麥 偉

（廣西壯族自治區(qū)地理信息測繪院，廣西 柳州 545010）

1 傾斜攝影測量技術的優(yōu)勢

傳統(tǒng)的技術條件有限，在利用遙感測量技術下采用的是正射影像方法，雖然這一方法可以輔助建模來開展相應的監(jiān)測工作，但其適用范圍十分有限，在垂直方向上對礦山工程施工項目頂部的三維構建非常有效，而在其他方向上的建模難以實現(xiàn)。信息時代到來以后，測繪領域逐步出現(xiàn)了傾斜攝影技術，且這一技術得到了越來越廣泛的應用，克服了常規(guī)遙感測量技術的巨大限制，整體的測繪工作難度系數(shù)有所降低。傾斜攝影測量技術下，在一個飛行平臺上搭載了多個相機，在測繪工作進行時，這些相機可以從多個方向上進行影像資料的采集，具體包含了一個垂直方向和四個傾斜角度，這些不同角度上的影像資料獲取以后，計算機可以根據(jù)相應的分析結果來進行三維模型的構建，該模型建立以后也就可以將不同角度上的影像信息集中起來。傾斜攝影測量技術最為顯著的特點就是其建模具有自動化特征，系統(tǒng)中的相應模塊可以在獲得來自不同角度的攝影、數(shù)據(jù)結果以后自動化開展空間處理，根據(jù)其處理結果就可以自動完成相應的模型構建。從傾斜攝影測量技術在很多領域的實際應用來看，這一技術具有以下幾個方面的優(yōu)勢：①現(xiàn)階段我國已然進入了大數(shù)據(jù)時代，在測繪工程領域?qū)τ谙鄳臄?shù)據(jù)需求也顯著提升，而傾斜攝影測量技術的應用恰好可以將所得到的相應影像資料轉(zhuǎn)換為DLG、DOM、DSM等不同類型的數(shù)據(jù)，不同數(shù)據(jù)格式下可以經(jīng)由矢量化處理來實現(xiàn)直接利用，提升了數(shù)據(jù)資源的利用價值；②傾斜攝影測量技術下的效率偏高，克服了傳統(tǒng)人工測量下的技術限制，在極短的時間內(nèi)就可以獲得相應的測繪結果，且獲得的數(shù)據(jù)具有海量化特征，在當下的技術條件下，傾斜攝影測量下的數(shù)據(jù)處理方面尚存在很多的不足，比如，影像數(shù)據(jù)匹配和三維模型表達方面，這是未來研究的重點，只有創(chuàng)新了高精度的影像數(shù)據(jù)匹配方法、去除冗余信息方式，才可以更好的發(fā)揮傾斜攝影測量技術的優(yōu)勢；③自動建模的總體成本偏低。

2 基于傾斜攝影測量技術的礦山工程施工項目實景三維建模

技術的日漸進步使得數(shù)字攝影測量技術的應用范圍逐步擴大，不再局限于常規(guī)的測繪工程，在工程施工、資源開發(fā)等方面都得到了一定的應用?，F(xiàn)階段，隨著人們逐步認識到了數(shù)字攝影測量技術的優(yōu)勢，在這一技術應用的過程中，三維建模是重點的研究方向，在自動化、智能化等現(xiàn)代化技術快速發(fā)展的過程中，我國已然形成了一套完整的經(jīng)由自動從影像和其他輔助數(shù)據(jù)提取礦山工程施工三維模型的方式和體系。三維建模中，對在建工程項目添加紋理信息、構建三維模型是其中的關鍵步驟，通過紋理信息的添加可以使得所呈現(xiàn)出來的模型更具直觀性，整體的呈現(xiàn)效果更為理想。根據(jù)相應的技術應用效果，數(shù)字影像和系統(tǒng)數(shù)據(jù)充分融合以后，可以獲得更為清晰且精準的礦山工程施工模型，當前的一些測繪工程領域，顯然已經(jīng)形成了從航空垂直影像和傾斜影像數(shù)據(jù)自動生成工程施工模型紋理信息的方式。在利用傾斜攝影測量技術獲得了相應的測量數(shù)據(jù)和信息以后，有關人員要立即組織相關人員對這些測量數(shù)據(jù)加以全面分析，在此基礎上進行三維模型的構建。三維模型建設包含了以下兩種：可以單獨和疊加使用的模型，該種模型實現(xiàn)了DEM影像和工程施工三維模型的完全整合，將三維場景構造成了具有層次化的場景；只能夠作為整體數(shù)據(jù)使用的模型，這種模型實現(xiàn)了DSM影像和傾斜影像的自動匹配，在匹配以后也就形成了特定的三維場景，但這種三維模型下的對象化管理目標難以實現(xiàn)。實景三維模型制作流程如圖1所示。

圖1 三維實景模型生產(chǎn)流程圖

3 利用傾斜攝影測量技術進行礦山工程施工的變化監(jiān)測

3.1 技術路線

在建筑物空間變化監(jiān)測的過程中，如果采用的是傾斜攝影測量技術，為獲得準確的監(jiān)測變化信息，有關部門應安排專業(yè)人員負責利用傾斜攝影測量技術進行傾斜影像的采集，將傾斜影像采集與實地像控測量有效結合起來，就可以生成礦山工程施工的數(shù)字模型，也就是DSM、數(shù)字正射影像DOM、數(shù)字高程模型DEM，在這些資料充分整合的基礎上，也就可以制作出對應的三維場景，為保障模型的可靠性與實用性，相關技術人員還需進行工程施工過程變化監(jiān)測GIS平臺的構建，在該平臺形成以后，不僅實現(xiàn)相應信息的共享，更可以定期根據(jù)所獲得的相關信息來進行平臺數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)更新，在動態(tài)化的數(shù)據(jù)更新下，專業(yè)人員可以分區(qū)對工程施工中的變量信息加以統(tǒng)計，為礦山規(guī)劃設計提供可靠依據(jù)。

3.2 監(jiān)測成果比對

在反復的傾斜攝影測量過程中，也就獲得了多期傾斜攝影測量、實景三維數(shù)據(jù)，與此同時，專業(yè)人員就可以在這些信息充分分析的基礎上，實現(xiàn)對礦山工程施工項目的平面和高度變化情況的動態(tài)對比。具體的監(jiān)測對比工作進行中，將TDOM作為平面監(jiān)測時的基礎資料，也就可以更為精準地表達出施工區(qū)域的平面影像情況，在平面影像獲得以后，就可以從中提取出關于區(qū)域平面邊緣輪廓信息，獲得基本要素的空間變化量和變化趨勢。

4 應用實例

4.1 航空攝影數(shù)據(jù)及實景三維模型獲取

此項目實施的過程中，針對礦山工程施工區(qū)監(jiān)測范圍內(nèi)的空間變化情況，為發(fā)揮傾斜攝影測量技術的監(jiān)測優(yōu)勢，拍攝區(qū)存在以下的技術要求：傾斜航空攝影測量下視鏡頭航攝影像地面分辨率優(yōu)于0.05m，下視航向重疊率和旁向重疊率分別在80%、70%以上。

本次航空攝影作業(yè)中，采用是大疆M600pro無人機作為本項目遙感平臺，并采用5鏡頭高分辨率傾斜相機作為傾斜影像獲取航攝儀，相機由5臺經(jīng)物理定焦的Canon5DS組成，可同時獲取5個方向的航空影像，其中傾斜角度傾角為45°。差分系統(tǒng)則采用AGS300遙感差分系統(tǒng)，經(jīng)過專業(yè)軟件解算，該系統(tǒng)可提供三維位置精度0.05m，航向角精度0.08秒，俯仰角橫滾叫精度0.03秒的慣導差分數(shù)據(jù)。

在獲取航攝影像及精確定位信息后，利用ContextCapture三維建模軟件對傾斜影像，采用集群運算的方式，進行差分解算、空三加密計算以及模型重建，最終獲得礦山工程施工區(qū)的高精度實景三維模型。

4.2 監(jiān)測平臺

為獲得對應的礦山工程施工區(qū)域監(jiān)測數(shù)據(jù)和變化趨勢等方面的信息，有關部門在監(jiān)測工作開展的過程中，除了要進行相應的數(shù)據(jù)和影像采集，更要對這些采集到的信息加以全面處理。該礦山工程項目實施中，以Skyline6.5為基礎的數(shù)字化應用平臺，在該平臺內(nèi)包含了多個子系統(tǒng)，其中，項目規(guī)劃管理監(jiān)測變化管理系統(tǒng)、統(tǒng)計分析系統(tǒng)、信息發(fā)布平臺、實景三維地理信息公共平臺等均是其中的重要子系統(tǒng)，在整個監(jiān)測工作開展和平臺運行的過程中，經(jīng)由不同子系統(tǒng)之間的相互配合與協(xié)調(diào)，也就保障了各種測量信息的共享，監(jiān)測結果更為可靠和直觀。根本來看，該平臺內(nèi)兼具多種功能，實景三維場景具有多業(yè)務覆蓋特征，完全可以實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)源的兼容，不同部門可以在該監(jiān)測平臺下直接調(diào)取相應的信息，整體的監(jiān)測效率更高、精度更準。

5 結語

現(xiàn)階段所進行礦山工程施工工作中，對于施工變化的監(jiān)測尤為重要，為使得規(guī)劃設計可以與礦山整體發(fā)展的目標相一致，有關部門應積極通過傾斜攝影測量技術的應用來獲得相應的監(jiān)測結果，給實際的規(guī)劃設計工作以切實的指導。