随着地理信息技术及计算机技术的发展，数字地球、智慧城市、特色景点的三维建模项目逐渐增多，传统的二维地形数据已经不能满足当前经济社会的高速发展，直观的三维城市实景模型具有广阔的发展前[1]。近年来，“数字城市”在很多城市中开始启动建设，城市实景三维构建就是数字城市建设中一项重要内容。倾斜摄影测量技术是将地面摄影数据采集与航空摄影测量技术相结合的测量技术手段，采用航空器搭载多个倾斜角度镜头，对测区进行多角度观测，弥补了传统摄影测量的短板，为构建地表三维模型提供了数据基础[2]。1无人机倾斜摄影测量系统组成无人机是通过无线操控的由计算编程技术实现的无人驾驶航空飞行器，可根据地面飞行指令及导航模型实现有规划的飞行任务。完备的倾斜摄影测量系统主要由无人机飞行系统、搭载的任务模块以及地面控制保障系统组成。无人机飞行系统主要由飞行器、动力推进系统、控制导航系统、数据存储与传输系统以及起降系统等组成，可保证无人机的正常飞行状态。自身模块主要包括GHSS数据接收机、惯性导航系统、红外姿态传感器、高度与速度传感器以及飞行控制中心等。搭载的各种任务模块的主要功能是实现无人机的正常稳定飞行，详细记录飞行数据，是无人机的核心部分。根据对小型无人机的功能需要，地面监控中心的主要功能包括：在进行航飞任务之前，地面操控人员根据测区的实际情况对航飞线路做出规划，通过地面控制系统将规划线路传输给无人机执行；在规划线路过程中，地面控制站可以根据用户输入的测区信息直接规划飞行航线，减少了设计线路所需时间；用户通过地面控制系统对无人机进行实时监控，获取无人机飞行状态和电池电量。无人机的飞行参数也通过无线传输，将数据传输回地面控制系统，用于后期数据解算处理。2无人机航摄流程在开展无人机航摄项目前，应充分掌握项目内容及测区的基本情况，对照测量内容，进行实地踏勘，确定测区范围，根据测区情况规划航线、航高、天气情况等内容，确定飞行时间和飞行地点。为了确保飞行安全性，在进行航飞工作前，需向航空管理部分申请空域飞行许可。根据测量要求和测区基本情况规划航线，按照低空摄影测量要求，对航线参数进行设置，包括航高计算、相片重叠度计算、航线参数等[3]。2.1飞行航高无人机的飞行航高主要是根据地面分辨率要求进行设置，对于比例尺为1∶500地形图，地面分辨率要求≤5.00 cm；对于比例尺为1∶1 000的地形图，要求为8.00~10.00 cm；对于比例尺为1∶2 000的地形图，要求为15.00~20.00 cm。航高计算：H=f×GSDs （1）式中：H——无人机飞行的相对航高；f——镜头焦距；GSD——地面分辨率；s——像元大小。2.2相片重叠度相片重叠度分为航向重叠度和旁向重叠度，根据低空摄影测量要求，相片的航向重叠度应在60%~80%之间，不得小于53%；旁向重叠度应在15%~60%之间，不得小于8%。若测区的地表起伏较大，需要适当增加影像重叠度[4]。影像的重叠度对于建模精度非常重要，影像重叠度越高，相片间的公共点越多，建模精度也就越高，但重叠度越高，相片数据量也就越大，会增加数据存储和后期的数据处理工作量。2.3航线参数航线规划是整个飞行任务规划的重点，需要结合测区地形与无人机的性能进行设计。对测区的大小进行分析后，确定飞行方向及航线长度。T=La(1-ca)×Hf （2）R=Lb(1-cb)×Hf （3）式（2）和式（3）中：T和R——实地摄影长度和实地航线间隔；La和Lb——相片的长和宽；ca和cb——相片的航向重叠度和旁向重叠度。在进行航线规划时，要将参数布设超出测区范围，防止测区边缘数据不全，造成返工补测。为了确保采集数据的质量，需要注意的内容包括：选择在天气晴朗、无风的状态下进行航飞，减少测区环境的影响，避免在一天中的早、晚进行航飞，防止出现较长的建筑物阴影；同一架次航飞时间不宜过长，并且缩短同分区、同一天的架次间的相隔时间；跨天进行数据采集时，应在同一时间开始飞行，防止太阳角度的影响。地面相关工作都准备完全后，在计划的地点安装无人机设备，进行无人机与地面控制系统的联机调试。将规划的各项参数及航线数据通过地面控制系统导入无人机飞行控制系统，按计划开展飞行作业任务。无人机飞抵规划航线时，开始进行数据采集工作，存储POS数据及影像数据。地面控制人员对无人机获取的影像进行检查，防止出现遗漏，发现问题及时进行补测。由于天气和飞行环境等诸多因素的影响，获取的影像数据可能会由于飞行航线的偏移产生误差，进而对影像质量造成影响，因此在每次飞行任务结束后，要对获取的影像进行及时检查，检查内容包括飞行质量和相片质量两个方面。相片的质量是三维建模工作的基础，决定了模型的精度，因此对获得的相片进行质检工作是十分必要，若发现问题，可及时采取补救措施，防止返工，减少不必要的工作量。3实景建模与精度评定3.1象控点布设文章在试验区范围内均匀布设22个象控点，按照文章所述技术方案和标准进行象控点的设计。需要注意的是，象控点在不同角度的相片上均有分布且较为明显，方便后期内业的刺点工序，并且在控制点布设时要统筹考虑到航线的分布，将控制点布设于不同航线的公共位置处，根据基线长度设计航向和旁向的航线。根据试验区范围综合考虑象控点布设范围，避免缺少控制点或存在冗余工作。象控点的观测精度影响后续工作的实施精度，是三维建模精度保障的基础，在使用RTK技术进行测量时，要对同一象控点进行两次及以上的点位坐标测量。测量技术标准和方案与文章所述保持一致。采用的GNSS信号接收机，型号为华测i90RTK，一个基准站配备两台移动站。3.2三维建模文章采用的建模软件为Context Capture Center（CCC）软件，该软件是由Smart 3D建模软件发展而来，其主要原理是将实景的多幅重叠影像按照其坐标建立出模型，并将纹理映射于模型表面。将无人机倾斜摄影测量获取的相片、POS数据以及象控点坐标导入到系统中，设置好相关参数和坐标系系统，软件可根据影像自动生成测区的三角格网模型，生成的模型具有高分辨率特点，能准确表现出地面建筑物的实际形状，并且对地表的细节展示效果较好，可还原测区的真实面貌。该建模软件存在不能处理镜面地物的缺点，如水域、玻璃等，因此需要通过其他手段进行辅助作业，可通过在谷歌地球数据中找到相关水域参数，添加到软件中，辅助三维模型生产。（1）空中三角测量。试验区共计获取相片14 520张，将相片与无人机的POS数据导入CCC软件中。根据文章所述相片处理方法进行光束法空三测量，在完成空三任务后，查看点云数据质量，试验点云数据合格，因此可直接将地面控制点数据添加到软件中，进行刺点工作。在进行刺点时，优先选择相片质量较好的成果进行刺点。刺点数量越多，三维模型的质量越好。刺点工作完成后就可以再次提交空三，检查控制点的误差，如果出现偏差超限则需要进一步查找原因，改正后重新提交。（2）不规则三角网。采用SIFT算法进行影像的特征提取、空三以及多视影像密级匹配工作后，得到点云数据，如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.06.027.F001图1点云数据展示根据提取的点云数据构建TIN模型，TIN模型是将提取的点云特征点进行邻近点的构建，并且三角形之间不会出现重叠压盖现象，建立不规则的三角网，通过不规则的三角网对建筑物表面进行描述。TIN三角格网模型是将地形的关系通过点与线以及三角形的面进行表述，是一种矢量的拓扑关系，可以对地面进行细致的表现，地表形态越复杂，三角格网的数量也越多，运算时间越长，地表越平整或者越简单，用于表示地表特征的三角形也就相应减少，构建模型运算量也就越小。文章构建的TIN模型如图2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.06.027.F002图2TIN模型（3）纹理匹配。纹理匹配是实景三维模型建立至关重要的一步，在建立的白模各项限差都满足要求后，在CCC软件中进行三维模型重构，设置空间坐标系为CGCS2000坐标系，划定模型输出范围，特别要注意的是划定的范围要与计算机的性能相匹配，通常情况下，计算机运行内存越大，可划分较大的地块，一般运算内存不超过计算机总内存的1/3。各项参数设置完成后，软件可自动选择合适的纹理进行模型的映射，模型构筑成果及细节展示如图3所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.06.027.F003图3模型构筑成果及细节展示4点位精度点位精度是对三维模型建模成果质量最直观的评价方式，在三维模型上选取15个较为明显的点位作为检查点，在软件中直接获取检查点的坐标。在测区内找到15个点位的精确位置，通过RTK技术测量获取点的实际测量值，对比分析二者差值。经分析，模型X坐标与实测值之间差值小于0.030 m的成果约占总数的70%，最大值为0.048 m；Y方向与实测值的差值小于0.03 m的成果约占总数的40%，最大值为0.051 m；Z方向小于0.06 m的成果约占67%，最大差值为0.088 m。计算得到X、Y方向的中误差分别为0.028 m和0.036 m，则15个点的点位中误差为0.046 m，结果满足二级建模相关要求。5结语无人机搭载倾斜摄影测量设备进行城市大范围倾斜摄影测量已成为现阶段城市实景三维建设的主要技术方法。文章采用无人机倾斜摄影测量技术建立城市三维实景模型，重点论述了倾斜摄影测量参数设置及数据采集关键技术。试验结果表明，通过倾斜摄影测量技术建立的城市三维实景模型具有高效率、低成本的特点，精度评定满足二级建模相关要求，可为数字城市建设提供参考。