无人机倾斜摄影测量技术目前是城市规划中的三维建模技术研究热点，能够结合遥感影像技术制作更加精确的城市模型、道路模型等信息，满足更多用户的需求。三维建模技术就是利用城市的地上景观来表达城市中的数字空间信息，是一座城市信息表达的重要载体，能够帮助城市在规划、建设和管理三个方面的发展。三维城市也在城市发展中有着非常实用的经济价值和应用潜力，能够获得比较准确的城市模型形成。利用无人机倾斜摄影测量技术在城市规划的三维建模技术研究中，就能够大量的降低时间成本和人工成本，满足三维城市建设的需求。

一、无人机倾斜摄影技术的概述

1、无人机倾斜摄影的概念

倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术，它颠覆了以往正射影象只能从垂直角度拍摄的局限，通过无人机低空多位镜头摄影获取高清晰立体影像数据源，自动生成三维地理信息模型，快速实现地理信息的获取和三位模型的生成，同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像，将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。

2、无人机倾斜摄影技术的行业优势

2.1 无人机技术

所谓无人机技术，主要是通过无线电遥控以及自动程序的方式，对无人机展开有效控制。一般来说，无人机有着多个不同的种类，包括固定翼、多旋翼、飞艇以及直升机等。由于此类设备属于高新产品，具备高效率、高经济性、高机动性的特点。另外，设备本身的构造十分简单，重量不大，因此，材料成本的投入也相对偏低。并且内部程序经过多次升级之后，已经具备了较高的智能化水平。当前在多个领域之中，都已经开始应用了无人机设备，以此保证人们更为快速地进行资源数据获取，为之后各类工作的正常开展提供多方面帮助。

2.2 倾斜摄影技术

伴随社会的快速进步，我国高科技产品的数量也在持续增加。尤其是无人机的应用，促使航空摄影技术取得了非常大的进步，并且还在不断创新。在开展航空摄影工作时，工作人员就可以基于原有的摄影技术，将无人机技术结合进来，从而使得航空摄影的效果进一步提升。

在使用无人机之后，由于自身飞行高度较高，因此可以从多个角度出发，对建筑物展开拍摄，获取各个方面的信息数据。即便是一些地面建筑物，分辨率同样非常高。正是这一因素，在进行三维建模时，无人机倾斜摄影技术的使用可以为城市规划带来诸多帮助。其可以将某个区域范围内各个景象的具体情况全部展示出来，并以更为真实的形象进行呈现，满足人们视觉观察的需求。并且在应用GNSS技术之后，还能对原有的地理信息框架带来一定的优化，使得工作人员更好地完成信息收集。不但用户的体验水平有所提升，而且还能减少建模的资金投入。

由此发现，无人机倾斜摄影有着多方面优势，如飞行高度相对偏低，因此，获得的影像资料就能更为清晰；一些处在相邻状态的无人机，在航拍时，影像资料会产生一定程度的重叠，使得信息资料变得非常丰富；无人机自身有着较强的自动化水平，几乎不需要工作人员进行操作，可以自动完成拍摄和建模工作；由于拍摄的效率非常高，因此资金成本的耗费不高，同时还能减少人力资源的投入。

3、无人机倾斜摄影技术的特点

无人机倾斜摄影测量技术有着突出的特点，其生产的三维实景模型数据，真实地记录了摄影瞬间研究区域地表任意角度的影像信息和三维坐标信息，有着不可替代优势。

3.1真实性。无人机倾斜摄影真三位数据可真实的反映地物的外观、位置、高度、长度、面积、角度、坡度等实物属性，增强三维数据带来的高沉浸感，弥补了传统人工建造模型仿真度低的缺陷。

3.2高效率。无人机倾斜摄影技术可快速采集影像数据、实现全自动化三维建模，通过配套软件的应用，可直接基于成果影像进行高度、长度、面积、角度等的测量，扩展了倾斜摄影技术在行业中的应用。

3.3高性价比。侧面纹理的可采集性，有效地降低了城市三维建模成本，无人机倾斜摄影技术是带空间位置信息的可量测影像数据，能同时输出三维模型、正射影像和地图等多种数据成果，时间大大缩短。

3.4展示型。无人机倾斜摄影技术具有高效、高分辨率、高精度、高性价比获取影像的特点，可快速搭建城市高精度二、三维地理信息框架，更直观呈现在大众面前；同时，相对于基于正射影像三维GIS的三维数据，倾斜三维实景模型数据量较小，更易于网络发布和共享。

二、无人机倾斜摄影技术的工作原理及技术流程

   1、无人机倾斜摄影技术原理。通过在同一飞行平台上搭载多台传感器（如图所示，目前常用的是五镜头相机），同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像，获取地面物体更为完整准确的信息。垂直地面角度拍摄获取的影像称为正片（一组影像），镜头朝向与地面成一定夹角拍摄获取的影像称为斜片（四组影像）。并多角度采集信息，配合控制点或影像POS信息，影像上每个点都会有三维坐标，基于影像数据可对任意点线面进行量测，获取厘米级的测量精度并自动生成三维地理信息模型，快速获取地理信息，对建筑物等地物高度直接量算;

　　影像中包含丰富的真实环境信息，可对影像信息的数据深度挖掘，具有高效率、低成本、数据精确、操作灵活、侧面信息可用等优点，极大调节测绘内、外业的协同工作，解决了天气等外因造成的传统人工作业延误。传统二维数据已不能满足城市行业的日常工作需要了，三维数据可视化已经开始慢慢替代二维，成为现今城市基础建设、规划的重要环节，是数字城市的重要表现手段。

   2、技术路线。飞行平台、飞控系统、地面监控系统、地面保障设备以及任务设备、数据传输系统等组成了无人机倾斜摄影测量系统。飞行平台的主要功能在于搭载任务设备与进行航摄飞行；飞控系统的主要功能在于为无人机提供导航、定位和自主飞行控制；地面监控系统对无人机的高度、空速、低速、方位以及航向、航迹和飞行姿态等飞行数据进行接收、储存、显示与回访；任务设备即倾斜摄影相机，其主要任务在于获取并存储各类航摄影响；地面监控系统与飞行控制系统及其他机载设备之间均通过数据传输系统进行数据和控制指令传输。此外，为保证无人机航摄的作业安全性和有效性，还需要设置地面保障设备提供基本保障。

   3、作业流程。首先对任务区域内的行政数据、高程数据和遥感影像数据等进行收集和分析，选择适合的无人机系统，确定相对航高与航摄线路，并应选择合适的天气进行航摄。在航摄实施阶段，首先按照预先设置好的航摄路线和时间前往现场进行实地勘察，确定好起降点后再进行飞行作业。飞行过程中一定要做好飞行控制工作，飞行结束后应对接收数据进行整理和检查，对不符合要求的数据进行补飞或重复飞行。

三、无人机倾斜摄影技术在城市规划中的应用

数字城市是城市地理信息和其他城市信息相结合、并存储在计算机网络上，供用户访问的一个将各个城市和城市外空间连在一起的虚拟空间，是数字地球的重要组成部分。

无人机倾斜摄影技术将拍摄采集到的图片利用软件生成点云去建造模型，与以往的传统移动测量方式相比，无人机搭载的倾斜摄影测量系统的效率更高，结果更精准，该倾斜摄影系统以无人机为载体，从空间三维数据采集出发，成为构建城市三维模型较为快捷的方法，便于城市规划基础信息采集。

1、城市规划方案选择

无人机倾斜摄影技术利用数字正射影像图作为规划地图，使规划内容与周边环境的关系变得更加清晰。通过城市倾斜三维模型，可以生成一个具有三维视觉、听觉和触觉的环境，使规划环境置身于现实环境之中，实现规划成果可视化，为相关部门进行规划方案的设计、修改及实施提供了有效的辅助。

同时，通过无人机倾斜摄影技术获取的正射影像数据和倾斜摄影三维模型数据可以从宏观和微观两个方面对城市进行视察，为总体规划提供了便利，同时还可以了解城市的每一个细节，方便对规划地段的周边环境进行分析。

通过无人机倾斜摄影测量能够获取城市或重点区域多角度的高分辨率遥感影像，自动生成城市的实景三维模型，并结合三维地理信息平台实现城市建筑物规划方案的直观对比，辅助实现重点建筑物规划方案的对比选择。

2、城市规划测量

城市规划需要大量的测绘信息，再根据测绘数据制作数字地形模型，绘制大比例地形图，能够快速、准确地进行城市规划测量。通过无人机倾斜摄影技术可以快速获取城市的地物信息，包括城市房屋的外框信息、高程信息及屋顶的矢量信息，内业人员可以通过房屋的外框、屋顶坐标等信息，快速生成DLG。这些基础信息可以帮助城市规划管理者作出科学的规划决策，从而推动城市的健康发展。

无人倾斜摄影技术获取的高清正射影像图可以作为现状调查的基础图件，可以辅助城市总体规划、指导详细规划方案的设计和编写，减少现状调查的盲目性，同时也解决了专题规划研究和新技术应用的需要，为城市规划提供专题信息统计和调查。

3、保护城市建筑

现代城市规划环节进行中，需要注重保护传统和历史文化建筑，这其中不仅要求提高保护意识，还要能够从技术手段上加以更新和优化。当前城市管理部门在保护传统建筑工作中还存在一定不足，很多建筑都处在失管状态中。完整留存城市传统和历史建筑影像资料，是后续开展维护、修缮工作的重要支持。但是需要注意到的是，多数建筑都缺失建造之初的图纸，影响到具体工作开展效果。而引进倾斜摄影测量技术，可以全方位量测到城市传统和历史建筑的各方位信息，留存其纹理信息，便于修复工作保持与最初一致。同时应用倾斜摄影测量技术保护城市建筑，还可以结合激光扫描技术，完成一体化扫描工作，构建起三维影像数据库，给后续保护工作提供精确的、清晰的、完整的數据。

4、监测违章建筑

城市规划工作实施中，需要在全面把握城市建筑风格和建筑类型的基础上，开展统一化设计，同时还需要设立出一定的实施标准，避免违章建筑的出现。违章建筑在城市建设中不可避免，但是由于其建设位置、规格和技术等方面存在着不合理之处，会存在一些安全隐患，影响到城市总体建设效果。针对这种情况，需要切实开展细致有效的监测工作，及时发现存在着违章的建筑，并对其进行有效处理，维护城市建设正常秩序，保护城市的市容风貌。在封闭空间和屋顶等隐蔽部位存在着的违章建筑，很难准确取证、依法处置，而采用倾斜摄影测量技术将能够有效应对此类现象。首先，准确操作无人机，全面拍摄目标区域，使用正射影像的方法，可以得到正射影像图;其次，将不同时期下的目标区域影像图进行逐一对比，基本可以明确违章建筑的体量、位置等情况;再者，准确记录下违章建筑的信息，加以有效惩处，从而良好避免私建乱搭现象。

四、结 语

综上所述，在城市规划建设中，决策者对城市整体的明晰与否，设计团队对基址的认知情况，以及建设单位对施工现场的直观把握都影响着最后的完成效果，一个工程的孕育到诞生乃至日后的运行，都建立在建设者们无数次地对周边环境、建设场地及建筑本身查看和思考的基础上，通过无人机倾斜摄影的真实三维模型，我们可以让城市建设决策者、设计者们从一个更高、更广、更真实的角度去观察环境、观察地基、观察建筑，从而对城市本身有一个更清晰的认知、一个更完整的理解；同时，为城市建设的变迁和城市记忆留下了宝贵的真实数据资料。

参考文献：

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