近年来，随着无人机技术的不断成熟和计算机处理能力的提升，倾斜摄影技术得到了快速发展。国内外众多企业和研究机构纷纷投入研发，推动了相关硬件设备的优化与软件算法的完善。目前，倾斜摄影技术已广泛应用于城市规划、土地管理、环境监测、交通规划等多个领域，并在智能建造项目中也展现出越来越重要的作用。本文将从倾斜摄影技术的应用原理、技术特点、应用流程、应用场景及其与垂直摄影的差异性分析等，深入剖析倾斜摄影技术在智能建造项目中的创新型应用，旨在为该领域的未来发展提供启示。
倾斜摄影 是通过飞行平台搭载相机从多个不同的视角采集地表影像，获取到丰富的地表信息用于测绘产品生产的技术，有效弥补了传统航空摄影的局限。这些数据经过处理，能够生成高精度的三维点云、三维模型、正射影像图（DOM）、数字表面模型（DSM）等地理信息产品。其技术特点主要体现在以下几个方面：① 多视角采集：倾斜摄影通过多角度的影像采集，确保了地表纹理与几何特征的全面捕捉，为模型构建提供了丰富而详尽的数据源。② 高精度建模：基于先进的影像匹配与三维重建算法，倾斜摄影能够精准地从多视角影像中重建出地表的三维形态，生成高精度、高细节的三维模型，满足测绘需求。③ 自动化处理：采用专业软件对大量影像数据进行自动化处理，显著提升了数据处理效率与一致性，降低了人工干预成本，使测绘工作更加高效、智能。倾斜摄影建模流程是一个复杂的过程。在前期数据采集过程中，飞行高度、焦距设定、像素尺寸、倾角、重叠度等因素均对倾斜摄影质量产生较大影响。具体流程详见下图：![]()
①航拍规划与设计：在航拍准备阶段，需要根据目标区域特性与地理信息制定航拍方案，确定飞行平台和航摄仪的类型、技术参数，像控点、航线的敷设方法、垂直影像航向和旁向的重叠度，执行航摄任务的时间等基本信息。这不仅仅局限于区域的大小、形状及其复杂地形的考量，更要将外部环境因素纳入全面分析框架之中，包括但不限于天气条件、风向风速等自然因素，以及无人机续航能力的评估，确保飞行路径既高效覆盖整个建模区域，又兼顾安全性与数据质量的最大化。②无人机航拍：采用装备了先进倾斜摄影系统的无人机，依据规划路线进行自动化的飞行作业。无人机以预设的多个角度、多方向、多视角进行密集拍摄，确保获取到丰富且均匀的影像资料，为后续的三维重建提供数据支撑。③数据收集与处理：航拍结束后，立即对无人机收集到的POS数据与原始影像数据进行整理。通过严格的数据质量检查流程，包括但不限于去噪、畸变校正、色彩一致性调整等，确保每一帧影像都符合建模要求，为后续建模工作提供可靠的数据源。④智能化快速建模：将经过预处理的高质量图像数据、精确的POS数据、相机校准参数及必要的像控点坐标等信息，无缝集成至先进的自动化建模软件系统中。软件利用先进的算法，如多视角影像匹配、三维重建技术等，自动进行复杂的三维实景模型重建工作，实现快速、准确的模型生成。⑤模型精细与质量控制：针对建模过程中可能出现的区域漏空、微小变形等问题，进行近地面补充采集或人工精细修饰，确保模型的完整性与真实性。同时，利用高精度的点位测量信息，对模型进行严格的质量检查与验证，包括但不限于位置精度、几何精度及纹理质量的评估，确保最终的三维实景模型达到甚至超越项目要求的精度标准。• 地形测绘：在项目的初始阶段，地形测绘是不可或缺的一环。传统测绘方法往往耗时费力，且难以全面捕捉地形的复杂细节。通过无人机航拍技术，可以精准捕获项目现场及其周边环境的倾斜摄影数据，这些数据经过专业软件深度处理后，可生成高分辨率的三维实景模型，并据此绘制出大比例尺地形图，显著提升了测绘工作的效率与精度。• 规划设计：通过将倾斜摄影的三维实景模型与GIS数据无缝融合，可以构建一个集“地形、影像、模型”于一体的综合三维空间场景，在这个平台上，工程技术人员可以轻松地进行地形分析、场地规划、视线模拟等操作，实现工程全貌的多维度、全视角展示，为项目规划提供了详尽的宏观环境分析。• 方案设计：结合BIM技术，工程技术人员能够基于倾斜摄影与GIS技术提供的原始地形数据，精准构建项目初步设计方案，细致测算设计指标，并通过多轮迭代优化，确保其在满足功能需求的同时，达到最佳的经济性和可行性。这种基于真实数据的设计优化过程，不仅提升了项目的整体品质，也降低了后期变更和返工的风险。在施工阶段，BIM模型与三维实景模型的深度融合成为项目管理的一大亮点，可以形成了项目的数字孪生体，为施工管理提供了前所未有的直观性与准确性。具体而言，该体系在以下工程项目实践方面发挥了关键作用：• 施工纠偏与实时监控：在桩基施工等关键环节，倾斜摄影技术快速捕捉施工现场实况，构建三维实景模型，与BIM模型进行精确比对，实现桩基位置的快速复核与偏差识别。这种实时监控机制确保了施工问题的即时发现与有效解决，大大提升了施工质量控制水平。• 土石方工程精准管理：利用倾斜摄影测量技术，获取地表及地下空间的高精度影像数据，对土石方开挖、平整等作业区域进行可视化复核，有效避免了超挖、欠挖等问题。同时，该技术还极大地方便了土石方量的精确计算，减少了人力投入，规避了因土方管理不当引发的投资风险与结算纠纷。• 智能巡检与参数监测：智能空中巡检系统结合BIM与倾斜摄影技术，实现了对项目的质量和安全进行全方位监控，辅助作业规范执行、事故责任认定与回溯分析。通过测量建筑实体的关键参数（如高度、角度、坡度、平整度等），实现了问题查看、分析与对比的一体化监测，为项目现场的常态化、全方位管控提供了有力支持。在工程项目的运维管理阶段，倾斜摄影技术深度融合BIM、GIS等多元化数据源，共同构筑了一个集成的数据共享与交互生态系统。这一集成平台不仅促进了数据流的高效流通，还极大地丰富了运维管理的信息维度。例如：BIM与倾斜摄影技术融合的增强现实场景，实现了空间布局的精准模拟与动态调整，使运维人员能够直观洞察项目全貌，对每一个细节了如指掌。在资产管理方面，通过这一平台，运维团队能够实现对资产的全面、精确掌控。资产的位置、实时状态、使用效率及详尽的维修历史记录等信息，均以三维可视化的形式清晰展现，极大地促进了资产的精细化管理。
■ 垂直摄影 即传统的正射投影，通过飞行平台搭载相机垂直向下拍摄地面，获取单一视角的影像数据。这种技术广泛应用于传统航空摄影测量中，主要用于制作正射影像图（DOM），为地图制作、城市规划、环境监测等领域提供基础数据。其的技术特点主要体现在以下几个方面：① 单一视角：仅从垂直方向获取影像，纹理信息相对单一。
② 高精度定位：结合GPS和惯性导航系统，实现影像的高精度地理定位。
③ 广泛应用：作为基础地理信息数据的重要来源，广泛应用于多个领域。
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■ 正射影像 这里需要特别说明的是垂直摄影和倾斜摄影是正射影像制作过程中常用技术手段，正射影像则是具有正射投影性质的遥感影像，是在垂直摄影或倾斜摄影获取的原始影像基础上，经过几何纠正和投影变换等处理步骤生成的影像成果，即正射影像图（DOM）。正射影像图上的每一点都与地面上的对应点保持严格的垂直关系，能够准确地反映地面的真实形态和位置关系。
尽管倾斜摄影技术在智能建造项目中展现出诸多优势与成效，但仍面临一些挑战。如数据处理量大、对硬件要求高、数据安全与隐私保护等问题仍需进一步解决。未来，随着技术的不断进步与应用的持续深化，倾斜摄影技术有望在以下几个方面实现突破与发展：
• 技术融合与创新：加强与BIM、GIS、物联网等技术的融合应用，推动智能建造领域的技术创新与产业升级。• 数据处理效率提升：优化数据处理算法与流程，提高数据处理效率与质量，降低对硬件资源的需求。• 数据安全与隐私保护：加强数据安全防护机制建设，确保数据在传输、存储、处理过程中的安全性与隐私性。• 标准化与规范化：推动倾斜摄影技术在智能建造领域的应用标准化与规范化进程， 提高数据的质量和可靠性，促进技术成果的共享和应用，为行业健康发展提供有力保障。目前，国家自然资源部和市场监督管理总局，已经制定并发布了一部分政策和法规，湖南、湖北、广西等地政府职能部门和行业协会也加大了对倾斜摄影技术规程制定，未来还需持续加大政策支持力度，推动建立区域性的倾斜摄影数据共享平台，促进数据资源的互联互通和高效利用，促进技术创新与成果转化。下表是部分已经发布的技术规程：![]()
综上所述，倾斜摄影技术在智能建造项目中展现出了强大的应用潜力和显著的优势。其高效、精准、全面的数据采集能力，不仅提高了项目管理的效率和准确性，还为规划设计、土方量计算、安全监测以及智慧城市建设等多个领域提供了强有力的技术支持。通过对比分析，我们不难发现，倾斜摄影技术相较于传统的垂直摄影，在信息的获取和处理上更加全面和深入，为智能建造项目的顺利进行提供了更加可靠的保障。
作者简介：张贤超 . 高级工程师、首席技术官。长期从事建筑工程设计和咨询管理工作。（注：部分图片来自网络，如有冒犯，请提出，即刻整改。）
