摘要：倾斜摄影技术是测绘技术的一次创新和突破，该技术的出现是对传统摄影技术的一次颠覆。传统摄影技术只能以垂直角度进行拍摄，而倾斜摄影技术则可以从多个角度获取影像，从而能够对常规摄影无法拍摄的地区进行拍摄。倾斜摄影技术的优势使该技术在构建数字城市中发挥巨大的作用。本文便以倾斜摄影技术为中心，介绍了倾斜摄影技术的技术原理、关键技术，以及相关的优势与不足，并重点分析该技术在数字城市建设中的实践应用，以及对该技术的发展前景进行相关论述。
关键词：倾斜摄影技术；数字城市；技术原理；技术优势；技术应用；发展前景；
引言：建设数字城市就是建设信息化城市，包含了政府、企业、人民和环境等多个方面，其中城市地理环境的信息化建设是数字城市建设的重要一环，而城市地理环境的信息化需要对城市进行相应的测绘。作为先进的地理测绘技术，倾斜摄影技术在这一过程中发挥的作用不言而喻。目前大量使用的倾斜摄影技术多用于航空测量，以传统的航空测量为例，由于技术水平的限制，传统的航空测量只具有垂直拍摄功能，无法保证地理信息采集的全面性和准确性。随着倾斜摄影技术的研发和应用，航空测量实现了多角度拍摄，大大扩展了城市地理环境测绘的工作效率，同时也有效提升三维影像的拍摄精度。
一、倾斜摄影技术的工作原理
倾斜摄影技术融合传统的航空摄影和近景测量技术，从技术角度和实用角度来讲是遥感测绘领域中的一项技术革新，从基础上为遥感测量工作带来巨大的改变。倾斜摄影技术同样将传统的飞行平台作为搭载平台，通常会在飞行平台上搭载5个不同角度的传感器，传感器的角度有垂直、左右、前后等多个角度。传感器的视角不同，其倾斜的角度也有所不同，通常会在15°到45°之间。在执行
测绘拍摄工作时，这些传统器会同时运行，从多个角度采集所需的影像数据信息。技术人员可以通过采集的信息数据制作出4D影像。
由于使用倾斜摄影技术，航拍器可以在一次航拍任务中，同时采集地面物的垂直纹理信息和侧面纹理信息，使采集到的地理信息更加符合人眼视觉。使用倾斜摄影技术的航拍器具有更加全面的拍摄功能，因而通常将其作为一种高精度的测绘设备，广泛应用于各种航拍测绘任务中。
二、倾斜摄影的关键技术 2.1联合平差技术
采用倾斜摄影技术采集的摄影数据包括了垂直摄影数据和倾斜摄影数据，这些摄影数据是由两种不同的观测手段获取的，需要专业的技术设备才能处理相关摄影数据，而传统的空中三角测量系统在处理这些数据较为困难，无法对倾斜摄影数据进行有效的处理。因此，倾斜摄影需要多视影像联合平差技术。多视影像的联合平差技术在处理摄影数据时，要对影像之间的几何变形和遮挡关系进行充分的考虑。为了确保联合平差的处理精度，还需要结合多视影像外方位元素，采用金字塔式的匹配策略，保证每级影像同名点的匹配结果。此外还需要相关的误差方程，将平差误差控制在最小范围。
2.2密集匹配技术
在摄影测量中，影像匹配技术是非常关键的，倾斜摄影同样需要采用这一技术。在对倾斜摄影的多视影像进行密集匹配时，要充分考虑到冗余信息的干扰，以确保获取多视影像同名点坐标的准确性和效率性，从而保证地物三维信息的准确无误。
目前，为了解决单一匹配基元和匹配策略获取建模同名点难度较大的问题，相关技术人员将计算机视觉的多基元和多视影像匹配技术作为了技术研究的重点，以建筑侧面的自动识别和提取技术为例。该技术在多视影像中搜索建筑侧面的基本特征，如墙面的纹理和边缘，可以获取建筑物侧面的二维矢量数据集，利用多视影像中不同视角下的二维特征，可以将侧面的二维特征转化为三维特征。确定
建筑的墙面后，可以通过设置影响因子对墙面的类别进行分类，然后对建筑的所有墙面进行扫描和分割，以而获取到建筑侧面的结构，最后对建筑物侧面进行重构，便可以从中提取到建筑物屋顶的基本轮廓和具体高度。
2.3数字表面模型技术
数字表面模型具有高分辨率和高精度的特征，可以将摄影地区的地形与地物的起伏特征充分的表现出来，从而方便技术人员对摄影数据进行研究。但是，多角度地倾斜影像之间存在较大的尺度差异，而且影像中的阴影问题和遮挡问题较为严重。因此，通过倾斜影像数据来自动获取数字表面模型有着较大的难度，不利于保证数字表面模型的分辨率和精度。为了有效保证的数字表面模型的高分辨率和高精度，可先使用空中三角测量系统解算影像的外方位元素，然后根据外方位元素分析和选择影像匹配单元。对于高密度的数字表面模型数据，还需要相应的滤波处理，并将不同的匹配单元融合其中，以保证数字表面模型的统一性。
三、倾斜摄影的技术优势
在数字化城市的建设过程中，倾斜摄影的技术地位是相当重要的，这主要得益于该技术的自身优势。从实践应用角度来看，倾斜摄影技术主要拥有以下几点优势：
第一点是影像画面的分辨率很高。低空飞行器作为平台搭载倾斜摄影设备进行测绘拍摄时，飞行器的飞行高度相对较低，拍摄角度更加全面。因此拍摄的影像画面有着良好的分辨率水平，要高于常规的拍摄技术。
第二点是地物的纹理信息非常丰富，这一特征能够较为充分地体现出倾斜摄影技术的技术优势。评判确保摄像效果的一大重要因素就是地物的纹理信息是否较为丰富。倾斜摄影技术采集数据信息的角度有多个，不同摄影角度之间形成了相互补偿，从而有效弥补了单一角度摄影时出现的覆盖缺陷，保证了影像数据的信息真实性。同时也丰富了地物的纹理信息。
第三点是能够根据影像数据自动生成相应的三维模型。倾斜摄影技术具有影像自动化联合功能，在使用倾斜摄影设备完成拍摄任务后，可以立即以影像资料
为基础构建三维模型。这一功能不仅能够提升三维模型的构建效率，还能进一步节省模型的构建成本。
第四点是三维空间的场景更为真实。真实度是三维空间场景的一大要素，使用倾斜摄影技术构建三维空间场景，能够大大提升场景的真实性，例如该技术能够使屋顶、外墙和地貌的精细特征表现得更为突出。
四、倾斜摄影的缺陷问题
首先，使用倾斜摄影技术自动生成的三维模型，时常在局部位置出现失真或丢失问题。不准确、不完整的三维模型极大的影响了倾斜摄影技术的实践使用。为了避免影像的失真和丢失问题，所以需要对出现失真或丢失的区域进行二次测量。在实际应用中，除了使用低空航拍器进行倾斜摄影外，还需要配合使用车载近景摄影或人工拍照，以起到摄影弥补的作用。
其次，在对倾斜摄影数据进行后期的影像匹配时，由于摄影比例尺和分辨率的差异，以及地物遮挡等因素，导致影像数据的粗差较多，对影像的空中三角精度造成了严重的影响。因此，倾斜摄影技术常常需要对冗余信息采取高精度匹配处理，否则会影响到倾斜摄影技术的实用性。
再次，搭载倾斜摄影设备的低空飞行器主要以无人机为主，无人机作为使用载体，虽然具有良好的灵活性和便携性，但是无人机的使用通常会遇到续航能力差的问题。这是由于无人机自身电池能力所决定的。因此，为了更好地推广倾斜摄影技术，还需要进一步提升无人机的续航能力。
五、倾斜摄影作业的主要流程
数字城市建筑中开展倾斜摄影作业通常分为外业数据获取和内业数据处理两大部分。在进行外业数据获取时，需要收集航空拍摄前所需的相关资料，确定勘察任务区域和控制点，对检查点进行测量，申请无人机空域，规划合理的航线。在进行内业数据的处理工作时，要对摄影数据进行预处理，创建和完善工程项目，解算空中三角测量，对拍摄影像进行密集匹配，云生成密集点，自动筛选影像中高质量的纹理，以及自动完成城市三维实景模型的精细化工作。
六、数字城市建设中的应用
数字城市是城市未来发展的一种主要趋势，数字城市的一大特点便是信息化，这需要大量的测量数据，为数字城市的运行提供数据信息的支持。因此数字城市对于测量数据的真实性、准确性和有效性是非常看重的。所以，倾斜摄影技术便在数字城市的建设中获得了较多的实践应用。
6.1数字城市规划管理中的应用
在数字城市的建设过程中，有诸多领域需要应用到倾斜摄影技术。以数字城市规划管理为例。建设数字化城市需要合理地运用科学技术建立城市三维模型，利用三维模型可以对城市的各项建设和管理项目进行科学的分析。在这一方面，通过无人机搭载的倾斜摄影设备的进行实地测量，能够更加快捷、准确地获取城市的建模数据。
倾斜摄影技术与无人机技术的结合，可以利用无人机对城市进行低空测量，在这一过程中能够获取海量的地理环境数据。这些数据可以有效提升城市三维模型的构建速度和效果水平。无人机倾斜摄影能够对广阔的区域进行较为全面的拍摄，在建设城市三维模型时便可以进一步扩大模型的边界，从而增加数字城市规划管理的实际范围。在对数字城市的发展进行规划管理时，借助无人机倾斜摄影技术所构建的三维实景模型，可以对城市发展的各种控制指标进行精确的管理和控制，从而保证了城市规划管理的工作效率。
当数字城市需要进行地理信息更新时，无人机倾斜摄影技术同样发挥了重要作用。现代化城市的建筑物不仅建筑空间较为宽广，而且建筑物的主要结构也较为复杂。在测量此类建筑物时，测量工作往往会因建筑物的复杂性而遇到较大的困难。而使用无人机对复杂建筑物进行倾斜摄影拍摄，可以高效、快速、准确地获取建筑物的模型信息，从而保证了城市地理信息更新的时效性。
6.2 数字城市规划设计中的应用
数字城市的建设离不开科学合理的城市规划和设计工作，而数字城市的设计单位需要借助三维实景模型进行相关的规划设计工作，倾斜摄影技术在其中起到了重要的辅助作用。
首先，倾斜摄影技术有助于规划设计人员进行空间分析。借助倾斜摄影技术可建立高精度的地表三维模型，设计人员可以通过三维实景模型测量地物的长度、面积和土方量等元素。倾斜摄影技术结合GIS软件，可以帮助规划设计人员完成城市的地形、水文、坡度、坡向、等多种空间因素的分析。
其次，有助于实景模拟。数字城市的规划设计可以直接利用三维实景模型进行工作。设计人员可以使用三维实景模型模拟城市的相关建设工作，如道路的规划和建设，建筑物的规划、拆迁、改造等工作。这种三维实景模型的模拟工作增加了城市规划设计的真实性，能够展示真实的设计效果。
再次是有助于选择合理的规划方案。倾斜摄影技术带来的三维实景模型能够对各种规划方案进行模拟检验，根据模拟结果可以对比规划方案之间优劣，以保证实施方案为最优方案。
七、倾斜摄影技术的发展前景
倾斜摄影技术自研发以来便在不断地进步中，应用技术水平在稳步地提升。随着倾斜摄影技术的应用，人们在充分认识这一技术的巨大优势的同时，也更加清楚该技术的诸多不足，需要与相关技术进行配合使用，才能保证其测量的精准效果。而倾斜摄影技术发展的主要方向便是消除技术缺陷，进一步完善其实践应用。
倾斜摄影技术并不是简单的一种测绘手段，为了更好地发挥倾斜摄影的测绘功能，通常需要融合多种技术手段。目前倾斜摄影技术可融合的技术类型主要有红外线技术、雷达技术和光谱技术，借助此类技术对倾斜摄影技术进行升级，从而增加倾斜摄影技术的功能性。无人机技术也是倾斜摄影技术的创新点，使测绘摄影的平台技术得以更新，保证摄影测量的范围。倾斜摄影技术还可以与云数据进行融合，未来的数字城市的建设模式趋于模块化，融合云数据的倾斜摄影技术有着广泛的三维建模数据，可以提升数字城市的模块化建设速度
结束语：
常规的正射影像技术由于只能垂直拍摄，因而只能获取二维的影像数据。倾斜摄影技术因其多角度拍摄功能，从而获得了三维影像，影像数据更具立体感，可以进行三维建模。倾斜摄影技术的应用不仅改变了测量的工作模式，同时也改变了相关的测量标准，使测量数据更加精准性、真实。随着倾斜摄影技术的不断发展，该技术已然成为数字城市建设中的主要应用技术，在城市测绘、城市管理、应急处置等领域中的表现得到了广泛的认可。未来的倾斜摄影技术应当继续坚持技术创新，使该技术为数字城市建设发挥出更大的作用和价值。
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