關(guān)于智慧城市建設(shè)中無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)的應(yīng)用

曾榮華

江西省地質(zhì)局物化探大隊 江西 吉安 343000

智慧城市的規(guī)劃和建設(shè)對現(xiàn)代城市建設(shè)發(fā)展提出了更高的要求，以此來實現(xiàn)高精度城市的建設(shè)。智慧城市建設(shè)中對無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)的引入和利用，不僅有利于為其提供可靠的技術(shù)支持，而且還可以保證測量數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)度。由于傳統(tǒng)測量技術(shù)在應(yīng)用時具有一定局限性，無法滿足智慧城市建設(shè)中的基本需求。所以通過對無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)的合理利用，可以從中獲取到相對全面的城市信息，提高城市測量效率和質(zhì)量，盡可能降低城市發(fā)展對測量帶來的不良影響，為測量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度提升提供保證，以此來推動智慧城市的建設(shè)和發(fā)展。

1 智慧城市建設(shè)內(nèi)涵

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化推進(jìn)速度越來越快，對城市內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要求越來越高。更為重要的是近年來人們的日常生活質(zhì)量和水平提升，對生態(tài)環(huán)境的要求越來越高，城市某種程度上就是非常龐大的生態(tài)系統(tǒng)，需要保證其自身具有非常良好的自我調(diào)節(jié)作用。城市在規(guī)劃和建設(shè)時，對人們的日常生活、企業(yè)生存等各方面都產(chǎn)生影響，可以為其提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)作為支持，滿足人們在日常生活、生存等各方面的基本需求。政府對城市的規(guī)劃和建設(shè)必須要給予重視，將其自身在實踐中的監(jiān)督管理責(zé)任發(fā)揮出來，將城市規(guī)劃中現(xiàn)有的諸多資源進(jìn)行有效整合，以此來提高現(xiàn)有資源的利用率。城市在規(guī)劃和建設(shè)時，要盡量滿足人們?nèi)粘Ｉ钪刑岢龅幕拘枨?，將城市現(xiàn)有的標(biāo)志性建筑體現(xiàn)出來，以此來帶動國民經(jīng)濟(jì)的增長。城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，需要意識到公共管理、基礎(chǔ)設(shè)施等在其中的重要性，同時還要將智慧城市的理念一并體現(xiàn)出來，增強(qiáng)靈活性的同時，可以提高其自身的理解以及判斷能力。智慧城市在規(guī)劃和建設(shè)時，主要是結(jié)合目前提出的一系列要求，與城市內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施、資源環(huán)境整合等各方面影響因素進(jìn)行結(jié)合，以此來實現(xiàn)與先進(jìn)技術(shù)手段的結(jié)合。這樣不僅有利于保證推動企業(yè)朝著現(xiàn)代化趨勢轉(zhuǎn)變和發(fā)展，而且還可以將智慧城市的建設(shè)和發(fā)展特色體現(xiàn)出來，以此來推動城市的穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。

2 無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)的原理及優(yōu)勢特點

2.1 傾斜攝影工作原理

無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在投入正式使用時，主要以傾斜相機(jī)的應(yīng)用為主，對各種不同類型的地物信息進(jìn)行獲取和利用，屬于一種新型的航空攝影技術(shù)。通過對無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)與各平臺等環(huán)節(jié)的有效結(jié)合，以垂直、傾斜等角度對影像進(jìn)行收集和利用。以此為基礎(chǔ)，可以對地面物體中相對完善的信息進(jìn)行快速的收集和利用，尤其是在航高、航速等各方面，都可以對現(xiàn)有基本參數(shù)進(jìn)行記錄和分析。在應(yīng)用過程中，通過對5鏡頭相機(jī)等合理利用，可以從中獲取對應(yīng)的垂直影像。除此之外，安排4臺設(shè)備從前、后、左、右角度進(jìn)行操作，對地物測試影像進(jìn)行快速的獲取。相機(jī)傾斜角度處于正常狀態(tài)下需要維持在40至60度的范圍之內(nèi)，這樣可以對地物側(cè)面輪廓以及各種不同類型信息進(jìn)行獲取和利用。在有人機(jī)以及無人機(jī)中進(jìn)行合理利用，以此來實現(xiàn)對三維模型的構(gòu)建和利用，整體成像效果相對良好。

2.2 無人機(jī)傾斜攝影優(yōu)勢特點

智慧城市建設(shè)中，對無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)的合理利用，主要是指將傾斜攝影系統(tǒng)直接搭載在無人機(jī)當(dāng)中，對攝影測量工作進(jìn)行有效操作，獲取相對應(yīng)的信息。在應(yīng)用時，通過對其自身三維數(shù)據(jù)的合理利用，能夠?qū)ξ恢玫雀鳝h(huán)節(jié)因素條件進(jìn)行真實有效的反饋。通過對無人機(jī)的合理利用，能夠?qū)崿F(xiàn)對影像數(shù)據(jù)快速有效的采集，以此為基礎(chǔ)，實現(xiàn)全自動化三維建模。其自身的成本投入相對比較低，數(shù)據(jù)在獲取時具有一定的準(zhǔn)確性和有效性。在實踐中，其自身能夠打破傳統(tǒng)航測單相機(jī)單一從垂直角度拍攝的情況，在同一飛行平臺當(dāng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)多態(tài)影像傳感器有效搭載和處理。從垂直以及傾斜等各種不同類型的角度，實現(xiàn)對空間信息真實的影像準(zhǔn)確有效的采集。以此為基礎(chǔ)，能夠獲取相對比較全面的地物文理細(xì)節(jié)，對于地物自身的真實情況能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確有效的反饋。無人機(jī)搭載傾斜攝影像機(jī)在實踐中合理的利用，能夠?qū)崿F(xiàn)地形等相關(guān)工作的有序開展。與自動化影像匹配進(jìn)行結(jié)合，能夠盡可能避免人工在其中的過多干預(yù)，以此來保證工作效率以及質(zhì)量的提升。除此之外，通過無人機(jī)傾斜攝影在其中的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)人力等相關(guān)資源的節(jié)約使用，整體效率普遍比較高。對于測繪外業(yè)的系統(tǒng)工作而言，能夠起到良好的縮短效果[1]。對于天氣等條件導(dǎo)致的延誤問題可以起到良好的處理效果，將原本外業(yè)工作直接轉(zhuǎn)變成為內(nèi)部工作，盡可能降低工作人員自身的勞動強(qiáng)度。

3 無人機(jī)傾斜攝影測量的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 區(qū)域間聯(lián)合平差

無人機(jī)傾斜攝影空中三角測量系統(tǒng)在構(gòu)建和應(yīng)用時，必須要由多幅影像聯(lián)合平差處理方法作為前提條件，以此來實現(xiàn)對傾斜影像的妥善處理。結(jié)合目前整個局域網(wǎng)聯(lián)合平差實施過程，要結(jié)合多視影像外方位元素等，在各不同分辨率層級角度上，對相同點進(jìn)行匹配，與空中三角測量進(jìn)行聯(lián)合處理，以此來保證最終匹配結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性[2]。對連接點、控制點坐標(biāo)等各項數(shù)據(jù)與誤差方程進(jìn)行聯(lián)合平差處理，以此來實現(xiàn)解算分析，為空三結(jié)果的準(zhǔn)確性提供保證。

3.2 密集匹配

計算機(jī)視覺技術(shù)在應(yīng)用時，多基元影像可以實現(xiàn)密集匹配，其已經(jīng)逐漸成為目前數(shù)字?jǐn)z影測量中非常重要的一部分?，F(xiàn)如今，通過該技術(shù)的合理利用，可以對建筑物的立面特征進(jìn)行自動化的提取，同時還可以根據(jù)指令需求，對墻面進(jìn)行分類以及掃描處理。對建筑物的立面結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新的構(gòu)建和利用，對建筑物高度、外部輪廓等相關(guān)信息進(jìn)行快速提取和利用。

3.3 生成DSM

結(jié)合無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，在該技術(shù)應(yīng)用背景下可以對數(shù)字表面模型中的技術(shù)難點以及操作要求等進(jìn)行自動獲取。對目前存在的諸多問題進(jìn)行分析，以傳感器為基礎(chǔ)，保證可以從中獲取到更多相關(guān)影像的外方位元素數(shù)據(jù)。在分析時，要選擇符合影像匹配單元要求的內(nèi)容，以此來實現(xiàn)高精度的密集匹配，將其引入到對應(yīng)的計算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行計算和分析，以此來保證計算效率的提升[3]。高密度點云數(shù)據(jù)分析后，需要對其進(jìn)行濾波抽稀處理，與不同匹配單元進(jìn)行融合，這樣有利于逐漸形成數(shù)字表面模型DSM的統(tǒng)一化操作。

3.4 真正射影像糾正

通過對已經(jīng)生成的數(shù)字表模型DSM來說，通過對聯(lián)合平差、密集匹配算法的合理利用，能夠?qū)ξ锓脚c像方特征之間的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行合理的構(gòu)建。對影像進(jìn)行糾正時，要對幾何輻射等系統(tǒng)帶來的誤差干擾影響進(jìn)行綜合分析，以此來實現(xiàn)聯(lián)合平差改正，最終可以從中獲取到真正的射影像。

3.5 三維建模

通過對無人機(jī)的應(yīng)用，可以從中獲取到對應(yīng)的地物傾斜攝影測量數(shù)據(jù)信息，對現(xiàn)有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，同時將其導(dǎo)入到專業(yè)的建模軟件系統(tǒng)中，對實景三維模型進(jìn)行合理的構(gòu)建和利用。模型生成中，以自動化、集群化等方式進(jìn)行作業(yè)處理，不僅有利于提高效率，而且還可以保證模型的高精準(zhǔn)度，需要投入的成本也比較低。

4 無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用策略

4.1 無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在智慧城市規(guī)劃管理中的應(yīng)用

智慧城市的建設(shè)和發(fā)展，必須要順應(yīng)時代發(fā)展要求，對先進(jìn)的思想觀念進(jìn)行引入和利用，這樣才能夠體現(xiàn)出現(xiàn)代化城市發(fā)展的特點和內(nèi)涵。要想實現(xiàn)智慧城市的穩(wěn)定、高效發(fā)展，就必須要對現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)手段進(jìn)行合理利用，對城市內(nèi)部環(huán)境以及周邊空間進(jìn)行深入分析，同時還要合理利用科學(xué)技術(shù)，在實踐中不斷強(qiáng)化現(xiàn)代化城市的發(fā)展理念[4]。智慧城市建設(shè)和發(fā)展中，要對城市管理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行掌握和了解，諸多城市在區(qū)域范圍內(nèi)的管理以及建設(shè)中，通常以三維城市規(guī)劃審批系統(tǒng)為基礎(chǔ)，這樣能夠保證城市建設(shè)以及發(fā)展的科學(xué)性、合理性，將無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在其中的應(yīng)用價值體現(xiàn)出來。智慧城市在規(guī)劃和建設(shè)時，必須要安排專業(yè)人員提前對城市的內(nèi)部情況進(jìn)行調(diào)研和分析，根據(jù)調(diào)研結(jié)果，對城市現(xiàn)狀的對應(yīng)模型進(jìn)行創(chuàng)建，為后續(xù)綜合環(huán)節(jié)的評估等打下良好基礎(chǔ)。

無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在應(yīng)用時，與傳統(tǒng)技術(shù)展開對比分析時兩者之間存在的差異性比較明顯。無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在智慧城市規(guī)劃管理中的應(yīng)用，以數(shù)據(jù)處理技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合城市規(guī)劃現(xiàn)狀，對各種不同類型的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行合理利用，構(gòu)建模型，以更加直觀的方式對智慧城市的建設(shè)和發(fā)展進(jìn)行分析。無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)的應(yīng)用，有利于不斷擴(kuò)大智慧城市的建設(shè)范圍，同時還可以對城市局部單位進(jìn)行建模處理，對智慧城市的規(guī)劃管理具有實質(zhì)性意義[5]。目前我國城市建筑空間數(shù)量一直在不斷提升，結(jié)構(gòu)也具有一定的復(fù)雜性，無形當(dāng)中對工作人員帶來了挑戰(zhàn)。無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在其中的應(yīng)用，有利于實現(xiàn)對建筑物模型的創(chuàng)建，針對目前測量工作中存在的不足之處進(jìn)行妥善處理，對現(xiàn)有相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時的更新。智慧城市規(guī)劃管理中，以無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)可以對智慧城市三維模擬模型進(jìn)行構(gòu)建和利用，對其中涉及到的多項數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行合理管控。更為重要的是可以對現(xiàn)有審批流程進(jìn)行完善和優(yōu)化，以此來保證審批工作實施效率、質(zhì)量的提升。

4.2 無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在智慧城市規(guī)劃編輯中的應(yīng)用

智慧城市規(guī)劃編輯工作推進(jìn)中，數(shù)字地圖技術(shù)在其中具有至關(guān)重要的影響和作用，要想從根本上保證設(shè)計部門在日常工作中提供的數(shù)據(jù)信息具有精準(zhǔn)度，可以借助GIS技術(shù)，與無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，保證攝影信息的準(zhǔn)確性可靠性得到有效提升。通過無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)與其他技術(shù)之間的高效結(jié)合，有利于保證智慧城市規(guī)劃水平得到提升，同時還可以保證建模等各項工作的有序開展。無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在智慧城市規(guī)劃編輯中的引入和利用，有利于幫助工作人員從中獲取到更多的信息、數(shù)據(jù)資源，但是在應(yīng)用時仍然有很多實際性問題需要引起關(guān)注和重視。所以在該技術(shù)應(yīng)用時，要結(jié)合智慧城市建設(shè)需求，對該技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行完善和優(yōu)化，以此來推動智慧城市的建設(shè)和發(fā)展。

4.3 提高無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)應(yīng)用效果的實施要點

4.3.1 航線布設(shè)

為保證無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用效果，需要對航行航線進(jìn)行合理的布設(shè)。航線布設(shè)是否具有針對性、合理性，會直接對測量結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。所以在無人機(jī)傾斜攝影測量中，要結(jié)合測區(qū)的整個走向，按照直線的方法進(jìn)行合理的布設(shè)，保證整個測區(qū)的影像具有有效性和真實性。對航線進(jìn)行規(guī)劃和布設(shè)的時候，要最大限度保證整個測區(qū)影像獲取的及時性、有效性。在針對航線進(jìn)行布設(shè)的時候，必須要針對傾斜攝影相機(jī)自身的整個拍攝角度等諸多因素條件進(jìn)行分析，這樣做的根本目的是為了保證邊緣無題立體成像效果可以得到提升，促使航線可以覆蓋在整個區(qū)域范圍250m界限之上。在整個測量過程中，如果測區(qū)的范圍相對比較大，形狀并不是很規(guī)則，此時為避免航線過長對最終結(jié)果產(chǎn)生不良影響，可以劃分為多個區(qū)域后對航線進(jìn)行合理布設(shè)，以此來為最終測量結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性提供保證。

4.3.2 合理選擇像控點

根據(jù)無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，對鏡頭進(jìn)行設(shè)計和布置時，各鏡頭之間都是以獨立存在的方式為主，從各鏡頭的正射像片中對像控點進(jìn)行科學(xué)合理的選擇和利用。需要注意的是最終像控點選擇是否具有科學(xué)性、合理性，會對最終測量結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。因此，為保證像控點選擇的針對性、合理性，必須要對紋理分明的點位進(jìn)行合理選擇。除此之外，為保證像控點選擇精準(zhǔn)度的提升，可以結(jié)合無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)的應(yīng)用特征，還可以結(jié)合GPS技術(shù)，以此來保證像控點選擇的合理性，兩種技術(shù)的結(jié)合可以將誤差控制在5cm的范圍內(nèi)。除此之外，影像目標(biāo)精準(zhǔn)度也對像控點的選擇精度產(chǎn)生影響，為避免該問題的出現(xiàn)，需要測量人員盡可能選擇明顯紋理、位置平坦的位置。如果實際測量區(qū)域范圍內(nèi)并沒有找到明顯的紋理地物，需要提前對像控點目標(biāo)進(jìn)行合理的布設(shè)，以此來保證最終選擇的精度可以得到提升。

4.3.3 三維模型的構(gòu)建和利用

各種不同類型的數(shù)據(jù)信息在經(jīng)過處理之后，能夠?qū)崿F(xiàn)對點云數(shù)據(jù)的應(yīng)用。由于該類型數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量異常龐大，同時具有密度高等特征，所以為了盡可能避免在模型構(gòu)建時出現(xiàn)各種不同類型的問題，可以通過切塊分割的方式進(jìn)行分析和處理。通過該方法的應(yīng)用，可以直接將已經(jīng)獲取到的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，對三角網(wǎng)TIN數(shù)據(jù)進(jìn)行構(gòu)建，實現(xiàn)對白膜三維模型的建設(shè)和利用。合GPS定位技術(shù)等，為得到的坐標(biāo)信息準(zhǔn)確性提供保證。以紋理映射為基礎(chǔ)，可以直接將影像紋理納入到對應(yīng)的模型當(dāng)中，逐漸形成具有高分辨率特征三維模型，將無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在其中的應(yīng)用價值體現(xiàn)出來，有利于實現(xiàn)智慧城市實景模型的創(chuàng)建和利用。

5 結(jié)語

無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)在現(xiàn)代智慧城市建設(shè)、規(guī)劃中的應(yīng)用，有利于實現(xiàn)對各方面數(shù)據(jù)信息快速有效獲取，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，為智慧城市建設(shè)提供符合要求的模型，推動智慧城市的建設(shè)和發(fā)展。