無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量在城市三維建模中的應(yīng)用探討

摘 要：本文從無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)出發(fā)，分析了此項(xiàng)技術(shù)的技術(shù)要點(diǎn)，最后從虛擬現(xiàn)實(shí)漫游體驗(yàn)、建立智慧型城市以及電力線路三維建模三個(gè)方面進(jìn)行了應(yīng)用研究。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)；三維建模；城市；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.089

科技的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步給人們的生活帶來(lái)了日新月異的變化，人們?cè)谶@種新時(shí)代背景下有了更加豐富的需求，無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)正是在這種時(shí)代背景下衍生出的新攝影技術(shù)。實(shí)質(zhì)上，無(wú)人機(jī)攝影屬于一種重要的測(cè)量手段，尤其是無(wú)人機(jī)攝影應(yīng)用到城市三維建模時(shí)，能夠顯著的提高城市三維模型建立的效率，提高城市三維模型建立的準(zhǔn)確性，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

1 無(wú)人機(jī)傾斜攝影的優(yōu)勢(shì)

（1）精確性。無(wú)人機(jī)傾斜攝影能夠借助無(wú)人機(jī)的視野優(yōu)勢(shì)以及特殊的攝影技術(shù)對(duì)城市中實(shí)際的地形地貌、建筑物以及道路交通情況進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，準(zhǔn)確到將建筑物的位置、尺寸、高度以及外觀等數(shù)據(jù)全部獲取并顯示出來(lái)，最大限度的反映出城市中物體的真實(shí)參數(shù)。無(wú)人機(jī)傾斜攝影和傳統(tǒng)的攝影技術(shù)有顯著不同，在城市三維模型的建立過(guò)程中應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)能夠快速高效的完成建模任務(wù)。

（2）低成本性。原始的城市三維模型建立過(guò)程首先需要對(duì)地面的各種物體進(jìn)行參數(shù)測(cè)量，測(cè)量所得到的數(shù)據(jù)還需要很多技術(shù)人員花費(fèi)大量的時(shí)間將其轉(zhuǎn)變?yōu)榻Ｋ璧臄?shù)據(jù)，期間要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)校準(zhǔn)工作。如果一些數(shù)據(jù)信息采集有誤，則需要重新進(jìn)行地面物體參數(shù)測(cè)量工作，在此期間由于技術(shù)落后而產(chǎn)生了大量的重復(fù)性工作，花費(fèi)巨額的經(jīng)濟(jì)成本。而無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)則在傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了突破，在采用無(wú)人機(jī)傾斜攝影進(jìn)行城市三維模型建立時(shí)，地面物體數(shù)據(jù)測(cè)量工作和城市認(rèn)為模型建立工作幾乎可以同時(shí)完成，節(jié)省了大量的人力物力。除此之外，無(wú)人機(jī)傾斜攝影在完成地面物體空間測(cè)量工作的同時(shí)，還能得到很多其他類型的相關(guān)數(shù)據(jù)，這也為城市建模工作的橫向發(fā)展和縱向延伸奠定了基礎(chǔ)。

（3）高效率性。顯而易見(jiàn)的是，利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)能夠極大程度的提高城市三維建模的效率，簡(jiǎn)化了工作流程，可以說(shuō)在城市三維建模領(lǐng)域中是一種技術(shù)革新，這使得原來(lái)并不準(zhǔn)確的城市三維模型建立過(guò)程變得精確，使得復(fù)雜的建模工作得以簡(jiǎn)化，為建模的后續(xù)工作提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

2 無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)要點(diǎn)

多視影像聯(lián)合平差技術(shù)是無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)中第一個(gè)技術(shù)要點(diǎn)，利用多視影像聯(lián)合平差技術(shù)能夠規(guī)避傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)數(shù)據(jù)處理不靈敏的缺陷，在對(duì)影像遮擋問(wèn)題的處理上游刃有余，測(cè)量過(guò)程中點(diǎn)和線的連接得到了明確，從而為城市三維建模提供了較高的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的第二個(gè)技術(shù)要點(diǎn)是多視影像密集匹配技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用使得地面物體影像測(cè)量的分辨率得以保證，借助于多視影像密集匹配技術(shù)還能夠在一次測(cè)量中獲取更廣范圍的地面物體參數(shù)信息，地面物體的邊緣、側(cè)面以及紋理信息等都能夠進(jìn)行整合而形成相對(duì)統(tǒng)一的二維數(shù)據(jù)，這些二維數(shù)據(jù)借助于多視影像密集匹配技術(shù)則能夠轉(zhuǎn)化為城市三維模型數(shù)據(jù)。

在多視影像技術(shù)的幫助下，可以及時(shí)將地面建筑物的各類數(shù)據(jù)掃描表達(dá)出來(lái)，繼而形成相對(duì)較為全面的數(shù)字表面模型。但是在實(shí)際測(cè)量建設(shè)工作開(kāi)展過(guò)程中，受到角度和尺度的差異， 很可能出現(xiàn)建筑物遮擋以及陰影等現(xiàn)象。為了降低概率因素對(duì)數(shù)字表面模型造成的影響， 應(yīng)當(dāng)及時(shí)利用影像外的方位元素來(lái)開(kāi)展匹配設(shè)計(jì)工作，結(jié)合當(dāng)前比較相對(duì)的算法等開(kāi)展各項(xiàng)計(jì)算，提高計(jì)算效率的同時(shí)合理確定建筑物的高度等相關(guān)數(shù)據(jù)，保障三維建模工作的精確性。

3 無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)應(yīng)用研究

（1）虛擬現(xiàn)實(shí)漫游體驗(yàn)。無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)應(yīng)用于城市三維模型建立工作后，逼真的城市三維模型建立成為可能。人們不僅可以看到城市中建筑物以及景觀的外觀形貌，還能夠在城市三維模型中完成虛擬漫游活動(dòng)。如果將某個(gè)旅游城市的三維模型以應(yīng)用軟件的形式向用戶開(kāi)放，全國(guó)各地的網(wǎng)絡(luò)用戶則能夠通過(guò)線上對(duì)該旅游城市進(jìn)行虛擬游覽，這樣可以給人們以真實(shí)的游覽體驗(yàn)，一方面沒(méi)有游覽過(guò)此城市的人可以提前了解城市概況，另一方面不方便進(jìn)行游覽的人群也能夠足不出戶的獲得真實(shí)的感受。

（2）建立智慧型城市。近年來(lái)，我國(guó)進(jìn)入了新的歷史機(jī)遇期，各個(gè)領(lǐng)域都取得了長(zhǎng)足的發(fā)展進(jìn)步，在這種時(shí)代背景下我國(guó)提出了加快建設(shè)智慧型城市的建設(shè)要求，然而由于使用傳統(tǒng)的建模技術(shù)進(jìn)行城市三維模型高質(zhì)量建立的工作量很大，難度極高，因此智慧型城市的發(fā)展進(jìn)程很緩慢。無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)正滿足了高質(zhì)量城市三維建模的要求，為智慧型城市的建立提供技術(shù)渠道。

（3）城市電力線路三維建模。在城市的電力線路走廊的建設(shè)過(guò)程中，往往都會(huì)遇到地形不符合要求而造成工程進(jìn)展緩慢或者工程更改等問(wèn)題，這是由于以往的技術(shù)較為落后，在進(jìn)行電力線路建設(shè)的預(yù)先規(guī)劃時(shí)沒(méi)有成熟的地形三維模型建立工具。即使能夠進(jìn)行三維建模，由于數(shù)據(jù)量巨大，測(cè)繪工作量繁重，也無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)完成。而無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)能夠簡(jiǎn)便快捷的進(jìn)行地形測(cè)繪工作，并對(duì)地形地貌進(jìn)行建模，使電力線路的鋪設(shè)能夠有據(jù)可依、有的放矢。與此同時(shí)，隨著電力線路的鋪設(shè)進(jìn)程深入推進(jìn)，借助于無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)還能實(shí)時(shí)獲取工程開(kāi)展情況，能夠在工程出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)進(jìn)行整改，以避免嚴(yán)重問(wèn)題的出現(xiàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在城市三維建模中起到的重要作用不言而喻，與傳統(tǒng)的城市地面物體測(cè)量和建模技術(shù)相比，該技術(shù)具有便捷性、高效性以及低成本性等優(yōu)勢(shì)。除城市三維建模以外，此項(xiàng)技術(shù)還有更為廣泛的應(yīng)用需求，應(yīng)該予以大力推廣。

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作者簡(jiǎn)介：王佳龍（1988-），男，遼寧康平人，研究生，研究方向：測(cè)繪。