摘要：传统的测绘产品是将各种信息记录在二维平面图纸上，或者将真实的世界仅仅记录在二维的数字影像上，传统的测绘技术手段已经不能满足当前城市发展需要。随着我国城市化进程的快速推进，城市建设对建模技术和城市表达模型提出了新要求，三维空间的有效感知与实景可视化日益成为城市建设管理的重要内容，城市三维模型能够以直观的地物形象、精确的地理位置以及可进行三维空间分析等优势，慢慢成为城市空间数据框架的关键内容，三维模型能对城市运行现状有生动、直观的了解和全方位的感知，如何高效、快速、真实地实现这个前景广阔、结构复杂三维模型构建，倾斜摄影测量技术为此提供独一无二的解决方案。而如今，倾斜摄影技术在公路行业的应用存在生产三维模型作业效率低，所生成的模型仅仅用于三维浏览，无法深度用于公路工程方案比选等问题。为此，本文提出了一种基于无人机倾斜摄影测量的三维实景建模技术，在公路工程量能完成大范围三维实景的快速建模，为公路工程设计提供数据模型具有重要意义。 关键词：倾斜摄影测量；三维实景建模；公路工程
前言：无人机倾斜摄影测量技术，作为近年来新兴的空间信息技术，是无人机遥感与倾斜摄
影测量相结合的产物。与传统正射影像相比，倾斜摄影测量采用多镜头从多角度获取地物信息，能更加全面细致的获取地物的空间信息，从而为地物的三维模型构建提供更加充分精确的数据支持。因此，无人机倾斜摄影测量技术，已经逐渐成为一种高精度、高效率获取强真实感三维场景模型的重要手段。三维实景模型构建的技术要点在于采集地物的原始空间信息和基于原始信息的数据处理方法。目前主要的技术有无人机倾斜摄影测量和三维激光扫描两种。但是，三维激光扫描存在操作复杂、工作效率低、成本高等诸多弊端。目前而言，在公路勘察设计阶段，采用无人机倾斜摄影测量技术建立地表三维实景模型是最适合的技术方法。
1三维实景建模的关键技术
根据倾斜影像匹配获取到的高精度相机外方位元素和连接点物方坐标，可以采用图像密集匹配技术获取地表的三维密集点云，再进行地表模型构网和纹理映射，从而获取能全面描述真实三维场景的高精度模型。实景三维重建具体可以四步：倾斜影像空三、密集点云DSM生成、三角网格表面建模和纹理映射。
1.1大范围倾斜影像空三
倾斜影像匹配是影像实景三维建模效率和精度的关键因素。根据下视影像和斜视影像之间的相对固定的几何约束关系，可以根据共线方程原理，先对下视影像特征点进行匹配，再进行多视影像间的特征匹配的方法，从而能有效地提高倾斜影像重叠区域中的连接点匹配速度与质量。搜索改变生活
伶仃洋
1.2密集点云DSM生成
基于倾斜影像匹配连接点物方坐标构成的三维稀疏点云，采用PMVS算法对地表点进行扩散，重建出地表的三维密集点云。基于PMVS算法的密集点云构建技术，首先采用稀疏特征点构建初始稀疏面片，再通过迭代到临近面片，完成对临域的扩展，并通过滤波器剔除真实模型内部的面片。对面片进行迭代扩散和滤波，得到最终的地表三维密集点云。（见图1）。mbo案例
成都理工大学学报图1 密集点云
1.3不规则三角网格地表建模
LIBOR地表网格重建采用泊松构网技术，首先需要计算密集点云间的梯度关系，由此获取采样点与指示函数的积分关系，再根据指示函数梯度场构建泊松方程，并利用泊松方程迭代出近似解，最后根据立体算法提取等值面，完成地表三维网格模型的构建。（见图2）。
图 2 不规则三角网构建
1.4纹理映射
网格面片最优纹理的选择采用了多幅纹理图像技术，首先根据共线方程获取面片在不同方位倾斜影像上的纹理图像，并计算影像对应视线方向与面片法向量之间的空间夹角，选择最小夹角对应的纹理信息作为三维三角网格面片的纹理图像。（见图3）。
图 3 纹理映射
2倾斜摄影三维建模基本原理
倾斜摄影是把机器视觉解决里的多视图三维重建理论和航空摄影结合的一种新的航空摄影技术。特点是数据采集后，运用数据处理方法技术完成后期三维实景建模。无人机倾斜摄影技术就是指自动控制系统无人机与歪斜照相机紧密结合，在倾斜摄影数据采集环节中运用无人机迅速灵活多变的优点，提升数据采集的智能化程度，能够更有效的收集路面数据
信息。在数据采集环节中，不同角度拍照图象，达到了正射影像需要从垂直角度拍的限定，增加了拍照范畴，完成了路面多方位数据的收集。
随后，借助电子计算机三维建模技术，能够快速搭建具备精准所在位置信息的三维空间实体模型，能够清晰地复建总体目标区域地貌和房屋建筑的具体特点，提升建模的效率和效果，具体模型精密度可达到mm级。无人机倾斜摄影技术收集到的数据包括POS数据与高清照片数据信息。POS数据信息主要运用于搜集无人机操作中的地理坐标、相对高度、航行方位、飞行姿态等信息，由飞控系统在相机拍照时形成，并和相片相匹配。无人机倾斜摄影的3D建模都是基于图像的建模。根据图像的建模的主要目的是从2D图象修复场景下的3D几何结构。
3倾斜摄影测量的技术优势
3.1直观反映地物真实情况
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将多台传感器搭载在同个飞行平台上，并从五个（四个倾斜，一个垂直）不同的视角对影响进行采集，可使用户从多视角观察地物，并能对地物具体状况进行真实的反映，从而把人们引入只同人眼视觉符合的真实的直观世界，这让城市建模从“假三维”迈向“真三维”。
3.2倾斜影像量大
倾斜摄影主要是从不同视角用多头相机摄影，其能够从前、后、左、右和下5个视角进行采集倾斜影像数据，正片是中间朝下的一幅影像，剩余四组为斜片，此组可获得五片影像。因倾斜摄影重叠度高，为此，同一地物可获得很多不同视角影像。地面上任何一个物体，都有几十张甚至上百张的影像，它突破了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，极大的弥补了正射影像数量上的不足。
3.3友好的用户体验
倾斜摄影技术，可以通过倾斜摄影加上POS数据，姿态位置精确、像片分辨率高、质量好，也能通过先进的定位技术，融入准确的地理信息、风丰富的影响信息及高级的用户体验，将遥感影响的具体应用领域进行了有效扩展。
3.4可实现单体量测
基于摄影测量学的基本原理，经过应用有关专业软件，可直接测量结果图像中的高度、长度、面积、角度、坡度等，从而使倾斜摄影技术在城市规划、工程建设等行业中得到广泛
的应用。
3.5建筑物侧面纹理可采集
利用航空摄影大规模成图的特点，快速有效地获取正射影像和地面物体的顶部纹理，以及从倾斜图像中批量提取高程纹理，借助于具有高性能协同并行处理能力的数据处理系统，能尽快建立以倾斜摄影技术为基础的三维模型。可将城市三维建模工作周期进行缩短，同时能降低城市三维建模成本。
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