无人机倾斜摄影模型的应用及发展趋势  斑斓航空
倾斜摄影技术是近年来国际测绘领域迅速发展起来的高新技术。它颠覆了传统正射影像只能从垂直视角拍摄的局限。通过在飞行平台上安装2-5个传感器，同时从多个角度采集图像，形成符合人类视觉的真实直观的世界模型。它可以让用户从多个角度观察地物，更真实地反映地物的实际情况，极大地弥补了基于正射影像的应用不足。
随着高分辨率灯光和小型相机的快速发展，无人机作为摄影平台的使用使得斜摄的应用越来越广泛，如一些国家的重大工程建设、灾害应急与处理、土地监管、新农村和小城镇建设、城中村拆迁的数据留存、公共安全、规划发展、灾害评估以及政府的环境保护等；以及公共位置服务、旅游等等。随着计算机软硬件技术和先进的高精度定位定姿技术的发展，斜影像的快速高精度建模和后模型测绘的应用也带来了跨越式的发展，特别是在基础测绘、土地资源调查监测、土地利用动态监测、数字城市建设以及应急救灾测绘的数据采集等方面。，这在这些方面将具有广阔的市场前景甚至颠覆传统的测绘运营模式。

1.用真三维高精度三维模型直接测量

无人机航拍的特点一直是姿态稳定性差。近年来，无人机差分系统的成熟在一定程度上减少了野外影像控制点的布局，甚至国内一些公司开发了无人机差分系统的软硬件技术，通过测试无地影像控制点，可以满足1∶500比例尺地形图的精度，并在多家生产单位试生产中成功应用。因此，随着差分系统、高分辨率小体积相机和集群后处理系统的发展，无人机倾斜摄影基本可以实现飞行采集当天高精度模型的建立。高达2-3厘米的模型分辨率可以再现真实世界的每个细节。

当倾斜图像的精度满足测绘精度要求时，可以基于结果图像测量倾斜图像，生成的真实模型也可以用于测量各种尺寸，如高度、长度、投影平面面积、表面积、角度、坡度、测量的挖填体积等。这种高精度、高分辨率的真实世界模型在各行业的实用性将会大大提高。

多年来，野外人工测量模式主要用于地形测绘等地理信息采集工作。作为一名野外勘测员，哪一个不是一年四季在野外跋山涉水、四处奔波，这样的野外工作存在着强度大、工序复杂、费工费时、成本高等一系列问题。随着现代科学技术的发展，测绘行业对地理信息数据的准确性和及时性要求越来越高，人工成本和时间成本也给行业带来很大的压力和负担。因此，测绘行业需要能够快速、高效、准确获取地理信息和数据的解决方案。

在大比例尺地形测量中，航测方法已经成熟，逐渐取代了大比例尺全野外测绘。但无论是先内后外还是先外后内的航测作业模式，野外像控、测绘、检查工作仍然很大。近年来，国内外多家公司相继推出了在高精度三维模型上直接采集地形要素的解决方案。利用斜摄可获得的侧面信息，可以快速获取城市地面特征信息，直接采集肉眼可见的3D模型表面的元素和一些属性信息，无需专业的立体显示采集设备和专业的立体测绘技师，如可视化可数楼层，从侧面直接测量房屋轮廓，各种道路，企事业单位名称备注，各种建筑。特别是提高了采集前方遮挡地面物体的可能性，如窑洞的位置、大树下房屋边线的准确位置、树木遮挡的道路边线、道路附属设施等。，可用于快速生成数字线性地图。

这种新的采集模式极大地调整了测绘现场与外业协同作业的比例，将过去需要的大量外业工作转化为外业工作，减少了因天气等外部因素造成的外业测绘的延误，降低了外业工作的直接生产成本，大大降低了外业劳动强度，提高了工作效率。我们相信，通过不断的发展和完善，这项技术将逐步推广应用。

二是大规模单体应用精准高效

“单化”是一个可以单独选择的实体，具体体现在用鼠标点击可以突出显示该实体，在GIS中可以附加单独的属性进行查询统计。以建筑为例，国内外一般有三种模式来体现斜摄模式的单一性。

第一种是“切割分割”，即使用建筑物、道路、植被等对应的矢量平面。，以均匀地切割倾斜的摄影模型，即，物理地分离模型以实现单一化。其优点是大面积快速切割，缺点是矢量面预处理时间长，矢量面与模型需要严格拟合，切割后模型效果明显参差不齐。比如国外的城建局就采用了这种模式。手动干预也可以基于倾斜摄影模型重建单个三维模型，类似于手动建模，如国内Skyline的DP-Modeler。优点是模型美观，属于真正的单体，缺点是劳动量大，周期长。

二是“属性简化”，计算矢量平面与模型的交点，对位于矢量平面内的模型所有顶点赋予相同的属性值。鼠标点击时，属性值相同的模型顶点同时高亮显示，从而达到单独显示的目的。其优点是显示速度快，无锯齿，缺点是预处理时间长，存储数据量大，属于半单体。

第三种是“动态简化”，由第二种演变而来。该方法不单独存储属性值，而是使用矢量曲面和模型的实时动态计算和叠加蒙版显示，在外观上类似于第二种类型。显示效果无锯齿，预处理时间短。缺点是实时计算对设备和网络传输要求高，属于单一表示，模型还是整体模型。

三.其他应用

无人机斜摄快速生成的3D模型可以友好地对接多个第三方平台，实现更多应用，如实时3D平台视频监控、地下管线3D管理、城市低洼地区管理的真实3D可视化淹没分析、主要用于安保工作的空间可视性分析、基于斜摄的真实地形剖面分析等。随着无人机斜摄的低成本、高效率，正逐步被广泛应用。

无人机斜摄技术的诞生正在逐渐颠覆传统测绘作业模式。该技术利用无人机配合先进的定位设备和多镜头低空摄影技术获取高清立体影像数据，实时嵌入准确的地理信息，获取更丰富的影像信息。后期可以快速自动生成三维地理信息模型，快速实现地理信息的获取。随着电子技术的发展和国内外软硬件厂商的开发应用，无人机斜摄及其后期应用将因其效率高、成本低、数据准确、操作灵活等优点得到更广泛的应用。