浙江省水利水电勘测设计院浙江杭州310001
摘要：倾斜摄影三维建模技术是国际测绘摄影测量领域的一项高新技术，通过低空垂直、倾斜不同角度摄影获得高分辨率影像，经模型三维逻辑关系拼接合成，直观的获得虚拟三维模型影像，既减轻设计人员的负担，而且融入更多的创新理念，提高了设计水平及设计质量，还促进水利工程的健康发展。本文介绍了倾斜摄影的技术特征和应用，并对其在水利工程应用中存在的问题及处理措施进行了分析。
关键词：水利工程；倾斜摄影；三维模型
随着全球经济技术日新月异的发展，对地球中各项资源和能源的利用程度在不断加深，资源短缺和环境污染已经成为当今社会发展的重要问题，越来越多的国家和研究中心对地球空间给予了高度关注。在这种背景下，地球空间信息科学这门学科也逐渐发展起来。在水利工程的三维建模中，由于周边地形较为复杂，用传统测量手段无论在效率还是在精度上都难以满足要求，倾斜摄影三维建模就成为解决问题的新途径。
一、倾斜摄影测量原理
倾斜摄影测量颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从垂直、前视、左视、右视与后视等5个及以上不同的角度采集影像。正射影像可经过传统摄影测量技术处理，制作4D产品；前视、左视、右视与后视4个方向上倾斜摄影影像，倾斜角度在15°～45°之间，可获取地物侧面丰富的纹理及位置信息。基于详尽的航测数据，进行影像预处理、区域联合平差、多视影像匹配等一系列步骤，构建具有准确地物地理位置信息的真三维空间场景，直观地掌握目标区域内地形地貌与所有建筑物的细节特征，可为电力和水利工程建设、地质灾害应急指挥等提供现势、详尽、精确、逼真的空间基础地理信息数据支持和公共服务。
二、倾斜摄影的技术优势
倾斜摄影的技术优势主要体现在：（1）相对于正射影像，倾斜影像能让用户从多个角度观察地物，更加真实的反映地物的实际情况，极大的弥补了基于正射影像应用的不足。（2）通过配套软件的应用，可直接基于成果影像进行包括高度、长度、面积、角度、坡度等的量测，扩展了倾斜摄影技术在行业中的应用。（3）数据成果多样化，可通过后期修模软件对错误的影像匹配或者较差的几何姿态造成模型变形（纹理拉花、结构扭曲等情况）进行精修重建（4）其影像的数据格式可采用成熟的技术快速进行网络发布，实现共享应用。
三、三维建模技术在水利工程中的应用
精细化三维模型不仅能够真实地反应地物情况，而且利用先进的定位及嵌入式技术，嵌入精确的地理信息、丰富的影像信息及定制的需求化内容，极大地扩展了模型数据多元化，使三维模型的行业应用更加深入。
基于ContextCapture建立OSJB格式三维模型，经DPModeler精细化重建模型，将水面整平，局部建筑变形（纹理拉花、结构扭曲、破面缺面等）重构并赋予属性值。图为杭州千岛湖引水工程闲林配水井三维模型，通过清华三维科技软件EPS编辑测绘1：500比例尺DLG（数字线化图）。
图为LOCASPACE软件中的衢州开化水库三维模型，通过模型及DEM（数字高程模型）可进行水库淹没区分析、填挖方量计算、断面分析等应用。
四、倾斜摄影三维建模技术在具体应用中存在的问题及处理措施
植被覆盖茂密地区等高线勾勒难的问题已成为阻碍三维模型应用的巨大阻碍，地貌失真对水利工程建模工作有着不利影响，一般对水利工程施工场地的地形图绘制是利用二维线，而二维线绘制缺少节点Z值，不需要在绘制图中标注高程，有的绘制图中仅有标高属性，该属性只能表示一种高程值，所以，缺乏精确性以及严谨性。在测绘的过程中，如果遇到悬崖、陡坎等地貌形式，缺乏坎底辅助线，会增加建模的难度，导致地貌失真问题的出现。对于陡坎没有坎底辅助线，则需要补充坎底辅助线，为了能更真实地反映实际地形，就必须要用到三维多段线来表示复杂的高程变化，要在三维多段线的每个节点都赋上不同的Z值。原有地形图中的等高线、地物线都是二维多段线，可利用自编程序根据地形图把二维线转为三维多段线并赋Z值，为MicroStation软件快速建立高精度的三维模型提供保障。经过以上处理后，利用MicroStation软件中的GEOPAK模块把地形图中的等高线、地物线和高程点转换为DAT文件，并根据DAT文件生成TIN文件，经过对TIN文件后处理即可生成地面模型。根据二维多段线和地形点联合建立的地面模型中可看到，生成的模型比较差，很多陡坎都没有反映出来，对山区的地形建模精度一般，但对丘陵等陡坎较多的地形，建模时会失真。用三维多段线、辅助线和高程点联合建立的地面模型，能表示地面复杂地形地貌，可表示出陡坎、河流等地貌，与真实地形相符。
地面三维数字建模技术是水利工程应用比较前沿的技术，利用模型及后期处理，可以准确的对地形进行测绘，对丘陵、悬崖、陡坎等地貌进行标注，通过赋高程值，可以准确的描述三维信息。三维建模技术在水利工程的应用中，也在不断的完善，其最终将会实现三维仿真。
参考文献：
[1]孙江浩，胡洪飞.三维地质建模技术发展现状及建模实例的分析[J].工程技术：全文版，2016（3）：278.
[2]张洋洋，周万蓬，吴志春.三维地质建模技术发展现状及建模实例[J].东华理工大学学报：社会科学版，2015（6）：216.