单镜头倾斜摄影技术低成本三维建模

段宗恩，张海生

(贵州省第一测绘院，贵州 贵阳 550004)

1 引 言

实景三维模型是城市空间信息的重要表达方式，对城市规划、建设、管理、应急响应有重要作用。传统三维城市建模工作的速度、效率及时效性难以满足三维城市的应用[1]。

相对于传统实景三维建模，利用无人机搭载光学镜头进行倾斜摄影快速生成三维模型的作业方法更高效，成本更低。倾斜摄影三维建模已经成为获取三维模型数据的重要手段[2]。目前市场上主流的倾斜摄影方案多以五相机、双相机方案为主，通常相机模块价格比较昂贵，多镜头相机要求多旋翼无人机具有超高稳定性和续航能力。相比之下，单相机倾斜摄影方案成本更低，在小范围三维建模项目中更具有优势[3，4]。

实景三维模型成果除了能用于大比例尺成图以外还能用于 1∶500地籍调查、不动产登记确权、地质灾害分析、公安应急消防、智慧城市、带状公路规划设计，城区改造、文物保护等[5～8]。

2 实验区地理概况

试验区位于贵州省贵阳市花溪区，海拔 1 106 m～1 134 m，试验区内主要为学校等建筑及相间绿化带，面积约为 1 km2。

3 三维实景建模

3.1 单镜头倾斜摄影系统

单镜头倾斜摄影系统采取“井”字形的航飞作业办法，镜头朝向一个角度，采取密集航线，“井”字交叉飞行采集数据。该系统能快速、有效地获取地物的影像及纹理特征，借助数据处理软件，快速实现三维建模。本次试验采用某品牌智能航测系统D1000。

系统固定翼无人机重量 1.38 kg，轴距 350 mm，最大上升速度 6 m/s，定位模式最大飞行速度 50 km/h，抗风速 10 m/s，最大航时 30 min。……