傾斜攝影測量技術的應用及展望

摘 要：新時期，傾斜攝影測量技術在三維建模和工程測量中顯示出了較強的適用性，同時，傾斜攝影測量技術由于其自身具備的時代性，在測量技術方法探索環(huán)節(jié)取得了較廣闊的發(fā)展空間。本文通過對傾斜攝影測量技術的特點進行分析，進一步論述了傾斜攝影測量技術在當前的發(fā)展狀況；此外，通過對傾斜攝影測量技術基本原理的闡述，進一步強調(diào)在工程測量中，實現(xiàn)影像數(shù)據(jù)匹配的重要性。

關鍵詞：傾斜；攝影測量技術；技術分析；應用前景

中圖分類號：P231 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）04-00024-02

Abstract：The oblique photogrammetry technology has shown strong applicability in the three-dimensional modeling and engineering measurement. At the same time，the oblique photogrammetry technology has made a wider development space in the exploration of the measurement technology because of its own times. By analyzing the characteristics of the tilt photogrammetry technology，this paper further discusses the current development of the oblique photogrammetry technology，and further emphasizes the importance of the image data matching in engineering measurement through the exposition of the basic principle of the tilt photogrammetry technology.

Keywords：oblique；photogrammetry technology；technical analysis；application

1 傾斜攝影測量技術的特點分析

1.1 傾斜攝影測量技術應用現(xiàn)狀

當前，隨著傾斜攝影測量技術在具體實踐環(huán)節(jié)應用范圍的擴大，傾斜攝影測量技術的特點具有現(xiàn)實的迫切性和必要性。傾斜攝影測量技術作為新時期高科技成果的重要代表，其應用有效性與當前人們的需求密切相關。21世紀，隨著互聯(lián)網(wǎng)領域影響范圍的不斷深化，如何利用計算機實現(xiàn)視覺發(fā)展的多元化，成為當前研究的重點內(nèi)容。此外，如何發(fā)揮該研究領域在建筑物側(cè)面的自動識別作用的最大化，成為當前建筑物二維矢量數(shù)據(jù)收集工作，以及三維特征表現(xiàn)的重要方式。例如，在建筑設計環(huán)節(jié)為確定墻面，通過對相關影響因子的設置，實現(xiàn)墻面類別的劃分，從而能夠確保建筑設計不同墻面的平面掃描工作以及分割工作的順利開展，并在此基礎上實現(xiàn)建筑物的側(cè)面結(jié)構的有效獲取。此外，通過對側(cè)面進行重構，還有利于傾斜影像的整理分析。傾斜攝影測量技術的應用，一方面能夠滿足用戶對真實直觀實景信息的需求；另一方面，由于影像數(shù)據(jù)自身的特殊性，在實現(xiàn)地物情況反映環(huán)節(jié)，還能綜合利用定位系統(tǒng)、影像信息分析、以及直觀的用戶體驗，完成應用范圍的擴大化。此外，傾斜攝影測量技術的應用，能夠基于數(shù)字表面模型生成效果的直觀性，對于進一步提高影像分析的精確度與分辨率具有積極作用，從而確保傾斜影像在實現(xiàn)大量多角度影像分析的基礎上，進一步提高其數(shù)據(jù)密集性并充分發(fā)揮計算密集的優(yōu)勢。

1.2 傾斜攝影測量技術特點

傾斜攝影測量技術的特殊性，主要表現(xiàn)在其對地物真實情況的反應能力。在開展地物測量環(huán)節(jié)，利用傾斜攝影測量，通過對三維數(shù)據(jù)的獲取進一步實現(xiàn)反映地物外觀的準確性，并進一步確保對地物位置、高度、海報等屬性的具體測量，從而顯示出三維數(shù)據(jù)的真實感與生動性。其中，對傾斜攝影技術特點的強調(diào)，能夠有效彌補人工模型在作業(yè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的仿真度低等弊端，進一步證實了對傾斜攝影技術特點分析與應用前景展望的必要性。其次，傾斜攝影技術還具有高性價比的特點。其較高的性價比主要表現(xiàn)為傾斜攝影測量數(shù)據(jù)在實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析與具體測量環(huán)節(jié)，表現(xiàn)出空間位置信息的準確性與可量測性。例如，通過對DOM（文檔對象模型）數(shù)據(jù)結(jié)果的分析，實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)的綜合把握，有利于城市三維建模成本投入的最小化。最后，在開展傾斜攝影技術特點分析環(huán)節(jié)，還需要進一步強調(diào)其具備的高效率優(yōu)勢。傾斜攝影測量技術在具體應用環(huán)節(jié)，通過對無人機以及其他飛行載體的合理應用，實現(xiàn)對全自動化三維建模的積極構建，進而實現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)獲取的有效化。

2 傾斜攝影應用前景研究

2.1 傾斜攝影技術的現(xiàn)實應用

由于傾斜影像在具體應用環(huán)節(jié)能夠為用戶提供準確的地理信息，使其應用范圍出現(xiàn)進一步擴大的趨勢。其中，在應急指揮工作、國土安全防護工作、以及城市管理工作等其他行業(yè)，傾斜攝影技術也得到了廣泛的應用。在具體應用環(huán)節(jié)，為提高其應用的有效性還需要進一步提高影像密集匹配性。其中，多視影像具影像匹配作為攝影測量的基本內(nèi)容，在實現(xiàn)基本多視影像具影像匹配工作中發(fā)揮了積極的作用，同時也是攝影測量需要面對的主要問題。當前，在應用環(huán)節(jié)由于其自身具備范圍廣、性能良、分辨率高等特點，從而進一步加強了其適用性。

此外，在實現(xiàn)傾斜攝影技術現(xiàn)實應用分析環(huán)節(jié)，為獲取地物三維信息的準確性，還要在應用過程進一步強調(diào)多視影像匹配在其中發(fā)揮的關鍵作用。當前，在傾斜攝影測量數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，需要明確完成傾斜攝影測量數(shù)據(jù)處理中的常用軟件，其中，我國的無人機敏捷自動建模系統(tǒng)的建立、武漢天際航公司推出的傾斜攝影測量軟件成為開展研究環(huán)節(jié)重點把握的關鍵內(nèi)容。

2.2 傾斜攝影技術的前景研究

利用傾斜攝影測量，能夠?qū)崿F(xiàn)傾斜攝影技術實用性的提高。當今社會，隨著科技的不斷發(fā)展，傾斜攝影測量載體在選擇過程中，便攜性、靈活性進一步提高，無人機成為主要載體。為此，提高無人機續(xù)航能力，成為在電池續(xù)航能力研究環(huán)節(jié)影響前景研究的重要內(nèi)容。在該環(huán)節(jié)，由于無人機自身具備的機動性、靈活性、以及經(jīng)濟性等特點，在實現(xiàn)航空攝影平臺構建過程中發(fā)揮了重要作用。此外，隨著無人機在攝影測量中優(yōu)勢的明確化，進一步實現(xiàn)遙感應用范圍的普及化以及用戶群的多樣化，成為傾斜攝影技術應用前景研究中的重要內(nèi)容。當前，無人機作為傾斜攝影測量的重要方式，在實現(xiàn)國家航空遙感監(jiān)測體系構建環(huán)節(jié)發(fā)揮了積極作用。

準確認識傾斜攝影技術的前景還需要從研究開發(fā)階段出發(fā)，實現(xiàn)對實際應用階段的重點突破。最后，由于微型傾斜攝影產(chǎn)品平臺的構建，國內(nèi)外還未形成一定的基礎，這就導致傾斜攝影測量高分辨率在突破環(huán)節(jié)，還存在著較大的困難。為此，進一步提高精細三維數(shù)據(jù)在獲取方面表現(xiàn)的特殊性，還需要在實踐環(huán)節(jié)注意傾斜攝影測量技術的新突破。

3 傾斜攝影測量技術中的關鍵點

3.1 多視影像聯(lián)合平差技術

多視影像是指傾斜攝影與垂直攝影數(shù)據(jù)的有效結(jié)合，并且對傳統(tǒng)空中三角測量方法中所出現(xiàn)的問題進行有效的思考。由此，影像之間的地物遮擋關系以及幾何變形關系是多視影像聯(lián)合平差需要考慮的兩個主要問題，并在與POS系統(tǒng)進行結(jié)合的過程中，應當選用由粗到精的匹配策略，且要對各級影像上的同名店進行自動匹配做好自由網(wǎng)光束法平差，最終得到小姑最佳的同名點匹配結(jié)果。

3.2 多視影像密集匹配技術

在攝影測量工作之中，影像的匹配工作是比較重要的一個環(huán)節(jié)，而多視影像有著較為突出的特點，它不僅僅能有較廣的覆蓋面，更能滿足較高清晰度的要求。由此在進行匹配的過程中我們應該考慮數(shù)據(jù)信息的要求，迅速獲得多視影像上的同名坐標，從而對地物的三維數(shù)據(jù)信息進行完善，這就是該技術的關鍵點。由于計算機的不斷普及以及計算機技術的不斷發(fā)展，在多視影像技術上也有了很大的飛躍，該技術逐漸開始成為航空攝影測量影像匹配中的重要措施。

3.3 數(shù)字表面模型生成與真正射影糾正

本研究將多視影像進行密集匹配之后，能夠得到所需要的高分辨率、高精度的數(shù)字表面模型，而這種模型簡稱為DSM（需求側(cè)管理），在實際工作的過程中，這種技術能夠?qū)Φ匚锏钠鸱鼱顩r有著更好的描述，并且是空間數(shù)據(jù)框架的重要組成部分。由于多角度傾斜影像之間會有一定程度上的差異，如果建筑物在受到陰影等因素的影響，則會大大提升取得DSM的難度。由此針對以上問題，我們可先依照空三計算出影像的外方位元素，在對影像匹配單元進行選擇，引入并行算法，開展逐像素級的密集匹配與影像特征匹配，從而有助于計算效率的提升。

在取得DSM數(shù)據(jù)之后，采取相應的處理手段，確保DSM的統(tǒng)一性。多影像真正射糾正所涉及到的方面有很多，如DEM（數(shù)字高程模型），它具有較為典型的計算密集與數(shù)據(jù)密集特點。這項技術是建立以現(xiàn)有DSM為基礎的，之后根據(jù)物方連續(xù)地形和離散地物對象的幾何特征，利用面片擬合、輪廓提取等方法級逆行物方語義信息的提取，并且在多視影像上，通過各類方法對象方語義信息進行有效提取，在更密集匹配以及聯(lián)合平差所得出的結(jié)果，對像方與物方的關系進行分析，從而完成聯(lián)合糾正，并做好相應的勻光處理工作，實現(xiàn)多視影像的真正射糾正。

4 結(jié) 論

本研究通過對傾斜攝影測量技術特點的分析，詳細介紹傾斜攝影測量在當前的應用現(xiàn)狀。在這一環(huán)節(jié)，要實現(xiàn)對傾斜攝影測量技術的綜合把握，還需要確保其測量精確度，客觀對待其實施傾斜攝影測量環(huán)節(jié)存在的不足與缺陷?；诖耍疚耐ㄟ^對傾斜攝影測量技術在實踐環(huán)節(jié)應用地具體描述，進一步對傾斜攝影測量技術在測繪領域存在的必要性進行科學展望，從而更好的推動傾斜攝影測量技術的普及和推廣。

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作者簡介：謝雄偉（1972-），男，漢族，海南定安人，副主任，中級職稱。研究方向：工程測量。