倾斜摄影技术通过在飞行平台上搭载一台或多台传感器,同时从一个垂直、四个侧视等不同角度采集影像。
倾斜摄影可以理解为一项进化了的摄影测量技术,它比传统的摄影测量多了四个倾斜拍摄角度,能够获取到更加丰富的侧面纹理信息的同时,测量精度也得到大幅提升,广泛用于工程测量等各行各业中。
倾斜摄影技术特点及应用
1.真实的反映地物的真实面貌
倾斜摄影获取的数据是现实世界的真实反映,使用户可以从多个角度周边情况,极大的弥补了基于正射影像应用的不足。
2.性价比高
倾斜摄影不仅能通过采用先进的定位技术,嵌入精确的地理信息,提供更丰富的影像信息,输出DSM、DOM、DLG等数据成果,还能利用倾斜影像批量提取及贴纹理的方式,有效降低城市三维建模成本。
3.效率高
倾斜摄影测量技术借助无人机可成片、大规模、快速、批量的采集影像数据及贴纹理,快速实现全自动化三维建模。
由于倾斜影像为用户提供了更丰富的地理信息,更友好的用户体验,该技术在欧美等发达国家已经广泛应用于应急指挥、国土安全、城市管理、房产税收等行业。
倾斜摄影三维建模
倾斜摄影可以通过对影像的加工处理,生成实景模型。一般来说,实景建模技术,主要分为以下三类:
第一类倾斜摄影+激光扫描建模,即由倾斜摄影提供模型纹理、由雷达构建模型骨架,再通过适度的人工干预生产出倾斜摄影模型,常见输出的格式有.obj、.max等。在扫描精度和距离比较有优势的扫描仪厂商有天宝的三维激光扫描仪。
第二类倾斜摄影+人工干预建模,就是对倾斜摄影数据进行自动化建模,再通过修饰软件进行人工修饰。修饰的细节包括:模型的骨架变形、建筑物底部纹理的遮挡等。修饰后的模型成果不破坏自动化模型成果的结构。目前,具有这种工艺的软件有天际航的DP-Modeler。
第三类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。目前市场上的主要用来自动化建模软件是Bentley的ContextCapture,其模型输出格式为s3c。ContextCapture自动化建模的过程主要为:空中三角测量、生成密集点云、构建TIN模型、自动纹理切片。
传统的三维建模制作出的模型数据精度较低,纹理与实际效果偏差较大,并且生产过程需要大量的人工参与;同时数据制作周期较长,造成数据的时效性较低,因而无法真正满足用户需要。
采用倾斜摄影自动化建模方式,建出的模型不仅能直观反映地物的外观、位置、高度等属性,而且有效提升模型的生产效率,采用人工建模方式一两年才能完成的一个中小城市建模工作,通过倾斜摄影自动化建模方式只需要三至五个月时间即可完成,大大降低了三维模型数据采集的经济代价和时间代价。
倾斜摄影建模应用
1.城市更新
项目地点:广州南沙区新涌村实景项目
项目内容:对该村域的建筑进行统计和分析,助力城市更新服务
拍摄方式:倾斜摄影
拍摄面积:3.85平方千米
照片重叠度:航向80%,旁向75%
照片数量:16545张
外业拍摄用时:5天
内业建模用时:7天
模型精度:5cm
2.体积测量
项目:华南理工大学实景项目
拍摄方式:倾斜摄影折线飞行
项目内容:该项目位于广东省广州市华南理工大学,通过航拍和建模,对该地块进行一个土方量的计算评估
飞行高度:95米
外业拍摄用时:2天
拍摄面积:0.6平方千米
照片重叠率:航向80%,旁向75%
照片数量:5230张
内业建模用时:2天
模型精度:5cm
3.土方测量
项目:江汉某药厂实景项目
江汉某项目涉及到原药厂遗址土方运输处理,由于药厂的特殊性,厂区内的废土废水具有一定的危害性,传统土方测量对作业人员的身体健康可能有危害性,同时根据甲方的环保规程,必须将污染水土的挖排运输精确到立方米,因此,经研究决定使用无人机倾斜摄影实景建模,在外业工作中将人员接触污染水土的可能性降到最低,同时精确地量测土方。
传统土方测量
无人机倾斜摄影实景建模的实施工程中,只需要在厂区局部地区使用RTK每平方公里采集10-20个控制点,再使用无人机航拍,利用Bentley ContextCapture Center结合这两种数据,就能生产厂区三维模型,并在三维模型的基础上测量土方。
控制点采集
航拍照片示例
空三计算
生成模型
体积测量
4.设计
项目:珠海桂山岛实景项目
厦门某岛孤悬海上,交通极不便利,由于海岛建设的需求,需要对该海岛进行测量,但是由于海岛地势与环境等因素,传统测量很难实现,经过研究后,决定采取实景建模方案。
只需要采集少量控制点以及无人机航拍就能建立海岛全貌三维模型,既能节省成本,又能全要素采集到海岛的每一个角落每一个要素,与三维设计相结合更是事半功倍。
海岛全貌
与设计方案结合示意图
5.施工监测
项目:抚州市东乡区实景项目
为了切实响应国家数字城市智慧城市的号召,抚州东乡市政府对东乡城区进行了一次大范围的实景三维建模,作为城市重要测绘数据和历史资料使用,我司为东乡市全部城区进行了航拍采集加内业建模,以及后期的模型修饰工作。
东乡市实景三维全景
东乡市市政府大楼
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