引言

在信息技术日新月异的背景下，水利工程建设工作与其紧密融合，推动了空间信息技术在工程建设领域的广泛应用。如今，水利工程测绘与信息化技术的结合已步入新的发展阶段，精确度达到空前水平。尤其是倾斜摄影测量技术，这一前沿技术不仅为工程规划提供了直观、科学的依据，还在科学规划与宏观部署方面，为工程管理方提供了强大的支持。倾斜摄影技术的实现，得益于无人机等先进飞行设备的运用，通过在无人机上搭载摄像头，该技术能够全面捕捉工程测绘图像与地质信息的多角度、多维度数据。借助精密的仪器设备，这项技术能精确测绘地图、地形和地貌，为水利工程的持续发展与进步奠定了坚实的基础。

一、相关概念概述

（一）倾斜摄影测量

倾斜摄影测量是一种先进的摄影测量技术，它通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，从垂直和多个倾斜角度（通常包括四个倾斜角度）同步采集影像数据。这种技术能够获取到丰富的建筑物顶面及侧视的高分辨率纹理，从而为用户提供地物准确、完整的位置信息和纹理数据。倾斜摄影测量主要有四个特点，第一便是能够多角度进行采集；第二便是高分辨率纹理处理；第三便是三维建模；第四便是数据量小且易于网络发布^[1]。

（二）倾斜摄影测量在水利工程测绘中的应用意义

1.生产高质量的测绘元数据

首先，其高效的数据采集能力极大地提升了测绘工作的效率与准确性，通过直接生成原始数据，为测绘人员提供了更为迅速和精确的测绘基础。基于这些倾斜摄影数据，测绘专家们能够轻松地从构建的三维模型中提取出多种关键的辅助信息，如精准的DEM（数字高程模型）、DSM（数字表面模型）和DOM（数字正射影像）等，为水利工程的规划与设计提供了坚实的数据支撑。其次，倾斜摄像技术凭借其独特的视角和出色的图像处理能力，能够细致入微地描绘出复杂工程中的地形地貌特征。这一创新性的应用极大地满足了水利工程中重复测绘和实时监测的实际需求，显著提高了测绘工作的效率和精度。最后，倾斜摄影测量技术还能提供高分辨率的图像数据，让测绘人员能够利用专业工具进行精细的建模工作。

2.优化工作效率

在水利工程的测绘行业中，倾斜摄影测量技术的融入使得测绘工作的整体质量和效率得到了显著提升。该技术的核心在于利用无人机进行低空精准拍摄，无人机上配备的摄像机以极高的清晰度捕捉画面^[2]。据权威统计数据显示，倾斜摄影测量技术所获取的影像数据拥有令人惊叹的地面分辨率，甚至能达到5cm以下。尤为令人瞩目的是，这项技术能够在一天之内迅速且全面地覆盖并收集到1平方公里测量区域的数据，这充分彰显了其无与伦比的工作效率。

二、倾斜摄影测量作业流程以及技术要点

（一）作业流程

倾斜摄影测量技术，作为无人机空中测量的领军技术，其关键在于通过创新的倾斜摄像头设计来实现精确拍摄与测绘。这一技术革命性地提高了水利工程建设中地理表面数据信息的完整性和准确性，确保了数据的全面收集，为水利工程的后续建设提供了强有力的数据保障。倾斜摄影测量的作业流程包括四个环节。首先，数据采集阶段，利用无人机搭载的倾斜摄像头，精准地捕获目标区域的详尽影像；其次，数据处理阶段，对采集到的图像进行精细化的分析和整理，提取出关键信息；接着，三维模型构建阶段，将处理后的数据转化为直观的三维空间模型，以便于更直观地理解和分析；最后，精度分析阶段，通过对比实际地形与模型数据，确保所构建的模型与实际地面情况高度吻合，以满足工程建设的精度标准。详见下图。

图1  倾斜摄影测量的基本流程

（二）技术要求

在进行摄影测量时，首要任务是确保捕获的图像为高质量的真彩色数字图像，这是数据准确性和真实性的基石。其次，地面分辨率的要求同样不容忽视，它必须足够精细，以符合对应比例尺地形图的精度标准，从而精确捕捉地形地貌的每一个细节。此外，摄影照片中的旁向和航向重叠度是两个核心参数，它们必须严格遵循测绘工作的技术标准，以确保数据的完整性和连贯性，防止任何信息的遗漏或断裂^[3]。同时，图像的色调和色彩饱和度也需要相关人员给予足够的重视。它们应当被控制在一个适中的范围内，避免过于鲜艳的色彩对数据的解读造成干扰，从而确保数据的清晰度和可读性。然而，在航拍过程中，由于各种外界因素的干扰，可能会导致部分区域的影像质量不尽如人意，形成所谓的“漏洞”。为了克服这一挑战，相关工作人员应当积极采取人工填补的方式，对缺失或质量不佳的区域进行精确地补充，确保整个数据集的完整性和可用性，为后续的数据分析和应用提供强有力的支持。

三、倾斜摄影测量在水利工程测绘中的应用

（一）水电站监测

倾斜摄影测量技术在水电站的运行和维护过程中起到了至关重要的作用，尤其是对水电站的关键构造部分，如水位、堤坝的稳定性以及水渠的畅通性进行细致的观测，这项技术的应用在此领域表现出了突出的成效，专业技术人员通过操纵无人机或其他飞行器，定期获取水电站各个关键部位的倾斜影像，从而能够详尽地监视其状态，若检测到水位发生异常变动，或者堤坝出现裂缝，又或是水渠出现堵塞等问题，即可采取快速干预措施，以此有效地预防以及阻止灾害事件，并保证水电站的正常运行。

（二）水利工程规划

通过先进的倾斜摄影技术，测绘人员能够捕捉到丰富的多角度影像数据。这些数据不仅信息量大，而且具有高度的真实性和精细度，非常适合用于三维建模。利用这些数据，测绘人员可以针对水库、水渠、水电站等各类水利设施进行高精度的三维建模，并基于这些模型进行可视化的设计和呈现。这样的技术应用，不仅极大地增强了设计的直观性和可操作性，更关键的是，它显著提升了工程规划和设计的精确性和效率。在规划阶段，设计师可以更为准确地评估和优化设计方案，减少不必要的修改和调整；在设计阶段，则能够更快速地完成高质量的设计作品，从而大幅缩短了项目的周期和成本。

（三）灾害防治与评估

在灾害防治领域，倾斜摄影技术凸显了其显著的作用和地位，利用该技术，能够对诸如山洪、泥石流等自然灾害进行及时且精确的监控，灾害迹象一旦出现，倾斜摄影技术能即刻捕捉并触发预警信号，使相关部门得以充足时间采取应对策略，有效减缓灾害对水利设施可能造成的损害，倾斜摄影技术能在灾后通过高精度三维建模，这使得重建规划更具有科学性和合理性，对灾区快速恢复与重建起到了积极的促进作用。

（三）加强水资源管理

倾斜摄影技术，这项革新的现代技术，正在逐渐展现出其多方面的应用前景，特别地或尤其在水资源管理领域，其在实践中的效能不应被忽略，借助高端设备的精准监测，研究小组捕捉到水体的细微变动，除此之外具备能力依据收集到的数据，合理推测水资源分布情况和未来水资源变化的预测走向，此种计算方式为水资源管理提供了科学支持构筑了坚实的理论框架，使相关部门获得了能力依据现实情况做出快速且准确的判断，因此能够更妥善地管控与运用珍贵的淡水储量。

四、倾斜摄影测量在水利工程测绘中的实际应用

（一）工程概况

该水利工程，作为输水网络中的核心组成部分，其实施过程中特意配置了六台卧式双吸离心泵，保证输水效率。在项目策划阶段，专家团队策划了一套方案，预计该工程每日的输水能力将高达4.58×10^7立方米。这些珍贵的水资源将通过三个精心策划的输送网络，精确地流向三个不同的市区，确保每个区域都能满足日常用水需求。为了保障这一复杂且规模宏大的工程能够精确无误地推进，测绘团队创造性地结合了倾斜摄影测量技术与BIM（建筑信息模型）技术，对水利工程的每一个细节进行了详尽的测绘。这种技术的应用，使测绘人员能够获取到水利工程的高精度图像数据，为整个项目的顺利进行提供了强有力的技术支撑。通过这些数据，工程团队可以更加精准地把握工程的每一个细微之处，从而确保项目的圆满成功^[4]。详见下图。

图2  某水利工程区域航测地形图

（二）数据采集及数据处理

基于严格的预定标准，本次设计正式启动了数据采集工作。相关工作人员细致部署了五台先进的无人摄像机，并为六旋翼无人机配备了顶尖的高清相机与摄像头。随后，无人机按照精心设计的飞行路径，从五个独特的视角对水利工程进行了全面的拍摄。这次操作不仅提供了水利工程的详细全景测绘图像，还收集了海量的宝贵数据。紧接着，相关人员高效地对这些数据进行了图像化处理，以使其更加直观易懂，为后续的数据整理与分析工作奠定了坚实的基础。详见下表。

在测绘过程中，一旦初步数据和图像得以完整收集，即刻会被传递给经验丰富的技术团队。紧接着，技术专家会借助先进的Photoscan软件，对照片进行精密化处理。将照片与对应地区的地图进行高精度的匹配。当匹配工作圆满完成后，技术团队就能依托这些详尽无遗的图像进行深入地剖析，同时精确提取并整理出图像中隐藏的关键数据。此外，为确保数据的精确性和可靠性达到最高标准，他们还会对图像数据进行严格的平差调整，从而确保最终的测绘结果准确无误。鉴于当前的工作进度，可以意识到通过这种特定方法收集的测绘数据与现场实际情况可能略有不符。为了提高测绘的精准度并减少误差带来的不利影响，工作人员可以积极运用仿真绘图软件，以其为支撑，建立起精确的三维空间模型，进而对图像进行细致的校准。同时，此举还有助于相关工作人员科学地预测和合理地规划未来可能出现的图像^[5]。

（三）模型构建

受限于水利工程测绘现场的具体条件和测区的特殊环境，测绘人员在采用倾斜摄影测量技术时，必须深入探索水利工程的真实状况，并借助仿真软件来建立测绘模型。在本次水利工程测绘任务中，相关人员需要利用倾斜摄影测量技术，来完成数据信息的详尽收集、系统整合、精确提取及全面处理。测绘团队应严格遵守预设的测绘规范，依次进行TIN网络的构建、自动贴图的实施、实景三维模型和正射影像的生成等操作，从而打造一个透明度高、直观易懂且立体感强的空间模型。该模型能够为测绘人员提供对地理实际更深刻的理解，进而大幅减少测绘误差，有力地推动水利工程建设的进展。

（四）精度分析

在本次水利工程测绘项目中，测绘人员经过深思熟虑，精心挑选了10个关键的检查点，以严格评估高程和平面位置的准确度^[6]。通过详尽的检测，测绘人员可以发现高程的误差范围维持在2.0cm至5.3cm之间，而平面位置的误差则在1.1cm到6.4cm之间。与相关技术规范进行细致比对后，可以确认，本次水利工程测绘在高程及平面位置的测量精度上，均达到了测绘人员预设的精准度标准。详见下表。

五、结语

倾斜摄影测量技术与我国传统的工程测绘技术相比，具有更为突出的应用优势，且在水利工程测绘领域的应用正逐步深化。为此，水利相关部门应增强对倾斜摄影测量技术的投资力度，积极探索与各种尖端测量技术的融合应用，以充分释放倾斜摄影测量技术的潜能，实现水利工程测绘精确性的显著提升。

参考文献：

[1]朱金海. 无人机倾斜摄影在水利工程测绘中的应用分析[J]. 工程建设与设计, 2024, (05): 162-164.

[2]李高潮, 田娜. 倾斜摄影测量在水利工程测绘中的应用[J]. 工程与建设, 2023, 37 (02): 491-494.

[3]万会明. 倾斜摄影测量技术在水利工程测绘中的应用[J]. 江西水利科技, 2022, 48 (02): 121-125.

[4]张朝帅. 航空摄影测量在水利工程地形测绘中的应用与分析[J]. 科技与创新, 2022, (01): 145-147+151.

[5]虞道祥. 探析倾斜摄影在水利工程测绘中的应用[J]. 珠江水运, 2021, (23): 103-104.