郝增

（四川省煤田測繪工程院）

傾斜攝影測量在智慧城市中的應(yīng)用

郝增

（四川省煤田測繪工程院）

智慧城市在建設(shè)過程中，需要三維模型技術(shù)提供支持。傾斜攝影測量技術(shù)屬于當(dāng)前的新型技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化三維建模，從而使城市規(guī)劃從二維發(fā)展到三維。論文正是基于這一視角，以傾斜攝影測量為切入點(diǎn),探討了其在智慧城市中的應(yīng)用。

傾斜攝影測量；智慧城市；應(yīng)用

1 引言

在城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)中，智慧城市能夠?qū)崿F(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展，屬于城市未來的發(fā)展方向。在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，智慧城市需要充分運(yùn)用傾斜攝影測量技術(shù)，從而不斷提高三維城市的規(guī)劃效率。本文就此展開探究性的分析。

2 傾斜攝影測量內(nèi)涵

2.1 傾斜攝影測量原理

傾斜攝影測量技術(shù)作為當(dāng)前發(fā)展較為成熟的新型技術(shù)，不同于傳統(tǒng)的航空攝影，傾斜攝影測量能夠從多個(gè)角度獲取影像視頻，從而可以不斷提高參數(shù)的準(zhǔn)確性。傾斜攝影真三維數(shù)據(jù)具有很多優(yōu)勢，能夠較為準(zhǔn)確地體現(xiàn)事物的方位、形狀等，使三維感更強(qiáng)，有效解決了傳統(tǒng)建模仿中存在的問題。傾斜攝影技術(shù)作業(yè)效率高，通過運(yùn)用多類飛行載體，能夠不斷提高影像數(shù)據(jù)的采集精度。傾斜影像具備較為詳細(xì)的影像數(shù)據(jù)，能夠獲取較多測繪信息，性價(jià)比較高。由于傾斜攝影的一系列性能，當(dāng)前已經(jīng)廣泛運(yùn)用于多個(gè)行業(yè)，包括企業(yè)稅收、道路規(guī)劃等。

2.2 數(shù)據(jù)處理技術(shù)分析

傾斜數(shù)據(jù)處理過程中具有很多問題，包括計(jì)算內(nèi)存大、數(shù)據(jù)信息多等問題。由于較多的數(shù)據(jù)信息導(dǎo)致計(jì)算機(jī)內(nèi)存受到負(fù)面影響。傾斜影像斜片的傾角在60°之內(nèi)，不符合攝影測量平差理論，因此存在測算方式不科學(xué)的問題，所以傳統(tǒng)的攝影測量軟件難以獲取傾斜影像。

傾斜攝影測量技術(shù)充分運(yùn)用于攝影測量平差理論中，能夠有效彌補(bǔ)傾斜影像的測算局限問題，在保障數(shù)據(jù)信息符合測量規(guī)范的過程中，能夠提高智慧城市的模型拍攝效率。值得注意的是，技術(shù)人員在參數(shù)處理時(shí)，需要運(yùn)用以下幾個(gè)重要技術(shù)：多視影像聯(lián)合平差技術(shù)、多視影像密集匹配技術(shù)、實(shí)現(xiàn)真實(shí)紋理貼圖技術(shù)。多視影像密集匹配技術(shù)能夠結(jié)合傾斜影像的實(shí)際情況，進(jìn)行多視影像處理，由于二維特征能夠有效變成三維特征，使事物的三維數(shù)據(jù)更加詳細(xì)；多視影像聯(lián)合平差技術(shù)能夠合理解決遮擋與幾何變形之間的關(guān)系，通過運(yùn)用金字塔匹配方式，能夠?qū)γ考売跋襁M(jìn)行自動(dòng)匹配，使同名點(diǎn)匹配結(jié)果具有科學(xué)性。由于該技術(shù)能夠有效設(shè)置控制點(diǎn)坐標(biāo)，使誤差方程準(zhǔn)確率不斷提高，使平差參數(shù)具備高精度特點(diǎn)；傾斜影像技術(shù)能夠通過自動(dòng)空中三角測量方式，測算出對應(yīng)的影像外方位參數(shù)，當(dāng)密集匹配結(jié)束時(shí)，技術(shù)人員能夠獲取數(shù)字表面模型，該模型具有較高分辨率。通過運(yùn)用于DSM，能夠結(jié)合物方連續(xù)地形情況，獲得物方語義信息。技術(shù)人員還需要運(yùn)用聯(lián)合平差、密集匹配等數(shù)據(jù)信息了解同名點(diǎn)對應(yīng)間的聯(lián)系，使幾何輻射特性能夠充分發(fā)揮其優(yōu)勢，在對勻光進(jìn)行綜合處理時(shí)，多視影像通過進(jìn)行紋理貼圖，能實(shí)現(xiàn)真實(shí)場景建模。

2.3 大數(shù)據(jù)特性

GIS大數(shù)據(jù)屬于智慧城市的建設(shè)驅(qū)動(dòng)力，涵蓋多個(gè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)信息，包括交通、民生、政務(wù)等。傾斜攝影測量數(shù)據(jù)涵蓋大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。其中，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：數(shù)據(jù)信息多、類型多、價(jià)值密度不高、作業(yè)效率高。由于航拍區(qū)域在設(shè)置過程中具有不同特性，傾斜影像的數(shù)據(jù)量較多，通常情況下，多數(shù)企業(yè)需要運(yùn)用磁盤陣列存儲(chǔ)影像數(shù)據(jù)；由于航拍數(shù)據(jù)涉及多項(xiàng)信息，例如，航點(diǎn)文本、影像等。近年來，隨著城市發(fā)展的需求不斷增加，以視頻為主的數(shù)據(jù)信息也不斷增多；由于傾斜影像具備較多的建筑物側(cè)面紋理信息，在建設(shè)模型的環(huán)節(jié)中，地物特征點(diǎn)能夠充分發(fā)揮其優(yōu)勢；不同于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)特征，大數(shù)據(jù)具有作業(yè)效率高的優(yōu)勢，傾斜攝影測量軟件的建模速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)人工建模速度，通常情況下，對于幾平方公里的城市區(qū)域而言，傳統(tǒng)的人工建模時(shí)間約為30天，但是傾斜攝影測量的建設(shè)時(shí)間僅為2天，因此傾斜攝影測量數(shù)據(jù)屬于GIS大數(shù)據(jù)，通過把GIS的空間分析方法引進(jìn)大數(shù)據(jù)里，能夠提供給城市規(guī)劃部門設(shè)計(jì)依據(jù)。

3 傾斜攝影測量在智慧城市中的應(yīng)用

3.1 規(guī)劃管理中的應(yīng)用

本文根據(jù)規(guī)劃管理、規(guī)劃編制的結(jié)構(gòu)，對傾斜攝影測量技術(shù)在智慧城市中應(yīng)用進(jìn)行分析。智慧城市作為當(dāng)前城市發(fā)展的前言理念，通過運(yùn)用智能化技術(shù)能夠?qū)θ斯た臻g進(jìn)行分析，在運(yùn)用多項(xiàng)學(xué)科時(shí)，能夠建立可持續(xù)發(fā)展的城市。其中，這些學(xué)科包括城市管理學(xué)、生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等。如今，很多區(qū)域的管理部門在建設(shè)三維規(guī)劃審批輔助系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠使城市的規(guī)劃更具有優(yōu)勢，傾斜攝影測量技術(shù)發(fā)揮了很多優(yōu)勢，使三維規(guī)劃系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來越廣闊。規(guī)劃管理中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：建立城市現(xiàn)狀模型環(huán)節(jié)、規(guī)劃審批環(huán)節(jié)、輔助規(guī)劃考察環(huán)節(jié)等。不同于傳統(tǒng)的建模方式，傾斜攝影測量通過對大數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)行合理運(yùn)用，使建模效率不斷提高。對于整個(gè)城市而言，傾斜攝影測量系統(tǒng)在對其航拍的過程中，能夠建立大場景現(xiàn)狀模型，隨后完成城市局部的三維模型的建立，使數(shù)字城市能夠及時(shí)更新，充分體現(xiàn)城市現(xiàn)狀模型的科學(xué)性。

由于當(dāng)前的建筑空間存在結(jié)構(gòu)繁多的特點(diǎn)，使分析過程具有一定的難度；同時(shí)建設(shè)零件規(guī)模較大，類型較多。由于傳統(tǒng)的竣工核實(shí)法多以圖表信息資料為主，難以準(zhǔn)確體現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)的空間結(jié)構(gòu)，不能體現(xiàn)出項(xiàng)目建筑的實(shí)際情況。在傾斜攝影測量的發(fā)展中，通過對建筑物實(shí)行建模作業(yè)，能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)竣工測量工作中存在的不足；在與設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對比時(shí)，能夠及時(shí)優(yōu)化建設(shè)項(xiàng)目的參數(shù)，使城市現(xiàn)狀模型庫能夠?qū)崿F(xiàn)在線更新；對于規(guī)劃審批環(huán)節(jié)而言，技術(shù)人員需要結(jié)合三維虛擬城市環(huán)境中地物進(jìn)行編輯。在對多項(xiàng)規(guī)劃指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)控制時(shí)，技術(shù)人員可以結(jié)合圖中存在的問題進(jìn)行處理，由于以建筑密度為主的規(guī)劃指標(biāo)數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)直接量測，使建設(shè)工程報(bào)批效率越來越高，從而提供給決策部門更科學(xué)的參考依據(jù)；對于規(guī)劃監(jiān)察而言，其在城市項(xiàng)目的建設(shè)過程中，具有重要意義。在某些城市中，規(guī)劃監(jiān)察作業(yè)還是運(yùn)用傳統(tǒng)的人工考察方式，不僅降低了作業(yè)效率，而且難以保證考察數(shù)據(jù)的正確率。將傾斜攝影測量技術(shù)運(yùn)用于規(guī)劃監(jiān)察中，不僅能夠建立較為準(zhǔn)確的影像圖，而且能夠充分發(fā)揮三維模型的優(yōu)勢，隨后能夠?qū)?xiàng)目普遍存在問題進(jìn)行分析，例如，是否存在違章建設(shè)的問題，有效節(jié)約了施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)成本。

3.2 規(guī)劃編制中的應(yīng)用

數(shù)字化地形圖作為規(guī)劃編制中的重要地理信息之一，能夠?yàn)橐?guī)劃設(shè)計(jì)部門提供較為科學(xué)的地理信息產(chǎn)品，將GIS數(shù)據(jù)與傾斜攝影進(jìn)行結(jié)合，能夠不斷提高數(shù)字化地形圖的準(zhǔn)確率，使建模具有高效的特點(diǎn)。如今，越來越多的施工企業(yè)在運(yùn)用無人機(jī)進(jìn)行航拍的過程中，能夠獲取傾斜攝影測量數(shù)據(jù)，但是該方式存在一定的劣勢，例如，比例尺受到限制，在這樣的情況下，施工企業(yè)需要將影像外方位元素引入其中運(yùn)用，能夠使得地形圖數(shù)據(jù)精度更高，技術(shù)人員通過在試驗(yàn)區(qū)域中作業(yè)，能夠采集幾個(gè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，能夠檢測出斜攝影測量的實(shí)際參數(shù)，從而使地形圖的規(guī)劃更具有科學(xué)性。

4 結(jié)束語

綜上所述，應(yīng)用傾斜攝影測量技術(shù)，對于確保整個(gè)智慧城市的規(guī)劃質(zhì)量具有重要作用。本文通過將傾斜數(shù)據(jù)視為GIS大數(shù)據(jù)，并圍繞該技術(shù)的各項(xiàng)產(chǎn)品輸出進(jìn)行闡述，分析了三維成果在城市規(guī)劃中的應(yīng)用。技術(shù)人員必須切實(shí)掌握其技術(shù)要點(diǎn)，從而更好地促進(jìn)城市的發(fā)展。

[1]洪波,曲力利,趙曉明.三維GIS技術(shù)在城鎮(zhèn)規(guī)劃中的應(yīng)用研究[J].地理信息世界，2013(6）：95-97.

[2]成潛,宋偉東,徐愛功,等.基于MAGIS的城市三維可視化系統(tǒng)的建立[J].礦山測量，2005(3）：21-23.

Application of Oblique Photogrammetry in Smart City

HAO Zeng

(Sichuan Coal Surveying and Mapping Engineering Institute)

The wisdom of the city in the process of construction, to the 3D model technology support. The tilt photogrammetry technology is a new technology at present, can realize the automatic three-dimensional modeling, so that the city planning from 2D to 3D.This paper discusses its application in the smart city.

oblique photogrammetry; smart city; application