傾斜攝影測(cè)量在城市規(guī)劃中的應(yīng)用實(shí)踐之研究

徐東

摘要：無人機(jī)傾斜攝影是當(dāng)前熱門的城市三維建模研究和應(yīng)用內(nèi)容。該文介紹了無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，分析了無人機(jī)傾斜攝影在城市三維建模的應(yīng)用情況，分析了無人機(jī)傾斜攝影在三維城建建模過程和成果中的優(yōu)劣勢(shì)，探索總結(jié)了一套無人機(jī)傾斜攝影城市三維建模的改進(jìn)方法，將傾斜攝影和MAX等技術(shù)有效結(jié)合進(jìn)行城市三維建模，最后介紹了利用改進(jìn)方法在?？谑泻腿齺喪羞M(jìn)行三維建模的實(shí)踐案例，指導(dǎo)和推進(jìn)基于無人機(jī)傾斜攝影三維模型的質(zhì)量改善。

關(guān)鍵詞：傾斜攝影測(cè)量；三維城市模型；空三加密

隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，建設(shè)環(huán)境日益惡化，地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生，輸電線路規(guī)劃設(shè)計(jì)難度日益加大。采用傳統(tǒng)的測(cè)量方式對(duì)輸電線路資源進(jìn)行調(diào)查，工作量大、效率低、成本高，難以滿足電網(wǎng)建設(shè)需求。針對(duì)上述問題，該文提出了利用傾斜攝影技術(shù)進(jìn)行實(shí)景三維建模的方法對(duì)輸電線路資源進(jìn)行快速調(diào)查，可有效提高輸電線路的設(shè)計(jì)質(zhì)量，規(guī)劃工程建設(shè)投資造價(jià)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

一、傾斜攝影工作原理

傾斜攝影技術(shù)是國際測(cè)繪遙感領(lǐng)域新興發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù)，融合了傳統(tǒng)的航空攝影和近景測(cè)量技術(shù)，顛覆了以往正射影像只能從垂直角度拍攝的局限，通過在同一飛行平臺(tái)上搭載多臺(tái)傳感器，同時(shí)從垂直、前視、左視、右視與后視共五個(gè)不同的角度采集影像，如圖1所示。其中，垂直攝影影像，可經(jīng)過傳統(tǒng)航空攝影測(cè)量技術(shù)處理，制作4D（DEM，DOM，DLG與DRG）產(chǎn)品；前視、左視、右視與后視4個(gè)傾斜攝影影像，傾斜角度在15°―45°之間，可用于獲取地物側(cè)面豐富的紋理信息。

二、傾斜攝影技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)眾多，不僅降低了建立三維模型的成本，提高了建模效率，更將所采集信息的精度提升到另一個(gè)水平，而且該系統(tǒng)的操作較為簡便，對(duì)于場(chǎng)地的要求也不算太高。

在輸電線路的建設(shè)過程中，必然會(huì)途徑部分房屋建筑，當(dāng)輸電線路的最佳位置無法避開房屋建筑時(shí)，就會(huì)對(duì)工程房屋進(jìn)行拆遷。由于實(shí)地測(cè)量的精度存在較大誤差，而且工作量太大。因此，目前一般采用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)來統(tǒng)計(jì)被拆遷房屋建筑的數(shù)量。通過三維模型的建立，不僅能夠?qū)ㄖ菍訑?shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)于建筑的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)也都能夠進(jìn)行記錄與傳統(tǒng)的攝影勘測(cè)技術(shù)相比。建立三維模型具有以下優(yōu)勢(shì)：

（一）還原一個(gè)真實(shí)的世界

與傳統(tǒng)手工三維模型和實(shí)景三維模型不同，在進(jìn)行傾斜攝影工作時(shí)，無人機(jī)搭載傾斜攝影云臺(tái)在低空繞行，云臺(tái)的捕捉器十分靈敏，能夠清晰地記錄下地面的建筑，植被等的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)被傳入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以后，經(jīng)過專門軟件的處理，就能夠建立三維模型。將所拍攝地域的真實(shí)面貌多角度全面展現(xiàn)。還原精度極高。

（二）降低測(cè)繪成本，提升經(jīng)濟(jì)效益

無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的應(yīng)用，現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)可以將測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行資源共享，同時(shí)在資源的保存與傳送方面的成本也相對(duì)低廉。在傳統(tǒng)的三維模型建立技術(shù)中，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，可能導(dǎo)致整份測(cè)繪圖都會(huì)作廢，而無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的多角度信息量測(cè)，很好的規(guī)避了這一缺陷。與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合使用，使其在出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)能夠進(jìn)行較為方便的改動(dòng)，避免冗余的過程加大工作人員的工作量，提升輸電線路建設(shè)工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。

（三）地質(zhì)災(zāi)害模擬

在輸電線路的建設(shè)過程中，輸電路徑的設(shè)計(jì)是極為重要的一環(huán)，為了最大限度減輕地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，對(duì)輸電站和電網(wǎng)造成無法估量的損失，可以在路徑設(shè)計(jì)時(shí)就通過地質(zhì)災(zāi)害模擬，來進(jìn)行提前的規(guī)劃的防控。傾斜攝影技術(shù)的三位模型恰恰能夠提供在這一功能，通過遙感監(jiān)測(cè)裝置來模擬地質(zhì)災(zāi)害系統(tǒng)。

三、基于無人機(jī)傾斜攝影三維城市建模優(yōu)化方法

如該文所述，基于無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)生產(chǎn)的初始三維模型通常有若干種畸變類型，某些畸變是由工程實(shí)施過程中難以避免的客觀原因造成的，這種情況下，初始生產(chǎn)的實(shí)景三維模型難以滿足應(yīng)用需求。

（一）作用之一―― 城市基本地形形態(tài)的測(cè)繪作用

城市基本地形形態(tài)的測(cè)繪作用的主要表現(xiàn)是：城市基本地形形態(tài)的測(cè)繪可以完整的展現(xiàn)城市的整體面貌，為城市規(guī)劃提供科學(xué)系統(tǒng)的測(cè)繪圖文資料。城市測(cè)繪資料是不是完整與準(zhǔn)確將在很大程度上決定城市規(guī)劃制定的時(shí)間與效果。城市測(cè)繪的主要內(nèi)容包括：城市地下管線的測(cè)繪、城市建筑工程的施工放樣、城市區(qū)域內(nèi)的平面、城市大比例尺的測(cè)繪圖、城市建筑工程的沉降測(cè)繪以及城市道路定線的測(cè)繪與規(guī)劃等。在城市規(guī)劃與建設(shè)的過程中，加快對(duì)城市基本地形形態(tài)的測(cè)繪，有助于提升城市土地的利用率，減少對(duì)耕地的破壞。

（二）作用之二―― 房產(chǎn)測(cè)繪對(duì)城市建設(shè)與管理的作用

房產(chǎn)測(cè)繪對(duì)城市建設(shè)與管理的作用的主要表現(xiàn)是：房產(chǎn)測(cè)繪作為城市測(cè)繪中的重要組成部分，是城市開展房屋規(guī)劃建設(shè)的重要條件。它對(duì)城市的現(xiàn)代化建設(shè)與管理發(fā)揮著至關(guān)重要的促進(jìn)作用：一是房產(chǎn)測(cè)繪可以為城市房地產(chǎn)機(jī)構(gòu)與規(guī)劃機(jī)構(gòu)有效提供房屋建筑、房產(chǎn)產(chǎn)權(quán)以及房屋使用范圍的座落、層數(shù)、分布、形狀、位置、結(jié)構(gòu)、用途、建成年月日、土地使用等多個(gè)方面的基本數(shù)據(jù)；二是有助于為科學(xué)合理調(diào)配土地與房屋、科學(xué)制定城市規(guī)劃方案、科學(xué)修建住宅以及改造舊房屋，或者區(qū)域開發(fā)新區(qū)的建設(shè)與規(guī)劃等工作提供最為專業(yè)的服務(wù)；三是房產(chǎn)測(cè)繪有助于為當(dāng)?shù)氐呢?cái)政與稅務(wù)機(jī)構(gòu)研究土地的等級(jí)與稅費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的制定等方面提供專業(yè)的圖文資料；四是房產(chǎn)測(cè)繪所得的圖紙是強(qiáng)化房地產(chǎn)建設(shè)、核定房產(chǎn)產(chǎn)權(quán)、維護(hù)房產(chǎn)所有者利益以及頒發(fā)房產(chǎn)產(chǎn)權(quán)證等的重要法律依據(jù)。

（三）準(zhǔn)確量測(cè)線路通道和城市建設(shè)面積

傾斜攝影測(cè)量所生產(chǎn)的實(shí)景三維模型，具有時(shí)效好、精度高、信息豐富的特點(diǎn)，可準(zhǔn)確量測(cè)地物的坐標(biāo)、寬度、高度和面積等。在真三維模型上進(jìn)行精細(xì)化判讀與室內(nèi)量測(cè)，對(duì)輸電線路擁擠地段建筑物樓層數(shù)與實(shí)際面積進(jìn)行快速統(tǒng)計(jì)，從而有效估算線路工程建設(shè)所必需的房屋拆遷量，使工程賠償造價(jià)準(zhǔn)確合理，降低施工民事難度。

四、結(jié)語

城市測(cè)繪在城市規(guī)劃中的應(yīng)用，不僅有助于提升城市規(guī)劃的整體性與科學(xué)性特性，而且有助于為城市規(guī)劃的正常發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。一旦城市規(guī)劃中缺少了城市測(cè)繪，城市建設(shè)就像沒有了前進(jìn)的方向，根本沒有實(shí)施的可能性。因此，在社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)新時(shí)期，加強(qiáng)對(duì)城市測(cè)繪在城市規(guī)劃中應(yīng)用作用的研究，是當(dāng)前人們熱衷研究的一大課題。

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