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(guó)防、公安、城管、交通、公眾服務(wù)等行業(yè)對(duì)地理信息具有十分迫切的需求，更希望使用時(shí)效性更強(qiáng)、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(jí)甚至分米級(jí)）、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(shí)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(shí)景數(shù)據(jù)能夠按需測(cè)量，從而滿足各行業(yè)對(duì)地理數(shù)據(jù)全面、確切、及時(shí)更新的需求，是解決地理信息服務(wù)消費(fèi)內(nèi)容需求的日益增長(zhǎng)與信息采集相對(duì)滯后的矛盾的根本出路。

傾斜攝影技術(shù)是國(guó)際測(cè)繪領(lǐng)域近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)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(guò)在同一飛行平臺(tái)上搭載多臺(tái)傳感器，同時(shí)從一個(gè)垂直、四個(gè)傾斜共五個(gè)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(cè)量技術(shù)，將用戶引入了符合人眼視覺(jué)的真實(shí)直觀世界。

2.傾斜攝影測(cè)量原理

傾斜攝影是攝影機(jī)主光軸明顯偏離鉛垂線或水平方向并按一定傾斜角進(jìn)行的攝影。傾斜攝影裝置是一種機(jī)載裝置，其特征包括：5臺(tái)高空間分辯率面陣數(shù)碼相機(jī)，以一定角度安裝在航空攝影穩(wěn)定平臺(tái)上。該高空間分辯率面陣數(shù)碼相機(jī)攝影裝置包括下視相機(jī)，前視相機(jī)，后視相機(jī)，左視相機(jī)，右視相機(jī)。下視相機(jī)為垂直攝影，用于制作DEM，正射影像。前視相機(jī)、后視相機(jī)、左視相機(jī)和右視相機(jī)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(jī)之間通過(guò)時(shí)間同步裝置進(jìn)行成像時(shí)間確切對(duì)準(zhǔn)；由神態(tài)測(cè)量裝置提供影像神態(tài)和位置參數(shù)。具有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，負(fù)責(zé)對(duì)以上部件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集控制，發(fā)送同源觸發(fā)信號(hào)啟動(dòng)該多臺(tái)面陣相機(jī)，實(shí)現(xiàn)同步數(shù)據(jù)采集以及存儲(chǔ)維護(hù)。

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圖傾斜攝影測(cè)量采集方式

通過(guò)相應(yīng)的傾斜影像數(shù)據(jù)處理軟件，對(duì)采集到的傾斜影像進(jìn)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(kù)。

圖傾斜攝影測(cè)量影像

3.傾斜影像特點(diǎn)

?反映地物周邊真實(shí)狀況

相對(duì)于正射影像，傾斜影像能讓用戶從多個(gè)角度觀測(cè)地物，更加真實(shí)的反映

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地物的實(shí)際狀況，極大的彌補(bǔ)了基于正射影像應(yīng)用的不足。

?傾斜影像可實(shí)現(xiàn)單張影像量測(cè)

通過(guò)配套軟件的應(yīng)用，可直接基于成果影像進(jìn)行包括高度、長(zhǎng)度、面積、角度、坡度等的量測(cè)，擴(kuò)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(duì)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(diǎn)，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(jìn)行網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，實(shí)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(chǎng)景快速建模。

圖基于TIN的大場(chǎng)景快速建模

通過(guò)對(duì)獲得的傾斜影像進(jìn)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(duì)該紋理進(jìn)行可視化處理，最終得到三維模型。我們只需要靠?jī)A斜影像，無(wú)需LIDAR等輔助設(shè)備，便可以提供逼真的建模場(chǎng)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(dòng)化、適應(yīng)性及簡(jiǎn)單性等方面都有著一定的優(yōu)勢(shì)。由LIDAR設(shè)備提取出來(lái)的三維模型并不確鑿，主要取決于以下幾個(gè)因素：點(diǎn)間隔、掃描角度、線提取算法的效果等。所以由LIDAR提取出來(lái)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(chǎng)景快速建模特點(diǎn)：

?比粗模精細(xì)，比精模逼真?正視影像立體測(cè)模型?傾斜影像自動(dòng)貼紋理

?粗模的價(jià)格，真實(shí)紋理的體驗(yàn)

5.傾斜影像數(shù)據(jù)管理軟件

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

傾斜攝影軟件集成了多角度傾斜影像瀏覽、量測(cè)、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(cè)的視覺(jué)信息。軟件通過(guò)獲取繁雜的地理空間信息并實(shí)時(shí)將其解析成有用的可視化數(shù)據(jù)和位置信息，然后對(duì)這些

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信息進(jìn)行重新組織，為各種部門(mén)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(gè)角度的傾斜影像及正射影像。?量測(cè)功能-距離、面積、高度、角度、海拔、經(jīng)緯坐標(biāo)。可在影像上直

接進(jìn)行量測(cè)。

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

該軟件具有良好的可擴(kuò)展性，能與現(xiàn)有的GIS和MIS無(wú)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