这个过程中要引入并行计算方法，提高匹配效率。同时在获得高密度的DSM数据后，要进行相应的过滤处理，将不同的单元元素进行打散与重组，形成一个全新的完整的DSM数据建模。全新的DSM数据建模可以面对有着大量分散差异的建筑物对象，我们可以通过现有的DSM基础上进行连续理性和离散建筑物几何关系的提炼，将建筑物的相关特征进行系统重组，并且根据同名点关系相互对应组合，并进行整体的光处理环节，如此就完成了影像纠正工作。纠正后的影像各方面数据与实际测量值完全吻合，符合倾斜摄影测量技术的实际需求。

4倾斜摄影应用前景研究

4.1倾斜摄影技术的现实应用

由于倾斜影像在具体应用环节能够为用户提供准确的地理信息，从而出现其应用范围进一步扩大的趋势。其中，在应急指挥工作、国土安全防护工作以及城市管理工作等其他行业，倾斜摄影技术得到了广泛的应用。在具体应用环节，为提高其应用的有效性还需要进一步提高影像密集匹配性。其中，多视影像具影像匹配作为摄影测量的基本内容，在实现基本多视影像具影像匹配工作中发挥了积极的作用，同时也是摄影测量需要面对的主要问题。目前，在应用环节由于其自身具备范围广、性能良、分辨率高等特点，从而进一步加强了其适用性。除此之外，在实现倾斜摄影技术现实应用分析环节，为获取地物三维信息的准确性，还要在应用过程进一步强调多视影像匹配在其中发挥的关键作用。目前，在倾斜摄影测量数据处理环节，需要明确完善倾斜摄影测量数据处理中的常用软件，其中我国的无人机敏捷自动建模系统的建立、武汉天际航公司推出的倾斜摄影测量软件成为开展研究环节重点把握的关键内容。

4.2倾斜摄影测量技术的发展展望

利用倾斜摄影测量，能够实现倾斜摄影技术实用性的提高。当今社会，随着科技的不断发展，倾斜摄影测量载体在选择过程中，便携性、灵活性进一步提高，无人机成为主要载体。为此，提高无人机续航能力，成为在电池续航能力研究环节影响前景研究的重要内容。在该环节，由于无人机自身具备的机动性、灵活性、以及经济性等特点，在实现航空摄影平台构建过程中发挥了重要作用。此外，随着无人机在摄影测量中优势的明确化，进一步实现遥感应用范围的普及化以及用户群的多样化，成为倾斜摄影技术应用前景研究中的重要内容。当前，无人机作为倾斜摄影测量的重要方式，在实现国家航空遥感监测体系构建环节发挥了积极作用。为准确认识倾斜摄影技术的前景还需要从研究开发阶段出发，实现对实际应用阶段的重点突破。最后，由于微型倾斜摄影产品平台的构建，国内外还未形成一定的基础，这就导致倾斜摄影测量高分辨率在突破环节，还存在着较大的困难。为此，进一步提高精细三维数据在获取方面表现的特殊性，还需要在实践环节注意倾斜摄影测量技术的新突破。

结束语

倾斜摄影测量技术是随着近几年来科技的不断发展与进步应运而生的一项全新测量技术。它通过无人机作为主要搭载平台，对建筑物的进行多个角度的拍照并进行数据处理，从而实现测量数据的准确性与科学性。目前倾斜摄影测量技术已经从开发阶段进入了实际应用阶段，并已经在多个领域得到了广泛应用，在多个行业和领域内发挥着不可替代的重要作用。

参考文献

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[2]李伟.倾斜摄影测量技术的应用与展望[J].建材与装饰，2017（08）：199-200.

[3]林翔.倾斜摄影测量技术特点及应用前景研究[J].世界有色金属，2017（24）：44-45.