前言

　　1856年著名法國(guó)攝影師納達(dá)爾出于好奇的緣故，拍攝了第一張航空影像，拉開了人類對(duì)地觀測(cè)與遙感的序幕，同時(shí)也拉開了傾斜攝影的序幕。

　　無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)以大范圍、高精度、高清晰的方式全面感知復(fù)雜場(chǎng)景，通過高效的數(shù)據(jù)采集設(shè)備及專業(yè)的數(shù)據(jù)處理流程生成的數(shù)據(jù)成果直觀反映地物的外觀、位置、高度等屬性，為真實(shí)效果和測(cè)繪級(jí)精度提供保證。同時(shí)有效提升模型的生產(chǎn)效率，采用人工建模方式一兩年才能完成的一個(gè)中小城市建模工作，通過傾斜攝影建模方式只需要三至五個(gè)月時(shí)間即可完成，大大降低了三維模型數(shù)據(jù)采集的經(jīng)濟(jì)代價(jià)和時(shí)間代價(jià)。

　　一、無人機(jī)傾斜攝影（三維建模）技術(shù)的原理

　　通過在同一飛行平臺(tái)上搭載多臺(tái)傳感器（如圖所示，目前常用的是五鏡頭相機(jī)），同時(shí)從垂直、傾斜等不同角度采集影像，獲取地面物體更為完整準(zhǔn)確的信息。垂直地面角度拍攝獲取的影像稱為正片（一組影像），鏡頭朝向與地面成一定夾角拍攝獲取的影像稱為斜片（四組影像）。并多角度采集信息，配合控制點(diǎn)或影像POS信息，影像上每個(gè)點(diǎn)都會(huì)有三維坐標(biāo)，基于影像數(shù)據(jù)可對(duì)任意點(diǎn)線面進(jìn)行量測(cè)，獲取厘米級(jí)的測(cè)量精度并自動(dòng)生成三維地理信息模型，快速獲取地理信息，對(duì)建筑物等地物高度直接量算;

　　影像中包含豐富的真實(shí)環(huán)境信息，可對(duì)影像信息的數(shù)據(jù)深度挖掘，具有高效率、低成本、數(shù)據(jù)精確、操作靈活、側(cè)面信息可用等優(yōu)點(diǎn)，極大調(diào)節(jié)測(cè)繪內(nèi)、外業(yè)的協(xié)同工作，解決了天氣等外因造成的傳統(tǒng)人工作業(yè)延誤。傳統(tǒng)二維數(shù)據(jù)已不能滿足城市行業(yè)的日常工作需要了，三維數(shù)據(jù)可視化已經(jīng)開始慢慢代替二維，成為現(xiàn)今城市基礎(chǔ)建設(shè)、規(guī)劃的重要環(huán)節(jié)，是數(shù)字城市的重要表現(xiàn)手段。

　　二、無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的行業(yè)優(yōu)勢(shì)

　　無人機(jī)技術(shù)

　　無人機(jī)是利用無線電遙控和自動(dòng)程序控制的無人機(jī)或飛行器，包括固定翼、多旋翼、飛艇、直升機(jī)、等多種機(jī)種。

　　無人機(jī)具有機(jī)動(dòng)、快速、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)體重量輕、使用成本低、數(shù)字化和智能化高。應(yīng)用范圍和領(lǐng)域更為廣闊，在快速獲取國(guó)土資源、自然環(huán)境、應(yīng)急救災(zāi)現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)及測(cè)繪領(lǐng)域有著突出的效率和優(yōu)勢(shì)。

　　傾斜攝影技術(shù)

　　隨著航空攝影技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，傾斜攝影測(cè)量技術(shù)擴(kuò)大了遙感影像的應(yīng)用范圍，顛覆了傳統(tǒng)航空攝影只從正攝角度采集影像的方式，其運(yùn)用多角度相機(jī)同步獲取地面物體各個(gè)角度高分辨率的航攝影像。運(yùn)用傾斜攝影測(cè)量技術(shù)生產(chǎn)的三維建模真實(shí)地反映了符合人眼視覺的城市場(chǎng)景，它結(jié)合GNSS技術(shù)，建三維城市納入城市地理信息框架，展現(xiàn)出全面豐富的地理信息，在提升用戶體驗(yàn)度的同時(shí)大大降低了三維城市建模的成本。

　　三、無人機(jī)傾斜攝影在城市規(guī)劃中的應(yīng)用

　　數(shù)字城市是城市地理信息和其他城市信息相結(jié)合、并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上，供用戶訪問的一個(gè)將各個(gè)城市和城市外空間連在一起的虛擬空間，是數(shù)字地球的重要組成部分。

　　無人機(jī)傾斜攝影系統(tǒng)將拍攝采集到的圖片利用軟件生成點(diǎn)云去建造模型，與以往的傳統(tǒng)移動(dòng)測(cè)量方式相比，無人機(jī)搭載的傾斜攝影測(cè)量系統(tǒng)的效率更高，結(jié)果更精準(zhǔn)，該傾斜攝影系統(tǒng)以無人機(jī)為載體，從空間三維數(shù)據(jù)采集出發(fā)，成為構(gòu)建城市三維模型較為快捷的方法，便于城市規(guī)劃基礎(chǔ)信息采集如下：

　　1、數(shù)字線劃圖

　　數(shù)字線劃圖（DLG）是城市基本圖件的最主要形式，是進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理等工作的基礎(chǔ)。城市的DLG包含了城市房屋的外框信息和高程信息，以及屋頂?shù)氖噶啃畔?，?nèi)業(yè)人員可以通過房屋的外框和屋頂坐標(biāo)等信息，快速生成白模。

　　2、城市測(cè)區(qū)劃分

　　將相似的或相同區(qū)域的模型劃分為一個(gè)測(cè)區(qū)，統(tǒng)一進(jìn)行模型命名和紋理編號(hào)，便于項(xiàng)目管理和相似紋理共享。

　　3、地物傾斜影像

　　地物傾斜影像是由傾斜攝影得到的地物影像，包含地物的屬性信息，可將同一地物的影像保存在同一個(gè)文件夾內(nèi)。

　　4、地物屬性表

　　地物屬性表記錄地物的實(shí)際名稱，對(duì)應(yīng)的模型名稱、紋理編號(hào)，以及航高、航速、航向重疊、旁向重疊、坐標(biāo)等信息。

　　5、結(jié)合表

　　3.5.1結(jié)合表是模型的分圖依據(jù)，記錄了某個(gè)模型具體由哪個(gè)作業(yè)員制作，哪個(gè)檢查員檢查，以及模型名稱、紋理編號(hào)、坐標(biāo)等信息。

　　5.1建筑模型細(xì)部分析

　　通過傾斜影像和DLG，對(duì)地面建筑進(jìn)行自動(dòng)提取，快速建立白模，此時(shí)的白模已經(jīng)初步具備建筑的外框、高程等信息，再經(jīng)過內(nèi)業(yè)人員對(duì)傾斜影像的具體細(xì)部分析，構(gòu)建出建筑的屋頂、陽臺(tái)、觀景臺(tái)、飄窗、女兒墻、老虎窗、門斗等細(xì)部信息，合成精細(xì)白模，經(jīng)過建筑細(xì)部分析后合成的精細(xì)白模。

　　5.2模型紋理制作

　　利用圖像處理軟件，結(jié)合傾斜影像，對(duì)地面建筑細(xì)部進(jìn)行紋理劃分，由于紋理可以重復(fù)變換，因此只制作具有代表性的建筑物紋理即可。內(nèi)業(yè)人員能夠在最多8張傾斜影像上找到建筑物的某個(gè)細(xì)節(jié)紋理，通過變換、消失點(diǎn)等方式精確制作建筑物的紋理，完成模型紋理制作工序。

　　5.3模型貼圖

　　利用3維處理軟件的UVW貼圖功能，結(jié)合相關(guān)的腳本語言，將紋理根據(jù)編號(hào)快速貼到建筑物上。

　　無人機(jī)傾斜攝影生產(chǎn)原理圖

　　四、3D地形及圖紙生成

　　無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量系統(tǒng)將拍攝采集到的地形地貌圖片和地理信息直接導(dǎo)入專業(yè)的處理軟件，即可通過軟件精密的算法一鍵快速生成3D模型，再將3D模型以任何格式直接導(dǎo)出，放入圖紙軟件即可形成圖紙。

　　結(jié)束語

　　目前，無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量系統(tǒng)已在城市規(guī)劃、公安、應(yīng)急、測(cè)繪、旅游、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、電力巡檢等行業(yè)得以驗(yàn)證和廣泛應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的測(cè)繪作業(yè)方式，大幅度提升測(cè)繪行業(yè)的作業(yè)效率，獲得行業(yè)用戶的好評(píng)，且經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有重要的示范作用和推廣價(jià)值。大量更多、更好、更豐富、更精確的城市三維模型產(chǎn)品和服務(wù)的不斷涌現(xiàn)，必將為我國(guó)更有效率的應(yīng)用土地資源、優(yōu)化國(guó)土空間、建設(shè)美麗中國(guó)而增磚添瓦。