傾斜影像的原理及應(yīng)用方案

本文格式為Word版，下載可任意編輯——傾斜影像的原理及應(yīng)用方案傾斜影像數(shù)據(jù)公安行業(yè)應(yīng)用

1.背景概述

當(dāng)前，國防、公安、城管、交通、公眾服務(wù)等行業(yè)對地理信息具有十分迫切的需求，更希望使用時效性更強、更確切、更全面的地理信息服務(wù)。地理信息服務(wù)正在向精度高（到米級甚至分米級）、信息豐富（數(shù)據(jù)從二維到三維）、覆蓋面廣（空天地一體化）的方向發(fā)展。發(fā)展實景三維影像技術(shù)，快速、高效地采集空天地一體化的地理信息，采集的實景數(shù)據(jù)能夠按需測量，從而滿足各行業(yè)對地理數(shù)據(jù)全面、確切、及時更新的需求，是解決地理信息服務(wù)消費內(nèi)容需求的日益增長與信息采集相對滯后的矛盾的根本出路。

傾斜攝影技術(shù)是國際測繪領(lǐng)域近年來發(fā)展起來的一項高新技術(shù)。它顛覆了以往正射影像只能從垂直角度拍攝的局限，通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器，同時從一個垂直、四個傾斜共五個不同的角度采集影像，融合了傳統(tǒng)的航空攝影技術(shù)和近景測量技術(shù)，將用戶引入了符合人眼視覺的真實直觀世界。

2.傾斜攝影測量原理

傾斜攝影是攝影機主光軸明顯偏離鉛垂線或水平方向并按一定傾斜角進行的攝影。傾斜攝影裝置是一種機載裝置，其特征包括：5臺高空間分辯率面陣數(shù)碼相機，以一定角度安裝在航空攝影穩(wěn)定平臺上。該高空間分辯率面陣數(shù)碼相機攝影裝置包括下視相機，前視相機，后視相機，左視相機，右視相機。下視相機為垂直攝影，用于制作DEM，正射影像。前視相機、后視相機、左視相機和右視相機都為傾斜攝影，用于獲取地物側(cè)面紋理影像，傾斜角度在15-45°之間。相機之間通過時間同步裝置進行成像時間確切對準(zhǔn)；由神態(tài)測量裝置提供影像神態(tài)和位置參數(shù)。具有計算機控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲裝置，負(fù)責(zé)對以上部件進行數(shù)據(jù)采集控制，發(fā)送同源觸發(fā)信號啟動該多臺面陣相機，實現(xiàn)同步數(shù)據(jù)采集以及存儲維護。

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圖傾斜攝影測量采集方式

通過相應(yīng)的傾斜影像數(shù)據(jù)處理軟件，對采集到的傾斜影像進行預(yù)處理，包括調(diào)色、糾偏、校正、鑲嵌、融合等等系列處理，形成符合應(yīng)用需求的傾斜影像庫。

圖傾斜攝影測量影像

3.傾斜影像特點

?反映地物周邊真實狀況

相對于正射影像，傾斜影像能讓用戶從多個角度觀測地物，更加真實的反映

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地物的實際狀況，極大的彌補了基于正射影像應(yīng)用的不足。

?傾斜影像可實現(xiàn)單張影像量測

通過配套軟件的應(yīng)用，可直接基于成果影像進行包括高度、長度、面積、角度、坡度等的量測，擴展了傾斜攝影技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用。

?建筑物側(cè)面紋理可采集

針對各種警用地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，利用航空攝影大規(guī)模成圖的特點，加上從傾斜影像批量提取及貼紋理的方式，能夠有效的降低城市三維建模成本。

?數(shù)據(jù)量小易于網(wǎng)絡(luò)發(fā)布

相較于三維GIS技術(shù)應(yīng)用巨大的三維數(shù)據(jù)，應(yīng)用傾斜攝影技術(shù)獲取的影像的數(shù)據(jù)量要小得多，其影像的數(shù)據(jù)格式可采用成熟的技術(shù)快速進行網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，實現(xiàn)共享應(yīng)用。

4.基于傾斜影像的城市快速三維模型

三維建模技術(shù)手段：基于TIN的大場景快速建模。

圖基于TIN的大場景快速建模

通過對獲得的傾斜影像進行幾何處理、多視匹配、三角網(wǎng)構(gòu)建，提取出典型地物的紋理特征，并對該紋理進行可視化處理，最終得到三維模型。我們只需要靠傾斜影像，無需LIDAR等輔助設(shè)備，便可以提供逼真的建模場景和智能的處理流程，構(gòu)建不同層次細(xì)節(jié)度(LoD)下的三角網(wǎng)模型，在精度、自動化、適應(yīng)性及簡單性等方面都有著一定的優(yōu)勢。由LIDAR設(shè)備提取出來的三維模型并不確鑿，主要取決于以下幾個因素：點間隔、掃描角度、線提取算法的效果等。所以由LIDAR提取出來的三維模型需要改善，以便獲得更為確鑿的三維城市模型。

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圖渲染后的城市大規(guī)模三維模型效果

基于TIN的大場景快速建模特點：

?比粗模精細(xì)，比精模逼真?正視影像立體測模型?傾斜影像自動貼紋理

?粗模的價格，真實紋理的體驗

5.傾斜影像數(shù)據(jù)管理軟件

傾斜影像具有可測量、可標(biāo)注、可瀏覽、可鏈接的特點，基于影像，可進行任何地物的信息提取與建庫。

傾斜攝影軟件集成了多角度傾斜影像瀏覽、量測、注記、查詢、GIS疊加等功能，將繁雜的地理空間信息轉(zhuǎn)化成了直觀可量測的視覺信息。軟件通過獲取繁雜的地理空間信息并實時將其解析成有用的可視化數(shù)據(jù)和位置信息，然后對這些

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信息進行重新組織，為各種部門或應(yīng)用提供有用的信息。

具體功能如下：

?多視角瀏覽-同一區(qū)域東、南、西、北四個角度的傾斜影像及正射影像。?量測功能-距離、面積、高度、角度、海拔、經(jīng)緯坐標(biāo)?？稍谟跋裆现?/p>

接進行量測。

?圖層疊加-可將DMI、二維地圖與傾斜影像進行疊加顯示。?影像探尋-通過直接點擊地圖或輸入地理坐標(biāo)來探尋。?其它-注記功能，GIS查詢等

該軟件具有良好的可擴展性，能與現(xiàn)有的GIS和MIS無縫集成，具有全方位的影像展示、便利易用、視頻智能、工具包靈敏、互操