邱冬冬

摘要：无人机倾斜摄影技术三维建模的一种新兴技术，被越来越广泛的使用，智慧校园下的校园三维实景建模就是它的一个应用方向，本文以校园为项目区域，使用无人机进行了外业数据的采集，然后通过地面控制点使用软件进行空中三角测量，最后进行模型重建。

关键词：倾斜摄影;无人机;三维建模

中图分类号：P231 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）05-0091-02

智慧校园是学校今后一段时间的一个重要发展方向，三维模型作为智慧校园中的一个重要方面同样是研究的—个主要方向，传统的三维建模是使用3DMAX工具，结合影像贴图来建立的，这种方法耗时耗力，最主要的是建出来的模型和真实的场景是有区别的，不是实景模型。这就需要一种新型的技术来解决三维模型的创建。无人机技术的发展，让摄影测量技术得到迅速的发展，倾斜摄影测量作为摄影测量的一个方向也被带动发展起来，倾斜摄影的兴起，使我们找到了创建校园实景三维的新方法。

1倾斜摄影测量的原理

传统的摄影测量是使用有人机在空中通过航测仪进行垂直向下的影像数据采集，后续可以生产数字正射影像、数字线画图、数字高程模型等等，但是它采集的数据只有建筑物的顶部信息没有侧面信息。倾斜摄影测量技术是在垂直向下的方向上又增加了倾斜角度的影像采集，使采集场景不经有顶部信息而且有侧面信息，后續通过专门的三维建模软件生产三维实景模型。无人机技术的发展，使数据的采集方式更为便捷，带动了倾斜摄影测量的发展，国内的倾斜摄影常见无人机有大疆M600搭载五镜头、精灵4RTK、飞马D200等等。目前主流的倾斜摄影采集方法主要有三种，一是使用像大疆精灵4RTK版这样的单镜头无人机，在空中分不同角度同一区域多次飞行。二是使用两镜头摇摆或旋转，在采集区域飞行一个架次来采集数据。三是使用无人机搭载五镜头相机，采集区域一个架次采集五个方向数据。三种方式各有优缺点，使用时根据具体睛况选择。

2整体技术流程

2.1测区踏勘

在进行数据采集之前，一定要在测区先进行踏勘，主要目的有两个方面，一是看下测区内有没有特别高的建筑物或高山，防止无人机在飞行时因规划不当而发生事故，二是在踏勘时，确定哪个位置可以作为地面控制点，是否还需要新制作控制点。

2.2地面控制点采集

采集地面控制点是由于无人机的GPS位置信息不够准确，不满足进行测绘方面的后续生产，使用地面控制点进行空中三角测量能够得到更准确的位置信息。地面控制点一般选用人行道斑马线、道路拐点等明显的地面点，如果在测区找不到合适点位，也可以使用油漆、石灰等材料在地面上布设“十”字形、“L”形等地面控制点。

2.3无人机倾斜数据采集

无人机倾斜数据采集需要先确定测区的最高点高度，然后根据最高点高度及所需的重叠度来确定飞行高度。如果区域比较大，则需要进行飞行区域划分。飞行区域划分一般提前使用奥维地图来确定范围线，输出kml文件，在飞行时直接导人规划好的范围，使用地面站软件进行规划采集。

2.4数据内业建模

在进行内业建模时我们一般使用smart3D软件，当然也还有很多别的类型的建模软件，smart3D软件主要的好处就是可以输出多种数据格式。基本的软件流程是先建立工程，然后导人影像数据、导入pos数据和控制点，如果有相机标定参数的也要进行输入，后面在进行刺点、空中三角测量，匹配好pos和控制点权重，空三完成后，根据采集范围进行三维模型重建。

3校园实景建模

本次项目已江苏建筑职业技术学院为飞行范围，约1200亩，项目区域，高程起伏较大，地物丰富有各种人工建筑物、花坛、草地、斜坡、停车场、操场等。本项目使用的是格赛六旋翼无人机搭载的旋转两镜头相机如图1所示，无人机及云台参数如表1、表2所示。

此次飞行由于校园高度变化，把校园分为4块区域，高度设置为100m，重叠度设置为航向80%，旁向70%。相机总共采集了4532张影像。如图2所示整个区域共布置了像控点15个，检查点6个。部分像控点选择的是道路斑马线，一些不容易定点的地方使用了“L“布标。如图3所示。

本项目三维重建使用的是smart3D软件，由于没有相机参数，使用的是软件自检较，空三精度满足1：500要求，模型表面精度在1.8cm，在进行空三过程中由于项目区域不大，没有使用集群功能，使用单机跑的数据。模型重建过程中使用kmlN围文件对测区进行了范围确定，数据格式生成的是OSGB格式，后建立S3c索引，因为此格式可以使用EPS软件建进行裸眼测图，供后期教学使用。模型重建完成后可以使用软件自带的viewer软件进行浏览和简单的一些面积、距离等的量测。本项目是以学校为采集区域进行的数据采集，如图4所示最终的三维实景模型。

4结语

本文是以江苏建筑职业技术学院为测区进行的三维建模，模型虽然精度达到了1.8cm，但是在一些区域生产的效果不是太好，如房檐下面、雨棚下面、树木覆盖区、路灯等小的独立地物等、地面平整度等等，这就需要后期进行模型修饰。

随着倾斜摄影技术的不断发展，飞行器及软件也将会得到更大的优化，模型的整体质量也会得到更大的提升，模型的使用范围也会越来越广泛，不经为智慧校园建设，也会为国家发展和社会进步贡献一份力量，为智慧城市、智慧国家的推动起到积极作用。