大比例尺基础测绘工程中倾斜摄影测量技术的应用分析

郑权 刘明燕

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摘要：大比例尺地形图是城市规划、土地管理的基础。现阶段，1∶500大比例尺地形图的测绘工作，通常依靠传统数字化测图方式，该方法在精度方面得到保障，但工作效率、费用等方面都存在较大问题。本文引入倾斜摄影测量技术，突破了传统航测仅垂直获取原始影像的弊端，实现了多方位原始影像的获取，同时考虑到搭载在无人机平台上的像机为非摄影测量像机，影像数据存在光学畸变，在采集原始地形影像数据时，本文用直接法进行畸变校正，采用全局化边界概率轮廓检测方法获取全局边界，在同一测量区域中，对不同地类的边界轮廓进行了划分。完成区域划分后，以正射影像底图所获取的地物平面坐标为基础，构建三维地形实景模型，实现了大比例尺基础测绘工程的精准测绘。

关键词：倾斜摄影测量技术；大比例尺基础测绘工程；应用

引言

近年来，社会进步迅速，倾斜摄影测量技术迅速发展，通过获取多个角度、高重叠度的影像，采用多视影像匹配和联合平差算法，辅助一定数量的像控点，可生成具有较高位置精度和丰富地物纹理信息的实景三维模型，然后在三维模型上直接采集得到满足精度要求的地形图成果，该技术已广泛应用于城市三维模型建设和大比例尺地形图测绘。本文提出基于倾斜摄影测量技术的大比例尺地形图质量检验的技术方法，进而改进地形图质量的检验流程，更好地提高质量检验工作效率。

1倾斜摄影测量技术的概念理解

测绘是建筑施工项目中较为关键的一个部分，相较于从前的人工测绘、人工摄影等技术手段，近些年，随着科学技术的发展，倾斜摄影测量技术的出现，逐渐颠覆了人们往常的思维模式，并通过实地检查，确认了倾斜摄影测量技术的优势，进一步使得倾斜摄影测量技术进入人们的视野中来的，开始不断地深入测绘等相关领域，实现后续的应用价值。如果根据国际测绘领域的相关介绍与定义，倾斜摄影测量技术全称应该加上飞行平台这三个字，即飞行平台视角下的倾斜摄影测量技术。顾名思义，这一种测量技术主要体现在飞行平台技术的应用层面上，是一项依托于高新技术发展而产生的技术，实现了从前测绘过程中只能垂直摄像的突破，打开了正向摄影的局限性，让摄影能够通过多台传感器，依靠飞行平台的路线进行实时摄影，从垂直以及前后左右这五个角度来进行覆盖式的摄影，打破原始二维图像的平面构建，形成立体的三维的图像，并能够与相应的配套软件施行搭配，把单张摄影测量的图片，通过技术分析，在高度、长度、面积、角度、坡度等方面，拓展摄影的测量范围，实现全方位多覆盖的倾斜摄影测量。其次，倾斜摄影测量技术因为还具有纹理采集的功能，在建筑施工竣工项目的测绘中，更是有不同的应用，即通过倾斜摄影测量技术的应用，可以实现规划竣工项目测量中的高强度、长周期、低精度等短板的改善，帮助测绘人员在信息数据的获取上，在信息的准确度上能够得到提升，使得规划竣工测量能够在专业化的指导下进行。除此以外，与传统的摄影技术只能获取垂直方向的单张摄影图像、简单的二维正视面平面图以及区域性的表达空间地物相比较，新一代的倾斜摄影测量技术可以从多个角度、多个倾斜角度，从多个维度的层面上表达建筑的情况，弥补了正视摄影的不足，并且在达到传统测绘的要求后，倾斜摄影测量技术还能够从自动建模、三维图像等方面，实现进一步的分析与应用。

2倾斜摄影测量技术原理

无人机倾斜摄影测量技术是近年来遥感测绘领域发展较为迅速的新兴技术之一。通过在同一飞行平台上搭载一组五镜头倾斜相机，同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像，分为正摄、前视、后视、左视、右视，配合IMU/DGPS获取高精度的姿态和位置信息，通过特定的数据处理软件进行数据处理，将所有影像纳入统一的坐标系统中，获取地面物体更为完整准确的信息。因此与传统测量技术相比，倾斜摄影技术具有高效率、高精度和高性价比，其应用也越来越广泛。

3倾斜摄影测量技术在大比例尺基础测绘工程中的应用

3.1数据采集

(1)像控点测量.

在倾斜摄影前布设像控点，像控点的目标应清晰、易于判别和立体量测，且应设置在高程起伏较小、易于准确定位和量测的地方。随着无人机倾斜摄影测量系统配备IMU/DGPS设备，大大降低了布设密度，像控点按区域网布设，由于倾斜摄影重叠度高、有多视角影像，计算机密集点云数据匹配功能强等，外业布设像控点位基线跨度可适当放宽，一般情况下均布设为平高点，像控点平面坐标和高程利用AHCOＲS采用ＲTK方式进行测量。测量像控点的同时应进行检查点采集，用于评定内业数据处理的精度。

(2)倾斜影像获取.

倾斜影像获取时根据样本图幅分布区域确定飞行范围，合理规划飞行航线，因地势平坦，建筑物高度均在80m以下，考虑到倾斜摄影相机拍摄角度，为保证边缘物体立体成像，航线覆盖超出测区边界线至少3条航线。最终确定航向重叠度为80%，旁向重叠度为70%，飞行高度150m。飞行中采用GNSS系统导航，按照航线设计数据飞行，航空摄影时，飞行要尽可能平稳，航线弯曲度不应大于3%。飞行数据检查时应保证影像清晰，反差适中，颜色饱和，色彩鲜明，色调一致，能够辨别与地面分辨率相适应的地物影像。

3.2地理精度

地理精度检验主要质量元素有地理要素完整性与正确性、综合取舍合理性等。传统检验手段均采用人工实地巡视的方式进行，为保证地理精度检验的全面性，要求检验人员必须对样本图幅内地理要素进行全面巡视，这种方式存在工作量大、效率低等缺点。利用实景三维影像对样本图幅内的地理要素进行全面检查，可以快速、直观地判别地理要素的完整性和正确性等，两处室外台阶的部分平台错绘制成台阶，且其中一处室外台阶大小错绘。通过全面比对实景三维影像检查后，少量重要地理要素辅以人工外业核实，将外业巡查的工作强度大大降低。

3.3倾斜摄影测量技术在测绘报告中的应用

测绘报告是对整个建筑工程的规划竣工测绘的分析与实际情况研究，是审核的关键部分，也是影响建筑物能否顺利验收的重点。而一般情况下，测绘报告需要解决的是建筑项目的概况分析，包括测定的范围区域的划分、一些常见的地理、天气因素情况。其次就是建筑施工的依据分析，如是否遵守相应的标准来建设，是否符合作业要求等，并需要结合测绘的参数，详细地列举出实际的测绘数据，要有比较与分析的过程，而这也是检测与验收的过程。再次，测绘的核心就是测绘的组织工作，即设备与人员、工作流程、质量检测、人员安全、环境保护等必要的汇报，而这些数据信息的来源就是通过倾斜摄影测量技术所提供的模型作为主要的参考，特别是针对工作流程中的工作量以及控制点的数据，是规划竣工测量的重点。因此，结合实际的测绘报告需求，可以看见倾斜摄影测量技术能够提供的应用层次，例如，在工作量流程的报告中，就可以给出测绘的路线图，准确而清晰地展现建筑物的测绘点，让审核的人员能够更明确要点。

结语

本文从倾斜摄影测量技术在基础地形测绘中的应用出发，详细介绍了倾斜摄影测量技术的数据采集、图像畸变处理、地类边界划分、三维地形实景模型构建等内容，通过2个测试组的对比表明，此次1∶500大比例尺基础测绘工程充分发挥了倾斜摄影测量技术的全方位测量影像的功能，为测绘工作提供了更加可靠的技术手段，有效提高了测绘工作的效率。但此次研究并没有例举建立的三维地形图图样，今后可将此作为重点研究内容进行详细介绍与分析。

参考文献

［1］昌圣翔．BIM和倾斜摄影测量技术在实景三维模型中的应用［J］．广东建材，2020，36(4):25－26．

2. 翁鹏飞, 董伟. 倾斜摄影测量技术在大比例尺基础测绘工程中的应用[J]. 测绘技术装备, 2021, 23(3):6.

3. 陈玲. 无人机倾斜摄影测量技术在大比例尺地形测绘中的应用[J]. 中国金属通报, 2021(12):2.