傾斜攝影測量技術(shù)應(yīng)用及展望

張再 河北省無極縣廣播電視臺

傳統(tǒng)模式下的測量技術(shù)具有一定的局限性。比如，遙感影像技術(shù)，只能夠從垂直的角度進(jìn)行拍攝，在這樣的情況下拍出來的只有一個角度的信息，導(dǎo)致在獲取影像時不夠全面。傾斜攝影測量，能夠從多個角度去進(jìn)行拍攝，通過多個傳感來進(jìn)行信息的采集，能夠從不同的角度準(zhǔn)確的反應(yīng)數(shù)據(jù)，真實的反應(yīng)出實際情況，由此獲得三維立體信息。

一、傾斜測量技術(shù)原理

傾斜航空攝影是相對于豎直航空攝影而言的，傳統(tǒng)的航空攝影以獲得正射影像為目的，采用像片傾角小于2-3°的攝影方式，稱為豎直航空攝影。這一方式便于后續(xù)的正射糾正與立體測圖等處理工作，但是會失去地物的側(cè)立面細(xì)節(jié)。

事實上，傾斜攝影也可以獲得正射影像，但是傾角過大時，正射糾正需要更高的像片重疊度，投影差也會更大，精度會下降，采集成本也會增加。但是，傾斜航空攝影是相對于豎直航空攝影而言的，傳統(tǒng)的航空攝影以獲得正射影像為目的，采用像片傾角小于2-3°的攝影方式，稱為豎直航空攝影。這一方式便于后續(xù)的正射糾正與立體測圖等處理工作，但是會失去地物的側(cè)立面細(xì)節(jié)。事實上，傾斜攝影也可以獲得正射影像，但是傾角過大時，正射糾正需要更高的像片重疊度，投影差也會更大，精度會下降，采集成本也會增加。但是，近年來，多鏡頭航攝儀的發(fā)展很好的克服了精度問題，同時實現(xiàn)了對地物頂部和側(cè)立面的建模和紋理采集，使得傾斜航空攝影在大范圍三維建模方面表現(xiàn)出了卓越的能力。傾斜攝影可以一次性獲取幾十平方公里的城市建筑物及地形模型，建模速度快，紋理真實性強(qiáng)，具有非常有沖擊力的視覺感受。同時，傾斜航空攝影也能在建模之余，獲得正射影像和數(shù)字高程模型。傾斜攝影也不是完美的，由于航攝時航高的因素接近于地表的細(xì)節(jié)損失相當(dāng)嚴(yán)重。目前呈現(xiàn)出無人機(jī)低空攝影表現(xiàn)優(yōu)于大飛機(jī)高空航攝的趨勢，但無人機(jī)單次采集區(qū)域又過小，而且依然無法保證地面細(xì)節(jié)的完美。未來采用低空傾斜＋地面激光掃描結(jié)合可能是建模最優(yōu)方案。

二、傾斜攝影測量技術(shù)特點

傾斜攝影測量技術(shù)是國際測繪領(lǐng)域近年來發(fā)展起來的一項高新技術(shù)。它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上搭載多臺傳感器，同時從垂直、前方、后方、左側(cè)、右側(cè)五個不同的角度采集影像，依據(jù)攝影測量原理進(jìn)行三維建模，將用戶引入了符合人眼視覺的真實直觀世界?？梢詫崿F(xiàn)利用像片全自動建模，建模速度快、效果好、還不用人工干預(yù)，也沒有相片數(shù)量的限制，可以建立出與現(xiàn)實世界十分相近的三維場景。由于傾斜攝影測量，周期短、省人力、高度還原真實世界等特點，現(xiàn)在已應(yīng)用到非常多的行業(yè)中，包括智慧城市、城市規(guī)劃、房地產(chǎn)、能源等等。

三、傾斜攝影應(yīng)用前景研究

(一)傾斜攝影技術(shù)的優(yōu)勢

低成本，用可見光，即可得到點云，特別是重疊度合適，在有RTK/PPK高精度定位技術(shù)的支持下，有控制點的支持下，解算出來的局部精度也是厘米級，這個是很驚人的。再者效果好，都是真彩色點云，效果直觀好看，另外，使用一些修正軟件，可以建立很真實的三維實體模型。作業(yè)和飛行技術(shù)成熟，現(xiàn)在多旋翼、固定翼、有人直升機(jī)、動力傘、飛艇等各種裝備，都可以掛在各種多拼相機(jī)，高像素相機(jī)，如飛思等，高效快捷完成工作[3]。

(二)傾斜攝影技術(shù)的實際應(yīng)用

傾斜影像能夠在特殊的道路上給使用者提供精確的地理信息，因此，所能夠使用的范圍也是極其廣泛的。當(dāng)中，在政府指揮、國土資源安全保護(hù)、記憶城市管理等等其他的行業(yè)中傾斜測量技術(shù)都被廣泛的運用。在實際的生活當(dāng)中為了能夠更好的提高傾斜測量技術(shù)的效果，還需要對其進(jìn)行圖像整合，提高影像的匹配。當(dāng)中，很多的圖像作為攝影的內(nèi)容，在視覺成像上發(fā)揮著巨大的作用。在實際的傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用和分析當(dāng)中，能夠更好的對影像進(jìn)行整理和匹配以此來掌握地面物體的基本信息[4]。

(三)傾斜攝影測量技術(shù)的應(yīng)用前景

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對技術(shù)的要求也是越來越高，尤其是針對創(chuàng)新研究上，各個行業(yè)之間都加大資金的投入。在這樣的大背景下，傾斜攝影測量技術(shù)由此誕生。這項技術(shù)具有很高的使用價值也同時運用在很多行業(yè)領(lǐng)域，就目前的使用情況來看，傾斜攝影技術(shù)不僅僅是在某一個行業(yè)當(dāng)中，而是遍布多個領(lǐng)域，尤其是在建筑行業(yè)、土地以及自然資源調(diào)查行業(yè)、海洋行業(yè)等等都有著巨大的發(fā)展。傾斜攝影樹立技術(shù)主要的核心是依靠無人機(jī)作為載體，能夠進(jìn)行三維立體的全方位排水，與此同時還能夠提供人工三維環(huán)境。將所拍攝的信息進(jìn)行具象化管理。這種技術(shù)在進(jìn)行三維建模時非常有幫助，在一定程度上節(jié)約了時間，也加快了工作的效率。除此之外，對工作的質(zhì)量也得到了很好地保障，節(jié)約了工作成本[5]。從當(dāng)前的國情來看，這項技術(shù)主要是運用在導(dǎo)航拍攝的過程中，針對我國的資源管理以及資源利用和檢查還沒有做到很好的開發(fā)，使用率也不是很高。

四、結(jié)語

傾斜攝影測量技術(shù)能夠更加快速的進(jìn)行影像的采集，不僅僅能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，并且還可以直觀的表現(xiàn)不同地貌的情況，反應(yīng)不同地區(qū)地貌的紋理。在進(jìn)行三維建模的方向，傾斜攝影測量技術(shù)也有著巨大的潛力，由于多個傳感進(jìn)行信息采集，能夠更加精確的對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，擴(kuò)大測量技術(shù)的使用范圍，所以，此篇文章就借助傾斜攝影測量技術(shù)應(yīng)用及展望，進(jìn)行分析和深入的研究，所言所寫皆是筆者的一些粗淺的認(rèn)識和看法。