摘要：近年来，随着倾斜摄影测量技术的发展和三维测图系统的兴起，利用倾斜摄影技术开展不动产权籍测绘已能形成生产力，且较传统测绘，其人员入门快，成图过程短，产品种类多，精度满足要求，为不动产测绘提供了一种全新的技术手段。
关键词：不动产测绘；倾斜摄影；测量技术；应用
倾斜摄影测量技术的出现极大地方便了地籍测绘工作,因其具有灵活性高,效率高,精度高,成本低等特点,已经在目前的地籍测绘工作中得到了广泛的运用,因此广大测绘人员应该积极地运用这一技术,并在工作中对该技术进行改进,从而提高地籍测绘的水平。
1倾斜摄影测量技术的概述
倾斜摄影测量技术是近几年发展起来的一种利用无人机进行测绘的现代测绘技术,倾斜摄影测量技术的发展与无人机技术的发展成熟有很大的关系,该技术可以实现在五个角度同步获取影像资料,分别是一个垂直和四个倾斜的角度,因此可以较为全面地对地形地貌的信息进行采集,而且采集的影像资料具有比较高的分辨率,除了影像信息的采集,倾斜摄影测量技术还包括相关的定位、融合、建模等流程。可以较为真实地反映测绘地区的地质特点,因此,在地籍测绘中得到了较为广泛的应用。
相比于传统的航拍测绘,倾斜摄影测量技术可以实现更加灵活、准确的地籍测绘,在传统的航拍中多是采用固定翼飞机,或者是螺旋翼飞机,对拍摄的条件要求较为苛刻,同时拍摄的成本也比较高,由于在传统的航拍中飞机都要保持相对比较高的速度,因此一般适用于大面积的测绘,而在有限区域的测绘中则表现出了比较大的局限性,而倾斜摄影测量技术的出现在很大程度上解决了有限区域测绘难度的问题。
2倾斜摄影测量技术的特点
倾斜摄影测量技术生成的三维模型相对于正射影像具有地物高度、坡度、侧面结构及纹理等丰富的信息,用户视觉体验更真实,也为城市规划建设等提供了更多的参考信息,近年来,被广泛用于城市三维建模。
2.1三维真实且具有量测性
倾斜摄影测量是从垂直和倾斜多个角度进行拍摄,不但能获得正射影像,还能获得地物目标的侧面影像,经三维重建后,可直观地看到地物的外观和高度等属性,弥补了传统人工模型仿真度低的不足。
2.2高性价比
常规航空摄影测量技术只能获取地物的平面位置信息和顶面纹理信息,无法同时获取其侧面信息,需要在地面上实地摄影,作业效率低、生产成本高、经济效益差。倾斜摄影测量技术可同时获取地区的平面坐标、高程坐标数据和表面纹理信息,一次飞行测量,便可同时获取DSM、DOM、DLG等数据成果,经济效益非常可观。
2.3高效率
传统城市建模工作量巨大,需要耗费大量人力、物力,耗时需数年甚至数十年。倾斜摄影测量技术借助无人机等飞行载体,可快速获取大范围的地面影像数据,实现全自动化三维建模,加快了城市三维建模工作。
3不动产测绘之中倾斜摄影测量技术应用
3.1测绘作业数据采集方便
在当前不动产测绘的过程当中,倾斜摄影测量技术得到了广泛的运用,和传统不动产测绘技术相比来讲,倾斜摄影测量技术具有显著优势。测绘作业的过程当中,数据收集和采集工作更加方便快捷,能够将被测对象外形特征实现客观化反映,能够提升测量的精度。倾斜摄影测量技术能够结合所生成的三维模型真实全面反映地貌地形,保障测绘工作高效化。
3.2多视影像联合平差
传统的影像平差只涉及垂直影像,而多视影像增加了倾斜角度的影像,如何对垂直和倾斜影像进行联合平差是传统理论中并未包含的内容,是倾斜摄影测量必须解决的理论问题。
常规思路是从影像中先提取影像特征点,为了提取高质量的点特征,普遍使用SIFT算法对影像进行特征提取,再对同名特征进行匹配连接,从而确定影像的相对方位,再结合影像的线元素Xs、Ys、Zs和角元素φ、ω、κ和地面控制点坐标进行平差。
3.3多视影像密集匹配
多视影像相比于正射影像多了地物的侧面信息,此外,其影像重叠度也更高,同名特征点的数量相比于正射影像也更加密集,匹配算法主要有CMVS(ClusterMulti-ViewStereo)和PMVS(Patch-basedMulti-ViewStereo)等。针对多视影像数据量大、运算量大等问题,首先采用CMVS方法对影像进行聚类,压缩数据量,然后利用PMVS方法完成立体密集匹配。
3.4点云获取及生成
传统点云数据获取技术主要有三维激光扫描技术和Lidar技术,倾斜摄影测量更新了点云数据的获取手段。在倾斜摄影测量的早期,一般利用Lidar技术辅助获得地物点云数据、侧面纹理信息和正摄影像则由多角度摄影相机获取。随着倾斜摄影测量技术的进一步发展,通过同一区域多幅影像前方交会,再运用先进的算法即直接获得大量点云数据。
3.5像片测量控制
由于倾斜摄影测量技术利用无人机进行区域的测绘,因此在测绘中能够较为清晰地展现出区域整体的地形地貌,但是由于采用摄像测绘的方式,因此在测绘的过程中不可避免地会因为镜头的畸变带来一定的测绘误差,而相片控制测量则可以有效地提高测量的精度。这就需要测绘人员进行科学有效的像控点布设,对航向进行明确并对旁向重合度进行控制。
3.6三维模型的构建
三维模型的构建是倾斜摄影测量技术的核心,三维模型构建的水平直接影响到测量的效率以及测绘的实际成效。这一环节主要是借助专业的软件来完成,测绘人员可以应用激光。点云扫描系统和定位定向系统通过简单联系的影像进行快速的自动化构建,减少人为干预所造成的误差。在传统的三维模型构建中需要大量的高程数据来进行三维模型的构建,而以倾斜摄影测量技术为基础的三维模型构建可以提供更加详细的参数,因此模型的构建也更加准确,另外由于在构建模型的过程中是以真实的图像为参照的,因此三维模型的分辨率也比较高,所构建的三维模型也更加具有实际的意义。
3.7外业调绘和补测
利用倾斜摄影测量技术进行地籍测绘,在测绘的过程中不可避免地会出现影像的盲区。比如测绘对象被建设物遮挡,测绘区域的植被比较茂密以及立交桥的桥下区域等。因此这些区域无法通过直接拍摄获得测绘需要的影像资料,这对测绘的完整性会造成很大的影响,解决这一问题的方法就是开展外业调绘和补测,需要测绘人员提前将存在测绘盲区的区域进行标注,可以保证补测的效率,在完成外业调绘和补测后应该经所拍摄的照片进行整理,添加到一次拍摄的照片中。
结论
倾斜摄影测量技术不仅能够实现常规的地表三维测量,还可以获取大量的常规摄影无法得到的地物立面的纹理信息,其在数字城市构建中具有重大意义。目前,基于倾斜摄影测量技术的运用越来越广泛,在倾斜摄影测量技术的基础上,应该继续研究其与雷达、多光谱等多种传感器的结合,并采用点云计算来实现影像数据快速处理,提高其实时性,推动其在更多领域的应用。
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