摘 要：倾斜摄影测量技术具有应用范围广、精度高等优势。为提高水利工程测绘成果精度，实现复杂场景下高性能测绘作业目标，本项目采用倾斜摄影测量技术进行实施。通过项目的实施，提出了针对水利工程测绘过程中利用倾斜摄影测量技术进行作业的技术流程和技术要求，总结了倾斜摄影测量在水利工程测绘中的应用优势，并从数据采集、数据处理、模型构建以及精度分析等方面，深入探究倾斜摄影测量在水利工程测绘中的具体应用。项目实施结果表明，该方法能有效提升我国水利工程的测绘整体水平以及测绘质量。
关键词：水利工程;测绘;高精度;倾斜摄影测量;数据处理
现阶段，随着我国水利工程信息化的程度不断提升， 越来越多先进的测绘技术应用于水利工程建设当中， 为水利工程建设与管理提供了科学的建设依据，其中 倾斜摄影技术就是最为典型的一种。刘东 [1](2021)将 倾斜摄影技术界定为测绘遥感领域中逐渐发展起来的 一项高新技术，能够将多个立体传感器建设在同一飞 行平台之上，并利用倾斜、垂直等摄影角度进行水利 工程相关数据的收集，从而最大程度保障数据信息的 准确性以及完整性。同时，路海涛[2](2018)认为，倾 斜摄影测量技术具备大范围、高精度等优点，能够为 国土、灾害应急、水利、油田、旅游、智慧城市、军 事以及农业等多个行业提供集二维、三维为一体的数 据信息。因此，将倾斜摄影技术应用于水利工程测绘 当中，能够全面提升工程测绘的整体质量及智能化作 业水平，进而为水利工程建设的高质量实施提供有力 保障。
1 作业流程与技术要求
1.1 作业流程
倾斜摄影测量技术是利用无人机进行空中飞行 测量的一项高科技技术，其主要特点为通过倾斜摄影 技术，将多个摄像头安装在无人机上，并通过倾斜、垂 直等不同角度进行工程测绘以及数据信息的收集，能 够有效保障水利工程建设中地理表面数据信息的获取 更加完整与精准，进而为后续的水利工程建设奠定基 础[3]。倾斜摄影测量的基本流程包括数据采集、数据处 理、模型构建以及精度分析四个方面，具体情况如图 1 所示。
1.2 技术要求
倾斜摄影测量中，数据信息采集的基本技术规格 与相关要求如下：其一，摄影测量获取的图像应为真彩 色数字图像;其二，地面的分辨率需要充分满足比例尺 地形图的相关精度要求[4];其三，摄影照片的旁向以及 航向重叠度需要满足测绘要求;其四，图像需要满足对 比度适中、清晰以及色调明亮且柔和等质量要求;其 五，填充漏洞，即在航拍的过程中很可能受各种外界因 素的影响，导致部分拍摄区域的影像质量不达标，甚至 无影像覆盖，因此，需要按照原航拍路线以及相关参 数，对不达标以及漏拍的区域进行补拍，进而最大程度保障倾斜摄影测量数据的准确性以及完整性[5]。
2 倾斜摄影测量在水利工程测绘中的应 用优势
2.1 降低水利工程测绘成本
通常情况下，倾斜摄影测量以无人机低空飞行为 主，其对环境以及天气等要求相对较低，并且整个操作 流程灵活、便捷，既能够缩短无人机飞行周期，大大减 少操作人员的数量，又能够有效提升摄影测量的工作 效率，进而全面降低水利工程测绘的飞行成本[6]。另外， 与传统航拍技术相比，倾斜摄影测量技术具有明显优 势，不仅能够在一架无人机上搭载多个摄像机，而且能 够获取到多个不同角度的影像数据，同时在对摄影图 像进行后期处理时，采用自动化批量处理的方式，能够 在一定程度上节省建模时间、减少航拍次数，并且节省 工程测绘劳动力成本，进而在获取精准、完整地表数据 信息的同时，能够有效降低摄影设备的损耗。
2.2 获取水利工程测绘原数据
倾斜摄影测量技术应用于水利工程测绘中，最首 要的优势就是能够获取原数据，即多角度影像。具体情 况如下：其一，工程测绘人员利用倾斜摄影数据，能够 在模型中提取各种测绘辅助数据，如 DOM、DSM、DEM 等[7];其二，工程测绘人员可以在倾斜摄影数据中，直接 导出与测绘原数据相匹配的高密度图像以及点云，为 水利工程测绘工作提供辅助作用，进而帮助施工人员 充分了解测绘现场的复杂地形;其三，将倾斜摄影测量 技术与遥感技术相结合，能够在云端直接获取工程测 绘区域的图像，切实满足水利工程建设中监测工作以 及重复测绘工作的需要;其四，工程测绘人员可以通过 倾斜摄影测量技术，获得高分辨率的摄影图像以及航 空影像数据，并以此为依据制作出数字高程建模以及 数字线路规划图等，进而为后期的水利工程建设提供 重要的数据支持[8]。
2.3 提升水利工程测绘的质量与效率
水利工程测绘中，倾斜摄影测量技术的应用能够 有效提升测绘效率及整体质量。具体情况如下：其一， 工程测绘人员将倾斜摄影测量技术与计算机软件技术 相结合，能够构建出工程测绘区域的三维模型，具有较 好的可视性，若对其进行量取、编辑以及立体测图等操 作，既能够给决策者带来身临其境的感觉，帮助其做出 正确的判断，又能够进一步提升水利工程测绘的工作 效率;其二，据相关数据显示，利用无人机低空飞行进 行倾斜摄影测量，不仅能够保证摄像机具有较高的清 晰度，而且摄影数据的地面分辨率可优于 5cm，并且在 1 天时间里可以获取到 1km2 的测量数据，可见倾斜摄 影测量的工作效率较高[9];其三，利用倾斜摄影技术能 够实现泛在测绘，即将 POS、TBS 等新技术应用于工程测绘当中，使测绘人员可以打破以往对于理论专业知 识的依赖，确保其只要具备最基本的无人机操作技术， 就可以在任何时间、任何地点创建地图过程，并完成工 程测绘工作，从而在提升水利测绘质量与效率的同时， 进一步提升测绘精度[10]。
3 倾斜摄影测量在水利工程测绘中的具 体应用
3.1 工程概况
以某水利工程为例，对倾斜摄影测量在水利工程 测绘中的具体应用进行分析。 在实际的工程设计中，9 台离心泵分别向 3 个不同 方向的市区供水，预估需要产生 4.48C105 t 的日平均输 水量。此水利工程测绘工作中，测绘人员将 BIM 技术与 倾斜摄影测量技术相结合，以期全面提升水利工程测 绘的整体质量。
3.2 数据采集
在此水利工程测绘工作中，测绘人员将实际的工 程情况与区域环境相结合，并以此为依据制定了完善 的倾斜摄影测量数据采集措施，即在六旋翼无人机上 安装 5 台摄像机，按照既定的航线设计对 5 个不同方 向进行影像采集。工程测绘人员通过使用倾斜摄影测 量技术共拍摄照片 2 850 张，测量总区域面积为 0.5km2，其中影像重叠度 85%、地表分辨率为每像素 5cm。另外，测绘人员利用 GPS-RTK 设备对地面均匀分 布的 6 个采集控制点实施空中三角网平差处理，并将 另外 6 个点视为检查点，进而为水利工程测绘提供重 要的数据保障。
3.3 数据处理
在此水利工程测绘中，数据处理工作由测绘人员 利用 Context Capture(三维实景建模软件)完成。具体而 言，通过 Context Capture 软件对水利工程测区进行 3D 模型重建以及空中三角测量，主要包括数据匹配、模型 建立与修改、特征点提取、整理与提交以及调节平差 等，并且所测量的数据具有数据量小、模型真实以及能 够兼容多种不同数据格式的优点。
3.4 模型构建
受水利工程测绘现场以及测区条件的影响，工程 测绘人员利用倾斜摄影测量技术进行测绘工作时，应 在充分结合水利工程实际情况的基础上，利用仿真软 件进行水利工程测绘的模型构建。此水利工程测绘中， 主要利用倾斜摄影测量技术对数据信息进行收集、汇 总、提取以及处理等工作，并严格按照相关流程进行工 程测绘，同时通过 TIN 网构建、自动贴图、实景三维模 型以及正射影像等操作，构建出具有透明、直观以及立 体等特征的空间模型，帮助工程测绘人员进一步了解 工程测绘区域的实际地理情况，最大程度避免了水利 工程测绘出现误差的情况，进而为水利工程建设奠定 良好基础。
3.5 精度分析
此水利工程测绘共选择 10 个检查点进行高程精 度以及平面精度检测，具体检测情况如表 1 所示，其中最小高程误差为 2.1cm、最大高程误差为 5.2cm;最小平 面误差为 1.1cm、最大平面误差为 6.2cm，与相关技术规 范相比，此水利工程测绘的高程精度与水平精度均符 合标准。
4 结束语
综上所述，随着我国社会经济以及科学技术的不 断发展，使得倾斜摄影测量技术得到了进一步的完善， 将其应用于水利工程测绘中，既能够充分保障测量数 据的准确性以及完整性，又能有效提升工程测绘的整 体质量以及测绘效率，进而为水利工程的后续建设夯 实基础。然而值得注意的是，虽然倾斜摄影测量技术在 水利工程测绘中具备了一定的优势，但是在未来的水 利工程建设中，仍需要在保持现有优势的基础上，充分 借助科学技术提升水利工程测绘的质量以及水平，促 使水利工程测绘工作能够切实满足社会发展的新要 求，并逐渐朝着现代化、高精度化、智能化以及数字化 的方向发展，进而全面推动我国水利工程测绘行业实 现高质量、可持续发展的目标。
参考文献：
[1] 刘 东. 基于倾斜摄影测量的实景三维模型测图技术在“房 地一体”工作中的应用分析[J]. 华北自然资源，2021(04)：61- 63.
[2] 路海涛. 无人机倾斜摄影测量在王家坝闸信息化管理中的应 用[J]. 科技视界，2018(24)：213-214+203.
[3] Chen Yatong，Cao Jianjun. Research on quality Inspection method of Topographic Map using oblique Photogrammetry [J]. IOP Conference Series：Earth and Environmental Science， 2021，783(1).
[4] 袁晨历，杨昆仑. 倾斜摄影测量技术在王家咀水库灌区地形 图测绘中的应用研究 [J]. 地下水，2020，42 (03)：109-110+ 155.
[5] 刘培状，杨秉澍. 基于无人机倾斜摄影测量和 BIM 技术的三 维实景模型在水利工程设计中的应用研究 [J]. 地下水， 2019，41(06)：206-207.
[6] 贾智乐. 飞马 F200 无人机在大型水利工程及 BIM 建设中的 应用[J]. 测绘通报，2019(09)：159-162.
[7] 刘林佳，王 超，张凌源. 四元数在倾斜摄影测量空间后方交 会方中的应用[J]. 住宅与房地产，2019(16)：199-200.
[8] 朱正华. 无人机倾斜摄影测量在矿山监测中的应用——以龙 山建筑石料用灰岩矿为例[J]. 安徽建筑，2021，28(03)：170- 171.
[9] 邱 敏，邓雄文，李媛媛. 倾斜摄影测量技术在矿山生态修复 调查中的应用——以南沙吸水角石场为例 [J]. 北京测绘， 2021，35(06)：765-768.
[10] 张天巧. 机载 LiDAR 航摄和倾斜摄影技术融合在中心城区 智慧城市建设中的实践和应用 [J]. 测绘与空间地理信息， 2021，44(05)：74-76+85.
作者：万会明
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