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摘要：近年来，基于无人机的倾斜摄影技术是国际测绘领域发展起来的一项新技术，改变了正射影像从垂直角度的限制。通过一个垂直、四个倾斜、五个不同的视角同步采集影像，获取到丰富的顶面及侧视的高分辨率纹理。它不仅能够真实地反映地物情况，高精度地获取物方纹理信息，还可进行先进的定位、融合、建模等技术，真实的生成三维模型。
关键词：无人机倾斜摄影技术;高效迅速地建立建筑模型;加强项目信息化;智慧建造
一、无人机倾斜摄影技术介绍
通过利用无人机倾斜摄影技术进行航拍建模，提取位置信息，建立各施工阶段的实际模型，提取工程量;并且结合GIS技术，可以精确提取坐标点位，反应项目各点位实际位置坐标，能广泛应用于工程施工。应用此技术能高效迅速地建立建筑模型，进行工程点位定位，加强项目信息化管理水平、科技决策水平以及高效管控水平，从而达到降本增效、智慧建造、绿色施工的目的。适用于具备无人机拍摄条件、需要建立三维模型的项目施工。
二、应用实例介绍
2.1成华区团结村跳蹬河南路9号新建商品住宅、商业用房及附属设施项目（一期）概况
成华区团结村跳蹬河南路9号新建商品住宅、商业用房及附属设施项目（一期）项目位于四川省成都市成华区团结村跳蹬河南路9号，总建筑面积8.6万㎡，建筑物由11栋8～10层的钢筋混凝土框架住宅楼、1栋2层商业、1栋单层垃圾房、1栋单层物管用房和单层商铺和1层地面车库组成，结构形式为钢筋混凝土框架结构。
2.2四川泰康西南医院项目概况
四川泰康西南医院项目位于四川省成都市天府新区华阳街道二江寺村五、六、十一组，总建筑面积251241.00㎡，建筑由地下二层、1#楼组成，其中1#楼包含1栋17层北住院楼、1栋13层南住院楼、1栋4层医技楼、1栋4层门诊楼组成，结构形式为钢筋混凝土框架剪力墙、钢筋混凝土框架结构。
2.3无人机倾斜摄影技术应用要点
利用无人机倾斜摄影技术获取项目高分辨的多视角多方位影响数据，再运用ContextCapture强大的基于图像密集匹配技术的快速三维场景运算功能，进行倾斜摄影空中三角测量解算，再进行地面景物的逼真实景真三维重构，最终达到实现全要素的三维项目模型及场景生产的目的。
其工艺流程如下：
2.4无人机倾斜摄影数据采集
本实例中航测数据根据项目实际进度分阶段进行采集，无人机航摄作业全程采用软件辅助自动拍摄。对于复杂部位，采用手动操作无人机的方法补充拍摄数据。
2.4.1标靶控制点设置
倾斜摄数据采集前的准备工作中，控制点的布置作为基准数据是不可或缺的。场地占地面积平均每10000m2布置2个控制点，邻点间距不大于80m，且总数不少于5个控制点，构成闭合控制网，同时利用全站仪测量并记录每一个控制点的坐标及高程，控制点精度要求为闭合差±4mm√N（N为测站数）。为了便于无人机数据采集的识别，可在数据采集前，制作1m×1m的纸质标靶固定于控制点之上。
2.4.2场地清理
为了避免场地内杂物对数据精度造成影响，数据采集前，应对场内堆放的材料及机具进行调运或清理。
2.4.3无人机参数设置
影响无人机获取影像精度的主要因素有航线、相对航高、重叠度等，实施航摄前需充分考虑以上因素，提前设置参数以保证影像质量。
2.4.4航区划定
航区划定除了考虑覆盖面积外，还需要考虑航线的数量与方向。航线应呈带状按次序逐步覆盖全部场地，实现对地形逻辑有序的全覆蓋航摄。同时，航线的数量与航摄数据的重叠率呈正相关，航线的数量越多，航摄数据的旁向重叠率越大，建得的三维模型精度越高。
2.4.5斜摄数据采集及输出
具有多个传感器和摄像头的无人机，可从不同位置不同角度获取同一地物多方向（东西南北和顶部）上的影像，影像记录的同时也记录了无人机视点的POS（经纬度）信息。航摄过程中注意应有一定数量的图像摄有标靶控制点，以便修正生成的三维模型的坐标信息。
2.5三维建模
2.5.1添加影像数据
使用ContextCapture软件添加无人机采集的影像数据，并用软件检查影像数据的完整性，调整影像数据的空间排布。
2.5.2空间三维计算
利用软件导入象控点信息，对点云模型刺点对齐，调整模型整体坐标的位置和倾角，进行空间三维计算。
上一步完成后，对照照片，将点云数据中明显的地表影响因素的信息点剔除。
2.5.3三维重建
经过空间三维计算和点云信息处理，生成高程信息模型，进行表皮纹理数据贴附，合成最终的三维实景场地模型。
三、无人机倾斜摄影技术的特点总结
3.1减少测量工作
相比传统测绘建模工作，利用无人机的倾斜摄影技术不受项目地形限制，减少了测量人员野外作业的工作量，在一定程度上保证了人员的安全。
3.2数据采集快捷准确
由于使用无人机进行数据采集，在制定飞行路线计划后更加简便快捷，节约了大量的人力物力，并且结合GIS技术，模型中任意一点的高程和坐标信息均可读取，数据具有精确性。
3.3实现数据的三维可视化
利用无人机倾斜摄影技术采集数据后，再使用ContextCapture软件进行数据处理，数据可根据实际需要进行编辑调整，实现了数据的三维可视化，做到了“所见即所得”。
3.4提高建模工作效率
利用倾斜摄影测量和建模的关键支撑点——分层显示技术和纹理映射技术，极大地提升了三维建模的效率，同时也降低建模的生产成本。
3.5质量控制要点
航测数据画幅的光照部位以及阴影部位在不同画幅中不可偏离过大，避免模型生成时的识别错误。模型的精准度依赖于航测数据的画幅数量以及航测角度、重叠率等，模型精度应控制在点数据±5cm 的偏差内。
四、结语
目前无人机在建设项目中已得到了广泛应用，结合GIS技术及BIM软件可将无人机应用进行多维度的应用拓展，为项目施工及管理带来实质性的效率提升，提高无人机的应用频率和效果。数据采集过程中，无人机采集数据不限于地形地貌，减少了测量人员野外作业工作量，降低了测量工作的危险性，同时，无人机三维逆建模技术可视化程度高，减少了过程中建立三维模型的时间，并能应用于土方量计算等工作中，提高了施工人员工作效率，取得一定的经济效益。助力智慧工地的建设，满足智能建造需求。
参考文献：
[1]《无人机机载电子测量设备通用规范》（GJB 8265-2014）
[2]《城市三维建模技术规范》（CJJ/T157-2010）
[3]《低空数字航空摄影规范》（CH/Z 3005-2010）
[4]《工程测量规范》（GB50026—2007）
关键词：无人机倾斜摄影技术;高效迅速地建立建筑模型;加强项目信息化;智慧建造
一、无人机倾斜摄影技术介绍
通过利用无人机倾斜摄影技术进行航拍建模，提取位置信息，建立各施工阶段的实际模型，提取工程量;并且结合GIS技术，可以精确提取坐标点位，反应项目各点位实际位置坐标，能广泛应用于工程施工。应用此技术能高效迅速地建立建筑模型，进行工程点位定位，加强项目信息化管理水平、科技决策水平以及高效管控水平，从而达到降本增效、智慧建造、绿色施工的目的。适用于具备无人机拍摄条件、需要建立三维模型的项目施工。
二、应用实例介绍
2.1成华区团结村跳蹬河南路9号新建商品住宅、商业用房及附属设施项目（一期）概况
成华区团结村跳蹬河南路9号新建商品住宅、商业用房及附属设施项目（一期）项目位于四川省成都市成华区团结村跳蹬河南路9号，总建筑面积8.6万㎡，建筑物由11栋8～10层的钢筋混凝土框架住宅楼、1栋2层商业、1栋单层垃圾房、1栋单层物管用房和单层商铺和1层地面车库组成，结构形式为钢筋混凝土框架结构。
2.2四川泰康西南医院项目概况
四川泰康西南医院项目位于四川省成都市天府新区华阳街道二江寺村五、六、十一组，总建筑面积251241.00㎡，建筑由地下二层、1#楼组成，其中1#楼包含1栋17层北住院楼、1栋13层南住院楼、1栋4层医技楼、1栋4层门诊楼组成，结构形式为钢筋混凝土框架剪力墙、钢筋混凝土框架结构。
2.3无人机倾斜摄影技术应用要点
利用无人机倾斜摄影技术获取项目高分辨的多视角多方位影响数据，再运用ContextCapture强大的基于图像密集匹配技术的快速三维场景运算功能，进行倾斜摄影空中三角测量解算，再进行地面景物的逼真实景真三维重构，最终达到实现全要素的三维项目模型及场景生产的目的。
其工艺流程如下：
2.4无人机倾斜摄影数据采集
本实例中航测数据根据项目实际进度分阶段进行采集，无人机航摄作业全程采用软件辅助自动拍摄。对于复杂部位，采用手动操作无人机的方法补充拍摄数据。
2.4.1标靶控制点设置
倾斜摄数据采集前的准备工作中，控制点的布置作为基准数据是不可或缺的。场地占地面积平均每10000m2布置2个控制点，邻点间距不大于80m，且总数不少于5个控制点，构成闭合控制网，同时利用全站仪测量并记录每一个控制点的坐标及高程，控制点精度要求为闭合差±4mm√N（N为测站数）。为了便于无人机数据采集的识别，可在数据采集前，制作1m×1m的纸质标靶固定于控制点之上。
2.4.2场地清理
为了避免场地内杂物对数据精度造成影响，数据采集前，应对场内堆放的材料及机具进行调运或清理。
2.4.3无人机参数设置
影响无人机获取影像精度的主要因素有航线、相对航高、重叠度等，实施航摄前需充分考虑以上因素，提前设置参数以保证影像质量。
2.4.4航区划定
航区划定除了考虑覆盖面积外，还需要考虑航线的数量与方向。航线应呈带状按次序逐步覆盖全部场地，实现对地形逻辑有序的全覆蓋航摄。同时，航线的数量与航摄数据的重叠率呈正相关，航线的数量越多，航摄数据的旁向重叠率越大，建得的三维模型精度越高。
2.4.5斜摄数据采集及输出
具有多个传感器和摄像头的无人机，可从不同位置不同角度获取同一地物多方向（东西南北和顶部）上的影像，影像记录的同时也记录了无人机视点的POS（经纬度）信息。航摄过程中注意应有一定数量的图像摄有标靶控制点，以便修正生成的三维模型的坐标信息。
2.5三维建模
2.5.1添加影像数据
使用ContextCapture软件添加无人机采集的影像数据，并用软件检查影像数据的完整性，调整影像数据的空间排布。
2.5.2空间三维计算
利用软件导入象控点信息，对点云模型刺点对齐，调整模型整体坐标的位置和倾角，进行空间三维计算。
上一步完成后，对照照片，将点云数据中明显的地表影响因素的信息点剔除。
2.5.3三维重建
经过空间三维计算和点云信息处理，生成高程信息模型，进行表皮纹理数据贴附，合成最终的三维实景场地模型。
三、无人机倾斜摄影技术的特点总结
3.1减少测量工作
相比传统测绘建模工作，利用无人机的倾斜摄影技术不受项目地形限制，减少了测量人员野外作业的工作量，在一定程度上保证了人员的安全。
3.2数据采集快捷准确
由于使用无人机进行数据采集，在制定飞行路线计划后更加简便快捷，节约了大量的人力物力，并且结合GIS技术，模型中任意一点的高程和坐标信息均可读取，数据具有精确性。
3.3实现数据的三维可视化
利用无人机倾斜摄影技术采集数据后，再使用ContextCapture软件进行数据处理，数据可根据实际需要进行编辑调整，实现了数据的三维可视化，做到了“所见即所得”。
3.4提高建模工作效率
利用倾斜摄影测量和建模的关键支撑点——分层显示技术和纹理映射技术，极大地提升了三维建模的效率，同时也降低建模的生产成本。
3.5质量控制要点
航测数据画幅的光照部位以及阴影部位在不同画幅中不可偏离过大，避免模型生成时的识别错误。模型的精准度依赖于航测数据的画幅数量以及航测角度、重叠率等，模型精度应控制在点数据±5cm 的偏差内。
四、结语
目前无人机在建设项目中已得到了广泛应用，结合GIS技术及BIM软件可将无人机应用进行多维度的应用拓展，为项目施工及管理带来实质性的效率提升，提高无人机的应用频率和效果。数据采集过程中，无人机采集数据不限于地形地貌，减少了测量人员野外作业工作量，降低了测量工作的危险性，同时，无人机三维逆建模技术可视化程度高，减少了过程中建立三维模型的时间，并能应用于土方量计算等工作中，提高了施工人员工作效率，取得一定的经济效益。助力智慧工地的建设，满足智能建造需求。
参考文献：
[1]《无人机机载电子测量设备通用规范》（GJB 8265-2014）
[2]《城市三维建模技术规范》（CJJ/T157-2010）
[3]《低空数字航空摄影规范》（CH/Z 3005-2010）
[4]《工程测量规范》（GB50026—2007）