王鵬 劉對萍

摘 要：本文介紹了無人機傾斜攝影技術的基本原理、發(fā)展背景，及其與傳統測繪相比具有顯著的優(yōu)勢，結合建筑規(guī)劃設計、建筑施工及建筑竣工驗收三個方面，詳細闡述了無人機傾斜攝影技術不僅可以為建筑施工規(guī)劃設計提供更加科學、高效、真實基礎數據，并且能夠科學的指導、檢測建筑施工，更好的服務于竣工驗收階段，對其未來受到廣泛應用進行了展望。

關鍵詞：傾斜攝影；建筑規(guī)劃設計；建筑施工；竣工驗收；應用

中圖分類號：TU1文獻標識碼：A

Abstract：This paper describes the basic principles of UAV tilt photography、Development Background、and it has significant advantages over traditional surveying and mapping，Combination of architectural planning and design、Building construction and building acceptance three aspects，Described in detail that UAV tilt photography technology can not only provide more scientific，efficient and real basic data for building construction planning and design.And able to scientifically guide and inspect building construction，Better service for completion acceptance，The future is widely used.

Key words：Oblique photography；Building planning and design；Construction；Completion cceptance；Application

建筑業(yè)是國民經濟中的重要組成部分，“智慧城市”概念的提出，對城市建筑規(guī)劃設計的要求更加嚴格，同時更多先進的科學技術被引進助推建筑業(yè)的發(fā)展，無人機傾斜攝影技術是極具代表性的一項技術。傾斜攝影技術是國際測繪領域近些年發(fā)展起來的一項高新技術，它顛覆了以往正射影像只能從垂直角度拍攝的局限，通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器，同時從一個垂直及多個傾斜角度快速、高效地采集影像，符合人眼視覺的真實直觀效果。應用Smart 3D Capture等軟件建立三維地理信息模型，全方位研究地物，具有成本低、效率高、信息量大、精確度高、直觀性強的特點，極廣泛的應用于建筑施工各個階段。

無人機傾斜攝影測量技術

1. 傾斜攝影測量技術原理

傾斜攝影技術是傳統攝影的拓展和延伸，打破了傳統影像只從垂直方向獲取影像的局限，結合微型無人機飛行平臺靈活性、快速性的特點，組成微型無人機傾斜攝影系統，實現了高效率、低成本獲取地面物體更為完整準確的信息。[1]再通過專業(yè)計算機軟件對獲取的影像通過區(qū)域網絡平差、匹配、DSM 生成、三維建模等流程[2]（如圖1）?？梢詮母鱾€方向對建筑物進行長、寬、高三維立體的測量和展示，識別地物的位置及大小屬性，還能獲取建筑物紋理細節(jié)，從而達到自動、快速、準確的、真實的空間數據重建效果，形成最終測繪產品（如圖2）。

1. 傾斜攝影測量技術分析

傾斜攝影技術分析包括影像數據采集、數據處理及應用三個過程。

小型無人機通過搭載多臺傳感器從多個角度對地物進行拍攝，參照《1：500、1：1000、1：2000地形圖航空攝影規(guī)范》（GB/T15661-2008）進行航線的規(guī)劃設計，航飛航線一般敷設平行于航線邊界及旁向邊界外，航向及旁向的重疊率不小于75%，確保測區(qū)完全覆蓋。航飛技術及時查看影像圖片，刪除不合格圖片外，對于不滿足建模要求的航飛影像圖片要按原航線進行補飛。[3-4]

影像應用是基于Smart3DCapture軟件進行三維建模，具有高精度、高效率、一體化的特點。在建模軟件上加載影像，同時給定一定比例數量的控制點，軟件采用光束法區(qū)域網整體平差，同名點位匹配，將全部點位加入到控制點坐標中，從而得到加密的特征點云，點云數據構成三角網，三角網之間構成TIN，再由TIN構成白模，軟件根據影響中計算對應的紋理信息，并將紋理映射至白模上，最終形成三維模型。[5-6]

三維模型直觀展現地物基本信息，同時模型可導入DP-Modle、3d Max、Cass等軟件處理，輸出DOM、DEM及正射影像，根據實際需求對模型進行處理應用（如圖3）。

無人機傾斜攝影技術應用

2. 傾斜攝影與建筑規(guī)劃設計

傾斜攝影在建筑規(guī)劃設計中的應用主要為空間分析及規(guī)劃審批方面，為智慧城市的建設提供了更加快速、科學、真實的數據。[7]一個城市需要有自己的特色，一個城市規(guī)劃有多個方案設計，傾斜攝影技術可將設計方案加載至三維模型中，通過對比各個方案的優(yōu)缺點及特色，輔助決策不同設計方案與目前城市規(guī)劃的匹配度，達到優(yōu)選方案的目的。同時根據整體城市規(guī)劃目標，調整建筑群指標完成規(guī)劃審批。

對于建筑規(guī)劃設計，基本傾斜攝影模型的高真實性，規(guī)劃相關分析的準確度大大提高了，主要應用表現在以下幾個方面：（1）日照時間分析。三維輔助規(guī)劃加載規(guī)劃設計日照方案，評審整體方案的可行性及準確性，量化模擬對周邊建筑日照時長的影響，對樓間距的基本規(guī)劃指標進行定量分析和計算。（2）可視域分析。以某一個特定點作為視點具體位置，分析該點視域覆蓋范圍，用不同顏色區(qū)分可視域與盲區(qū)，此相分析多應用于安裝攝像設備分析（如圖4）（綠色區(qū)域為可見區(qū)，紅色區(qū)域為不可見區(qū)）。（3）城市天際線分析。城市天際線對于城市布局十分重要，三維模型可以查看區(qū)域內建筑高度及超出限高的建筑群。（4）模型壓平、方案對比分析。模型壓平可將指定建筑模型壓平，一方面可以模擬拆遷后的狀況，對比多套拆遷方案，合理指導城市拆遷施工；另一方面，放置不同設計好的模型，實現規(guī)劃后效果瀏覽、對比（如圖5）。

2. 傾斜攝影與建筑施工

傾斜攝影在建筑施工中的應用主要為綠色施工及質量檢測方面。[8]

傾斜攝影可應用于環(huán)境監(jiān)測，通過對建筑現場PM2.5指標檢測，控制施工現場揚塵。同時無人機在低空實拍現場圖像，有利于技術人員對現場平面布置有直觀的了解，便于施工管理。也可對人員進行監(jiān)控，避免施工人員消極怠工的現象，同時可便于查看材料堆放位置，防止局部載荷過重（如圖6），為工作人員營造一個積極、安全、綠色的施工區(qū)。

通過對三維數據模型的表面進行開挖，查看地下管線等設施的狀態(tài)，實現地上地下一體化檢測。三維模型能直觀觀察室外地溝附近的地形地貌，同時計算溝底與地面高程差，查看已挖的部分是否到位。通過高程差值對比，查看已挖的部位地形起伏變化，分析是否需要二次作業(yè)（如圖7）。放管時，通過透視分析，生成管道及地面高程剖面圖，直觀觀察已安裝管道傾斜度，對于不符合要求的管道進行調整。管溝回填時，任何點位都帶有坐標及高程，可畫出等高線生產DEM，計算回填土方（如圖8）。

2.3 傾斜攝影與建筑竣工驗收

傾斜攝影在建筑竣工驗收中主要應用于竣工地形圖測繪方面，采用無人機低空傾斜攝影技術可以快速獲取項目區(qū)域地表基礎。首先采用基礎測量手段RTK沿設計航線按規(guī)定間距布設像控點，然后根據設計航線進行全區(qū)域飛行，獲取基礎影像圖片，最后內業(yè)使用數字攝影測量系統PixelGrid等軟件實現影像匹配、像控測量、空中三角測量、DEM與正射影像圖自動生成，即可快速生成1：500大比例尺地形圖（如圖9），且精度可達到1cm（如圖10），便于后期建筑工程竣工測繪。

傾斜攝影三維模型可提供建筑竣工后相關地物的相對位置、高度、層數、一層地坪高及與周邊建筑物關系，可以輸出配套設施及綠地面積。輸出的DLG線畫圖便于竣工測繪時核準建筑物之間的間距、與用地界線的距離相對于設計的差值，模型側面紋理信息可核實建筑立面造型、外墻材料及顏色信息（如圖10）。

3 展望及結語

無人機傾斜攝影技術能夠為工程設計、施工和竣工驗收提供最為宏觀、真實基礎數據，其獲取數據的快速性、準確性、真實性遠遠優(yōu)于傳統測量方法，大大降低了成本，提高了工作效率，在建筑工程領域具有十分重要的應用前景?；跓o人機傾斜攝影獲得的影響圖片，通過專業(yè)軟件構建的三維實體模型，實質上就是反應是地表形態(tài)、現實建筑物等地物的數字模型，完全可以取代傳統地形測量加影像圖片所發(fā)揮的作用，且精度更高、時效強。

在設計階段傾斜攝影三維數據可真實的反映地物的位置及大小屬性特征，采集彌補了傳統人工數據采集周期長，人力物力投資大及工作量大的缺點，能廣泛應用于日照分析、可視域分析、城市天際線分析、模型壓平對比分析，為規(guī)劃設計提供最科學合理的方案。在施工階段，可起到監(jiān)工的作用，輔助室外工程管網施工的校驗。在竣工驗收階段，三維模型的影響分辨率可達2cm，每個點位均具有空間坐標，同時能直觀表現地形地貌特征及建筑物細節(jié)，能逼真的表現建筑的紋理及色彩，能同時輸出DSM、DOM、TDOM、DLG等多種數據成果。

參考文獻：

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