傾斜攝影在大比例尺地籍測量中的有效運用

趙睛 孟凡華

摘 要：科學技術的快速發展使地理測繪技術有了較大的進步，本文主要介紹了傾斜攝影的原理以及傾斜攝影在大比例尺地籍測量中的有效運用，為大比例尺地籍測量提供參考與借鑒，希望能夠促進我國地形測繪技術的快速發展。

關鍵詞：傾斜攝影；大比例尺地籍測量；有效運用

隨著社會經濟的快速發展，我國對于大比例尺地籍測量的需求越來越高，在大比例尺的地形圖中，地形要素和地理信息都非常詳細，很多方面都需要大比例尺地圖作為參考，比如城市規劃、土地管理、市政公共事業建設等。但是從目前來看，我國在大比例尺地圖測繪方面還存在著非常多的問題，如大比例尺地圖的測繪效率比較低、測繪速度非常慢，成圖制作周期比較長等，這些問題的存在對我國大比例尺地圖的測繪帶來了一定的阻礙。傾斜攝影技術是一項新興的地籍測量技術，能夠以比較快的速度對地面的數據信息進行獲取，為大比例尺地籍測量提供了很大的方便，傾斜攝影技術改變了傳統正射影像技術只能以垂直方向進行拍攝的方式，能夠利用多臺傳感器從垂直方向和其他多個傾斜角度進行采集影像信息，能夠獲得較高的分辨率、比較詳細的地物信息數據以及較大的視場角等，在大比例尺地籍測量中具有獨特的優勢。本文主要探討了傾斜攝影在大比例尺地籍測量中的有效運用方式，為大比例尺地籍測量提供參考與借鑒。

1.傾斜攝影的原理

傾斜攝影技術最初并沒有應用于無人機上，而是首先在有人飛機上得到應用，應用傾斜攝影技術的主要目的是對建筑外立面的紋理信息進行采集，之后才逐漸發展到利用傾斜攝影技術進行建模。隨著科學技術的快速發展，圖像自動匹配技術取得了很大的進步，利用傾斜方式所采集到的圖像能夠非常方便的加入到空三模塊中進行處理，實現了對城市建筑進行多角度場景建模的目的[1]。在利用傾斜攝影技術進行大比例尺地籍測量時，一般需要3～5個方向的傳感器鏡頭，實現從前后左右以及垂直方向的角度對地物的影像進行獲取，獲取到地物的多角度影像資料之后，可以進行多視影像區域網聯合平差、DSM生成、數據采集、多視影像匹配、三維建模以及真正射糾正等，實現對大比例尺地籍的測量。

2.傾斜攝影在大比例尺地籍測量中的有效運用

為了研究傾斜攝影在大比例尺地籍測量中的有效運用，本次研究以某次大比例尺地籍測量為例，對傾斜攝影的全過程進行闡述。在利用傾斜攝影技術進行大比例尺地籍測量時，首先需要對測量進行精密的控制，獲取傾斜影像，對傾斜影像進行處理，然后進行空三加密、三維建模、數據采集、外業補測和調繪，完成對大比例尺地籍的測量[2]。

控制測量對利用傾斜攝影技術進行大比例尺地籍測量的首要階段，為了提升大比例尺地籍測量的精度，需要對控制點進行詳細規劃，不但要增加控制點的個數，還要在需要測量的房屋頂部多布置一些控制點，這樣能夠使數據的精度獲得較大的提升。在本次測繪中，像控點是按照距離來進行布設的，在建筑比較密集的區域100～200m的距離設置一個點，其余地區在300～400m設置一個點，在進行像控點選點時，主要選在道路的交叉口、房頂、斑馬線角以及草地角等位置。地面像控點的坐標數據是利用衛星導航定位基準站網進行采集。

在本次測繪中，使用的是2鏡頭的傾斜攝影系統，在測繪過程中把無人機技術和傾斜攝影技術充分結合起來進行測量，使用專用的航線設計軟件進行設計，在實際的航空拍攝過程中，各個鏡頭根據相對應的曝光點坐標進行自動拍攝，從而獲取到多視角的影像。獲取到多視角影像之后，需要對多視角影像進行處理，建立虛擬影像模型，選取視野范圍內的影像，將選擇的傾斜影像像素反投影至虛擬影像之中，這樣能夠使地面豎直物體的重影效應大大減少。

空三加密是對傾斜攝影圖像進行處理的重要技術，首先需要把帶有方位信息的傾斜影像和地面的控制數據輸入到系統中，對傾斜影像同名的連接點進行自動匹配，對于匹配過程中出現的粗差點進行檢測和剔除，然后進行自由網的構建，最后進行區域網平差。平差模型需要使用比較經典的多像機共線方程模型，比如三維點云、三維網格、帶貼圖的三維網格或者糾正片DSM等。

在進行三維建模時，需要使用傾斜攝影自動批量建模軟件，對采集到的多視角影像進行幾何校正、多視匹配、聯合平差以及三角網構建等，對采集到的較為典型的地物特征進行提取，對采集到的信息進行可視化處理，得到最終的三維傾斜模型。

在進行數據采集時，需要利用傾斜攝影相配套的軟件進行三維模型的加載，從東、西、南、北以及垂直方向五個視角對需要觀測的物體進行切換，對地物和地貌藥物進行采集。在利用人工方式對地物要素進行采集時，主要利用直線或者垂線等工具，比如在進行建筑物采集時，可以利用搜索多視影像上的建筑物方式對建筑物的邊緣進行自動識別，對建筑物的輪廓進行簡單的提取，方便后期的編輯和使用[3]。為了提升測量的精度，可以利用手工方式對建筑物側面的邊線進行采集，在對噴水池進行采集時，要按照噴水池的頂部進行采集，采集的精度控制在0.05m以下。在對電線桿進行采集時，要按照電線桿的底部和陰影交叉面積進行采集，采集的精度同樣要控制在0.05m以下。在進行地貌要素信息提取時，可以采取三維信息自動提取技術，利用軟件中自帶的三維信息自動提取等高線與高程點，然后再利用人工的方式對地貌要素進行整飾和取舍。

本次測繪完成之后，隨機抽取了40個點對平面位置的精度和高程的精度進行了實地檢測，包括對房屋、花壇以及道路的檢測等，精度檢測結果為誤差±0.032m，在對高程誤差進行檢測時，主要對鋪裝路面的精度進行了檢測，檢測結果為誤差±0.029m。

參考文獻

[1] 康學凱，王立陽.無人機傾斜攝影測量系統在大比例尺地形測繪中的應用研究[J].礦山測量，2017，13（6）：44-47.

[2] 申淑娟，俞志強，黃樺，等.傾斜攝影和激光點云技術在大比例尺測圖中的應用[J].測繪通報，2017，06（12）：94-97.

[3] 劉梅姜.傾斜攝影測量技術在福建農村三維地籍與房屋調查工作中的應用[J].沈陽建筑大學學報：社會科學版，2016，08（4）：359-363.