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发布时间:2018-12-22来源:测绘院:王伟


  一、倾斜摄影技术简述


  倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术,它打破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、倾斜等不同角度采集影像,获取地面物体更为完整准确的信息。垂直地面角度拍摄获取的影像称为正片,镜头朝向与地面成一定夹角拍摄获取的影像称为斜片。

   

  二、倾斜摄影建模技术流程


  1、倾斜影像采集


  倾斜摄影技术不仅在摄影方式上区别于传统的垂直航空摄影,其后期数据处理及成果也大不相同。倾斜摄影技术的主要目的是获取地物多个方位(尤其是侧面) 的信息并可供用户多角度浏览,实时量测,三维浏览等获取多方面的信息。


  (1) 倾斜摄影系统构成


  倾斜摄影系统分为三大部分,第一部分为飞行平台;第二部分为人员;第三部分为仪器部分,传感器(多头相机、 GPS定位装置获取曝光瞬间的三个线元素 x,y,z)和姿态定位系统(记录相机曝光瞬间的姿态,三个角元素φ、ω、κ) 。


  (2) 倾斜摄影航线设计


  倾斜摄影的航线设计采用专用航线设计软件进行设计,其相对航高、地面分辨率及物理像元尺寸满足三角比例关系。航线设计一般采取旁向重叠度到达60-80%,航向重叠度达到60-80%。航线设计软件生成一个pos数据文件,该文件包含飞机实际飞行的各个相机对应的曝光点坐标位置和相机姿态角数据,给三维建模的基础数据添加地理位置信息和角度计算基础数据。


  2、倾斜影像加工


  影像获取完成后,首先要对获取的影像进行质量检查,对不合格的区域进行补飞,直到获取的影像质量满足要求;其次进行匀光匀色处理;再次进行几何校正、同名点匹配、区域网联合平差,最后将平差后的数据(三个坐标信息及三个方向角信息)赋予每张倾斜影像,使得他们具有在虚拟三维空间中的位置和姿态数据,至此倾斜影像即可进行实时量测,每张斜片上的每个像素对应真实的地理坐标位置。倾斜摄影建模技术通常包括:


  (1)影像预处理;(2)区域网联合平差;(3)多视影像密集匹配;(4)数字表面模型(DSM)生产;(5)真正射影像纠正。关键内容其基本原理如所示:

  三、倾斜模型生产


  倾斜摄影获取的倾斜影像经过影像加工处理后可以进行模型生成。建模主要技术方法:

倾斜摄影自动化建模,只通过倾斜摄影获取的多视角影像来生产模型,即Mesh(三角网)模型。自动化建模的过程可以简单描述为:先经过几何校正、联合平差等一系列复杂的运算得到带有高程的稠密的点云数据,抽稀,然后构建一张连续的TIN三角网,最后把拍摄的高分影像贴到三角网上,最终得到倾斜摄影模型,如下图。 



  四、倾斜摄影的应用领域


  倾斜摄影技术的发展不仅扩展了遥感和摄影测量技术的应用领域,该技术的引进也使得三维城市建模的成本大大降低。目前,倾斜摄影技术被广泛应用于城市管理、国土资源管理、智慧城市、应急指挥、国土安全、地质防治等领域。下面简单介绍下倾斜摄影三维建模在滑坡体治理工程中的应用。


  1、全方位实景展示


  倾斜摄影三维模型为实景模型,地表附着物构筑物等相互关系十分精确,且表面纹理颜色等均与实际情况一致。通过对实景模型的浏览,可以方便的了解整个工程范围情况,对整个工程形成直观印象。


  2、实时量测


  倾斜摄影三维模型精度较高,模型分辨率优于0.05m,且可直接基于模型进行包括高度、长度、面积、角度、坡度等量测。

 


  3、强大的剖面分析功能


  倾斜摄影三维模型实际为地表三维高程格网上覆盖精准地表影像,通过专用软件,可以很方便的截取地表剖面,便于进行针对性分析。

 


  4、三维设计功能


  通过专用软件,可以很方便的在倾斜摄影三维模型进行三维设计,将工程治理形象直接反映在三维模型上,可以较精确计算工程开挖或回填方量,同时也可以进行简单的碰撞试验,优化设计。  


  五、本人对行业发展的认识


  1、数据、平台、服务是未来地理信息行业的三大主要内容,其趋势是数据生产的集约化和应用服务的集成化;


  2、数据内容将从二维平面扩展到“地上-地下,室内-室外”一体化的三维空间,并增加时间维度;


  3、谁掌握三维全要素数据,谁就占据三维行业制高点;


  4、具有精细化、可量测、真实感、高精度、对象化、更新快、定制化的三维地理信息,将成为行业应用和公众服务的基础支撑;


  5、在大数据时代、智慧城市的时代,全息三维将是地理信息产业服务于智慧城市、大数据时代的有力武器。

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