浅谈倾斜摄影技术特点及应用
倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术,它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,同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像,将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。
倾斜摄影测量不仅能够真实地反应地物情况,而且可通过先进的定位技术,嵌入精确的地理信息、更丰富的影像信息、更高级的用户体验,极大地提高了航摄影像处理的速度。倾斜影像技术的应用,使目前高昂的 3 维城市建模成本大幅降低,大大提高 3 维城市建模的速度。
特点一:反映地物周边真实情况相对于正射影像,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。
特点二:倾斜影像可实现单张影像量测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。
特点三:建筑物侧面纹理可采集针对各种三维数字城市应用,利用航空摄影大规模成图的特点,加上从倾斜影像批量提取及贴纹理的方式,能够有效的降低城市三维建模成本。
特点四:数据量小易于网络发布相较于三维GIS技术应用庞大的三维数据,应用倾斜摄影技术获取的影像的数据量要小得多,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。
倾斜摄影测量应用范围相当广泛,可以延伸到公众生活中的方方面面,例如:政府方面的税收评估、公共安全、执法行动、规划发展、消防;公共事业方面的灾害评估、环保、紧急救助;企业方面的保险、房地产;以及公众方面的位置服务、互联网应用、旅游等。
倾斜摄影技术对于发展智慧城市有很大的推动力,其提供的一系列的地物信息,可以构建三维城市模型,为智能化的管理提供了便利条件。
一.基于倾斜摄影技术快速建立城市3维模型
(1)城市基础信息搜集
1)数字线划图
数字线划图( DLG) 是城市基本图件的最主要形式,是进行规划、设计、管理等工作的基础。城市的 DLG 包含了城市房屋的外框信息和高程信息,以及屋顶的矢量信息,内业人员可以通过房屋的外框和屋顶坐标等信息,快速生成白模。
2) 城市测区划分
将相似的或相同区域的模型划分为一个测区,统一进行模型命名和纹理编号,便于项目管理和相似纹理共享。
3)地物倾斜影像
地物倾斜影像是由倾斜摄影得到的地物影像,包含地物的属性信息,可将同一地物的影像保存在同一个文件夹内。
4) 地物属性表
地物属性表记录地物的实际名称,对应的模型名称、纹理编号,以及航高、航速、航向重叠、旁向重叠、坐标等信息。
5)结合表
结合表是模型的分图依据,记录了某个模型具体由哪个作业员制作,哪个检查员检查,以及模型名称、纹理编号、坐标等信息。
(2)建筑模型细部分析
通过倾斜影像和 DLG,对地面建筑进行自动提取,快速建立白模,此时的白模已经初步具备建筑的外框、高程等信息,再经过内业人员对倾斜影像的具体细部分析,构建出建筑的屋顶、阳台、观景台、飘窗、女儿墙、老虎窗、门斗等细部信息,合成精细白模,经过建筑细部分析后合成的精细白模。
(3)模型纹理制作
利用图像处理软件,结合倾斜影像,对地面建筑细部进行纹理划分,由于纹理可以重复变换,因此只制作具有代表性的建筑物纹理即可。内业人员能够在最多 8 张倾斜影像上找到建筑物的某个细节纹理,通过变换、消失点等方式精确制作建筑物的纹理,完成模型纹理制作工序。
(4)模型贴图
利用 3 维处理软件的 UVW 贴图功能,结合相关的脚本语言,将纹理根据编号快速贴到建筑物上。
二.倾斜摄影应用在“智慧城市”
倾斜摄影能够广泛应用于城市规划、建设和管理等各个方面,尤其在公共安全与应急反恐方面具有其他数据源不可替代的价值。倾斜影像能够使指挥决策者看到比正射影像更多的环境信息,从而更好辅助决策。相比只能看到屋顶的正射影像,倾斜影像可看到房屋侧面的紧急出口。倾斜影像上任意点之间可以进行准确量算,比如计算通视距离、设计制高点和狙击方案等。这些事发地周围的详细信息,在应急行动中关乎人员及财产的安全,有时甚至能起到决定性的作用。
美国“9·11”恐怖袭击发生后,美国军方立刻使用倾斜摄影测量技术获取了五角大楼影像,迅速了解现场情况,并制定了最合理的执行方案。目前,该技术已经在美国警方普及应用,帮助后方指挥人员掌握最细致的案发地情况,以便发出合理的指令。这样不仅提高了执行效率,而且提高了警务人员的安性,取得了良好的效果。美国国家地理空间情报局(NGA)认为:一幅图像胜过千言万语,惟有图像的方式才能做到赋予领导者敏锐的洞察力。
以上为小编整理部分关于我国倾斜摄影技术特点及应用的内容,仅供读者参考,更多信息请继续关注。
整理:陈柳林
审核:高冲、黄家伟
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