倾斜摄影测量的相关技术

2018-06-22

倾斜摄影测量技术作为一个新兴的广受瞩目的技术方法,不再局限于传统正射影像的只能从垂直角度拍摄的方式,它通过将多台传感器放置在同一飞行平台上,再同时从垂直、前视、后视、左视、右视等多个不相同的角度采集影像,从而反映地物更加真实的实际情况,并获取地面建筑物更加精准的数据信息,便于内业人员分析整理数据,从而极大的补充了传统摄影影像应用的不足,所以在城市三维建模中有广泛的应用前景。但国内的城市三维建模中的倾斜摄影测量技术仍处于实验阶段,需要进一步的研究和对其进行近一步推广。

一、倾斜摄影测量的相关技术

基于倾斜摄影数据的三维测量技术主要研究倾斜摄影测量的基本原理、倾斜摄影测量的特点、倾斜摄影测量的相关技术等三大部分。

(1)倾斜摄影测量的基本原理。通过将多台传感器放置在同一飞行平台上,除了运用传统摄影测量的垂直角度,传统航空摄影测量被先进技术处理从而制作4D产品外,为了获取地面上的建筑物的侧面的纹理信息还增加了前视、后视、左视与右视其他四个不同的角度采集影像,前视、后视、左视与右视四个倾斜摄影影像,要求采集影像的倾斜角度在15°—45°之间。在一个时段内,为了选择最清晰的一张制作细部纹理,内业人员需要连续拍摄几组影像重叠的照片,并且在这些相片中都能找到同一建筑物,这样内业人员可以在最后对倾斜影像进行分析和整理分析。

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(2)倾斜摄影测量的相关技术。技术一:多视影像联合平差。多视影像联合平差需要将影像间的相互遮挡的关系的方位元素和空间景物变形充分考虑在内,为了得到相对较好的同名点匹配结果,需要对各级影像处理采取由粗到精的方式方法,运用自由网光束法和同名点自动匹配平差。技术二:多基元、多视影像匹配。近年来随着计算机视觉的兴起,逐渐发展起来了多基元、多视影像匹配。倾斜摄影测量的基本要素之一是影像匹配,多视影像又具有分辨率高、拍摄范围大等特点,由此通过搜索多视影像上的特征,地面建筑物的二维数据就可以被确定下来,影像的三维特征就可以通过不同视角的二维特征转化出来了。例如:墙面的确定可以先给予一定的权值,并且将墙面按种类进行归类,要想获取建筑物的侧面结构,再将地面建筑物的各个墙面进行平面扫描和分割,并提取出建筑物屋顶的高度和轮廓。技术三:摄影影像的纠正。首先根据各影像的方位元素的解算结果,选择适当的影像匹配目标,进行密集匹配和特征匹配,为了提高计算效率也可以引入并行算法。再将不同匹配目标进行融合,通过进行滤波处理,形成统一的DSM。最后根据摄影图像显示的连续地形和离散的地面建筑物对象的空间分布和形状特征,通过轮廓绘制、片面拟合、重建屋顶等方法重新收集信息,再根据密集匹配和联合平差的结果建立像方和物方的同名对应关系,继而建立全局优化采样的纠正。

(3倾斜摄影测量的特点。特点一:地物周边情况被真实的反映出来。倾斜摄影测量所获得三维数据可真实地反映地物的外观、位置、高度等属性,增强了三维数据所带来的真实感,弥补了传统人工模型仿真度低的缺点。特点二:单张影像测量可通过倾斜影像实现。通过使用对应着的应用软件,可直接实现包括长度、高度、角度、坡度等的量测,这使得应用成果可用在公安、应急、测绘、旅游、环保等行业。由此看出倾斜摄影技术在各个行业中的应用得到广泛扩展。特点三:可采集建筑物侧面的纹理。针对城市三维建模的各种应用,利用倾斜摄影在空间中成图的规模巨大的特点,利用批量提取的先进方式,能够使城市三维建模的原料利用率大幅提高,减小污染并使成本减少。