智慧城市三維建模的無人機傾斜攝影測量技術

楊春明

摘要：近年來，無人機傾斜測量技術在智慧城市的三維建模中得到了廣泛的應用。無人機傾斜測量技術是測繪領域中新發(fā)展起來的一項測量技術，這種測量方式有效打破了傳統(tǒng)的航空攝影測量只能從垂直的角度進行拍攝測量的局限性，在很多城市的實景建模工作中得到了很多人們的認可和關注。傾斜測量技術能夠從多個角度進行拍攝測量，為智慧城市的三維建模提供更加具體準確豐富的影像資料。本文分析了智慧城市三維建模無人機傾斜測量技術的應用意義和現(xiàn)狀，并給出了相關的建議。

關鍵詞：智慧城市;無人機;傾斜攝影測量技術

一、無人機傾斜攝影測量技術概述

（一）無人機傾斜攝影測量技術優(yōu)勢分析

無人機傾斜攝影測量技術，在拍攝過程中可以從多個角度有效收集施工現(xiàn)場的環(huán)境情況，對于智慧城市三維建模來說是非常有價值的。這種新的攝影測量模式彌補了傳統(tǒng)攝影技術在收集影像資料方面的不足，更加真實地反應出施工地周圍的情況。無人機傾斜攝影能夠進行批量攝影技術取證模式，技術人員可以從收集到的這些豐富的影像資料里面提取出所需的紋理信息，進而使得建筑的規(guī)劃設計更加科學合理，有效降低了城市三維建模過程中成本費用。智慧城市三維建模過程中，傾斜攝影測量技術能夠給相關技術人員提供更加全面具體的影像資料有利于決策者根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況做出科學的決策。無人機傾斜攝影測量技術在城市規(guī)劃、城市管理過程中同樣具有無法替代的作用，它的多角度全方位的拍攝影像技術能夠通過相應的軟件進行精確的計算，起到更好地輔助決策者的作用，給技術人員以更多的參考，從而設計出更加真實科學的三維建模模型。

（二）無人機傾斜攝影技術劣勢分析

現(xiàn)今時期，無人機傾斜攝影測量技術獲得了很大的發(fā)展，攝影測量技術日益成熟，在智慧城市三維建模中的應用越來越廣泛。無人機傾斜攝影測量技術是采用多相機的拍攝系統(tǒng)，能夠在同一時間內獲取拍攝地的多個角度的影像資料，還能拍攝到相關獲取地面的紋理信息。雖然無人機傾斜攝影測量技術取得了一定的發(fā)展，但是實際應用的過程中，仍然存在無人機模型分辨率不一致，傾斜攝影測量的精度不可靠的問題。另外，在無人機傾斜攝影測量中，還有一些機器存在格式不匹配的問題，而且現(xiàn)今也沒有完善的評估無人機攝影測量精確度的標準規(guī)范，這在一定程度上限制了無人機傾斜攝影測量技術的發(fā)展。

二、傾斜攝影測量技術在智慧城市三維建模中的應用建議

（一）智慧城市三維建模分析

智慧城市三維建模的技術人員可以運用特定的攝影測量技術軟件對拍攝到的影像資料進行分析，最終可以將這些資料轉換成具有真實的紋理信息的實景三維建模，給建筑工程提供了極大的便利。三維建模是無人機傾斜攝影測量技術中非常關鍵的環(huán)節(jié)，三維建模的優(yōu)劣關乎到工程的用戶體驗效果。本次無人機傾斜傾斜攝影測量技術是選定某地段的施工現(xiàn)場進行測量。無人機傾斜攝影測量技術在對實際工程環(huán)境拍攝中，影像資料非常容易受到拍攝角度、光線的影響，因此，拍攝得到的影像資料在色彩、亮度、飽和度上面有些差異，但是不影響具體后續(xù)分析工作。技術人員對POS系統(tǒng)進行檢測核驗，再利用POS數(shù)據(jù)、影像資料以及其相應的測量分析技術，結合垂直影像和數(shù)據(jù)、傾斜角度的數(shù)據(jù)還有對應的影像密集資料匹配技術，經過比對分析獲得比較具體的真實度比較高匹配模型。在將這些資料進行統(tǒng)一化的處理，切換成像素級別的數(shù)字實景模型，之后再經過一些常見的輔助工具進行修改、調整和細化處理，從而構建起一個比較具體的三維建模模型，進而給用戶帶來更加真實的直觀體驗，有效提高了智慧城市三維建模測繪的效率，提高了數(shù)據(jù)信息真實可靠性，使得城市規(guī)劃和設計工作更加科學合理。

（二）城市概況及三維建模分析

選取某城市中央綠地廣場的第四期建筑工程作為研究分析的對象，該建設工程項目由6棟高層建筑和部分的商業(yè)建筑共同組成，總建筑面積達到了101896平方米。并依托大數(shù)據(jù)建立和完善產業(yè)群，無人機傾斜攝影測量技術飛行控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和監(jiān)控成像技術協(xié)調作用完成具體的影像拍攝工作。本次測量實驗中，選取了大疆無人機運用于地籍測量，選用的型號是M600 pro 飛機搭配pjk101傾斜攝影相機，該款相機重點約700g，總像素達到1.2億多，具有輕小型高精度的特點，鏡頭像素達到2430萬，能夠搭載各種固定的多旋翼相機進行作業(yè)，進行大面積高精度的傾斜數(shù)據(jù)采集工作。本文航飛過程中總共采集了26張影像資料，供技術人員進行分析，構建智慧城市建設的三維模型。在本次測量中使用了Smart3DCapture的三維建模軟件，它的兼容性系統(tǒng)比較強，可以輸出不同的格式，且這款軟件是三維建模中應用比較廣泛的建模工具，它能夠通過比較簡單的影像資料就能生成相對真實的三維建模模型系統(tǒng)，而且成像速度非?？?。無人機傾斜攝影技術的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)非常迅速，能夠在較短的時間內完成數(shù)據(jù)處理工作，有效提高了技術人員的工作效率。在本次測量工作中無人機影像測量系統(tǒng)分別使用兩個垂直和傾斜的鏡頭，并且通過Smart3DCapture軟件進行計算，搭配使用較先進的可視化系統(tǒng)和GIS技術進行分析，進而得到一個較為清晰真實的三維模型，給后續(xù)的施工工作帶來了極大的便利。

無人機傾斜攝影測量技術在城市三維建模中的應用中效率非常高，單個架次的攝影測量面積可以達到15Km2，無人機傾斜攝影測量技術還有靈活機動的特點，這種機械在工作過程匯總不需要設定專門的場所來供機械停留，機械體積比較小，可以在公路、草地等地方隨時降落。無人機雖然具有些非常先進的特點，但是無人機傾斜攝影測量技術還需要進一步完善和更新。這具體表現(xiàn)為無人機傾斜攝影拍攝照片的角度尅調整變換，POS數(shù)據(jù)精確度有待進一步提高其精確性。無人機傾斜攝影測量技術雖然取得了一定的成績，但是該項技術在未來還有很大的晉升發(fā)展空間，仍然需要人們進一步探索。

三、結語：

無人機傾斜攝影測量技術的出現(xiàn)，在智慧城市三維建模影像采集與處理中提供了豐富的資料數(shù)據(jù)，給工程技術人員以有力的支持和幫助。通過無人機傾斜攝影測量技術，施工工程人員能夠根據(jù)施工現(xiàn)場周圍的情況進行具體分析，設計出更加科學合理的方案，有力地推動了智慧城市三維建模的發(fā)展和進步，推動我國建筑行業(yè)更加持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。

參考文獻：

[1]倪自強. 無人機傾斜攝影測量在城市三維建模中的應用[J]. 智能建筑與智慧城市， 2017（9）.

[2]李杰， 馬強. 無人機低空傾斜攝影測量技術在瑪納斯智慧城市建設中的應用[J]. 巖土工程技術， 2018， v.32;No.158（04）：15-18+53.

[3]馮茂平， 楊正銀， 張秦罡. 基于小型多鏡頭航攝儀的無人機傾斜攝影技術在實景三維建模中的應用[J]. 測繪通報， 2017（S1）：11-13.

[4]陳星佑. 基于傾斜攝影測量三維重建中的空洞修補研究[D].

[5]曲林， 馮洋， 支玲美， et al. 基于無人機傾斜攝影數(shù)據(jù)的實景三維建模研究[J]. 測繪與空間地理信息， 2015（3）：38-39.

[6]范香香.無人機傾斜攝影技術在蚌埠市規(guī)劃核實中的應用[J]. 城市勘測， 2018.