倾斜摄影测量在智慧城市建设中的应用

倾斜摄影测量在智慧城市建设中的应用
摘要：倾斜摄影测量是近年来迅速发展起来的一项测绘新技术，是在飞行平
台上搭载一台或多台相机，同一时间从多个不同角度采集照片数据，获取地面物
体更为准确的数据信息，在测绘领域发挥着重要的作用，尤其是在智慧城市建设
中的应用，更是不可或缺。

倾斜摄影数据处理主要包括多视影像空中三角测量、
控制点的转刺与平差、多视影像密集匹配、不规则三角网(TIN)构建、白膜生成、纹理映射、格式转换和贴图输出等。

基于倾斜摄影技术可以得到高精度的实景三
维模型、高精度数字表面模型、数字线划图和真正射影像。

分析了智慧城市的基
本特点及倾斜摄影技术水平与特点，指出了智慧城市建设中需要的基础地理数据，提出了倾斜摄影测量在智慧城市建设中的应用，为城市建设者提供有效的参考和
借鉴。

关键词：倾斜摄影测量;智慧城市;应用;
引言
在信息化时代，城市建设正在如火如荼地进行，随着大数据技术、互联网技术、“互联网+”技术、5G技术的不断发展，为建设智慧城市提供了新的技术支持。

但建设智慧城市，不仅仅需要新技术的支持，更加需要真实、精确的城市测
量数据和信息。

城市高楼林立，道路更加错综复杂，传统测量技术具有很强的局
限性，通视性能比较差，难以全面获得城市信息。

而采用无人机倾斜摄影测量技
术则可以有效解决这一问题，既能提升城市测量的效率，也可以降低城市发展对
测量的影响，而且测量数据精度比较高，可为智慧城市建设提供必要的参考和指导。

基于此，开展智慧城市建设中无人机倾斜摄影测量技术的应用分析就显得尤
为必要。

1智慧城市建设概况及特点
智慧城市起源于传媒领域，是运用信息和通信技术手段感测、整合、分析城
市运行过程中各个行业的关键信息，是新一轮信息技术变革和知识经济发展的产
物，它能够完美地将工业化、城市化与信息化深度融合。

智慧城市建设可提高人
们生活水平，为人们提供更多的现代化资源，充分发挥资源共享、线上办公等优势，提高生活质量。

2倾斜摄影测量技术的优点分析
2.1可实现单张摄影测量
利用倾斜摄影测量技术配合相应的计算机软件，可对城市地物的高度、长度、面积、角度、坡度等进行详细测量，并形成单张影像，为智慧城市建设提供更多
的数据支持。

2.2可采集城市地物的侧面信息。

在智慧城市建设中，应用倾斜摄影测量技
术可实现大规模成图，批量提取城市的纹理信息，提升智慧城市建设的速度，降
低成本。

3倾斜摄影测量系统的结构组成分析
3.1传感器
为建设智慧城市三维立体模型，传感器需要能够获得目标在地物各方向的实
景影像信息，以保证获得影像的完整性和可用性。

在倾斜摄影测量中获取地物的
角度通常在45°左右。

因此，传感器可选择轻型航空器外挂摄影吊舱云台，五相
机一体化稳定系统。

3.2数据处理系统
倾斜摄影测量中会获得大量数据，这些数据有的是有用的数据，而有的为无
用的数据，需要利用Photomesh软件进行处理，此数据处理系统是在Smart3D的
基础上研发出来的，既能在单机上运行，也可以采取集群方式对三维影像数据进
行处理。

4智慧城市建设基础地理信息内容及获取方式
基础地理信息数据体系建设以形成数字信息服务产业模式为目标，通过各种
技术手段获取基础地理信息，进行采集、编辑处理、贮存等。

时空信息云平台是
对智慧城市地理信息公共平台的智能提升，主要依托云计算环境，把基础设施、
时空信息、功能软件和开发接口作为服务资源。

倾斜摄影测量是智慧城市时空信
息云平台建设项目的核心内容之一，是三维实景模型生产、DLG生产、DEM生产、DOM生产的基础性和必备性工作，即3D产品的生产。

倾斜摄影测量技术具有超高
的分辨率和真实性，能够真实还原地表实际状况，详尽地表现出地物的种类和位置。

通过实景三维模型成果可实现分类查询、规划设计、控高分析、规划压平、
方案对比、日照分析、立面图设计、摄像头安装与监控、科普知识宣传、直观展
示自然风光，为智慧城市的进一步应用提供强有力的保障。

5倾斜摄影测量技术在智慧城市中的应用
5.1实景三维模型的制作
实景三维模型是通过高精度的三维地理坐标和真实的地表影像数据，构建真
实地表三维模型，是“一张皮”模型，主要表现形式是通过计算机或其他视频设
备进行显示，主要获取方式是利用Bentley的ContextCaptureCenter软件，利
用平差后符合精度要求的空三加密成果，通过自动提取密集点云，重建三角网，
自动映射纹理，指定模型输出格式，得到实景三维模型。

由于水是弱纹理要素，
不易提取加密点，因此一般生产的三维模型都是大面积漏洞，呈现支离破碎的状态，需要对这种漏洞进行填充。

常规填充方法不能填充大面积孔洞，因此需要通
过约束建模来完成水域填充。

约束建模思路是通过谷歌浏览生成的三维模型，沿
水域画面范围保持高程和水面高程一致，导出并保存范围面，引入建模软件，利
用水面约束，令水域自动建模，以获取平整的水面。

5.2数字高程模型(DEM)的制作
数字高程模型是智慧城市建设中的重要的基础地理数据，为城市实景三维模
型的建设和各种工程设计提供了基础成果。

目前我国只有少量城市使用了格网，
尺寸为2～25m，建立了一定范围内的数字高程模型成果，格网高程精度为
0.25～2.0m。

倾斜摄影测量系统能够提取大范围的数字高程模型，DEM获取有两
种方式:一是利用平差后符合精度要求的空三加密成果，自动匹配生成DTM，在第
三方软件中进行编辑点云。

二是通过人工采集或已有的DLG数据中的等高线、高
程点及特征点导入立体模型，生成DEM。

5.3数字线划图(DLG)的制作
数字线划图是城市建设主要的形式之一，可用于城市基础地理信息数据库产
品化加工，能够满足地理信息系统所需的各种空间分析要求，被视为智能数据。

它的表现形式多种多样，与DOM可以叠加形成正射影像地形图，与DOM、DEM叠
加形成立体地形图或数字地面模型。

DLG生产以倾斜摄影测量的实景三维模型为
底图，一般情况下，城市使用的大比例尺地形图数据成果，倾斜摄影测量技术均
可以满足。

主要获取方式有两种，一是利用数字正射影像和数字高程模型进行叠加，得到高精度的带有纹理信息的数字表面模型，二是直接利用生产的实景三维
模型。

两种方式都是直接将三维模型成果导入到第三方裸眼测图软件，如易绘、EPS、SV365等软件中，在裸眼环境下进行数字线划图的采集。

对于大比例尺地形
图来说，可直接在模型上进行屋檐改正，利用前方交会对无法采集的房角等进行
采集，提高模型精度，充分减少了外业工作量，缩短了项目任务周期。

5.4数字真正射影像图(TDOM)的制作
数字真正射影像图是根据数字高程模型对中心投影的航摄影像进行纠正处理，消除投影差的垂直投影的影像地图，主要获取方式是利用集群化全自动数据处理
系统和数字高程模型成果，对数字航空影像进行微分纠正，通常采用双线性内插
法或双三次卷积内插法重采样。

数字微分纠正后的单片正射影像，以空三加密区
为单元，在软件中自动选取镶嵌线，达到快速、批量成图，成果为一幅总图。

6结语
传统的二维平面地形图、交通图不能够满足当前城市发展的需求，基于无人
机倾斜摄影测量的三维建模技术具有建模速度快、成本低以及精度满足规划工作
需求等特点，在智慧城市中应用越来越广。

智慧城市建设是实现我国城市智能化
管理的基础。

本文探讨了智慧城市建设的基本内容，对倾斜摄影技术进行了分析，将其应用于智慧城市建设中，促进智慧城市的发展。

参考文献
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