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傾斜攝影測量技術是國際測繪遙感領域近年發(fā)展起來的一項高新技術，以大范圍、高精度、高清晰的方式全面感知復雜場景，通過高效的數(shù)據(jù)采集設備及專業(yè)的數(shù)據(jù)處理流程生成的數(shù)據(jù)成果直觀反映地物的外觀、位置、高度等屬性，為真實效果和測繪級精度提供保證。
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Smart  3D無人機傾斜攝影建模的原理與方法

深圳市英飛銘科技   陳小姐

傾斜攝影測量技術是國際測繪遙感領域近年發(fā)展起來的一項高新技術，以大范圍、高精度、高清晰的方式全面感知復雜場景，通過高效的數(shù)據(jù)采集設備及專業(yè)的數(shù)據(jù)處理流程生成的數(shù)據(jù)成果直觀反映地物的外觀、位置、高度等屬性，為真實效果和測繪級精度提供保證。同時有效提升模型的生產(chǎn)效率。三維建模在測繪行業(yè)、城市規(guī)劃行業(yè)、旅游業(yè)、甚至電商業(yè)等的行業(yè)應用越來越廣泛，越來越深入。

無人機航拍不再是大眾陌生的話題，商場到處可見的DJI商店，各種廠商的無人機也是層出不窮，這將無人機傾斜數(shù)據(jù)建模推到了一個關鍵性的階段。?

傾斜攝影技術，通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器（目前常用的是五鏡頭相機）。同時從垂直、傾斜等不同角度采集影像，獲取地面物體更為完整準確的信息。垂直地面角度拍攝獲取的是垂直向下的一組影像，稱為正片，鏡頭朝向與地面成一定夾角拍攝獲取的四組影像分別指向東南西北，稱為斜片。 攝取范圍如下圖：

在建立建筑物表面模型的過程中，下圖可以看到，相比垂直影像，傾斜影像有著顯著的優(yōu)點，因為它能提供更好的視角去觀察建筑物側(cè)面，這一特點正好滿足了建筑物表面紋理生成的需要。同一區(qū)域拍攝的垂直影像可被用來生成三維城市模型或是對生成的三維城市建模的改善。

利用建模軟件將照片建模，這里的照片不僅僅是通過無人機航拍的傾斜攝影數(shù)據(jù)，還可以是單反甚至是手機以一定重疊度環(huán)拍而來的，這些圖片導入到建軟件中，通過計算機圖形計算，結(jié)合pos信息空三處理，生成點云，點云構(gòu)成格網(wǎng)，格網(wǎng)結(jié)合照片生成賦有紋理的三維模型。區(qū)域整體三維建模方法生成路線圖：

 

行業(yè)里主流的有Bently公司的ContextCapture（Smart3D），俄羅斯Agisoft公司的PhotoScan，瑞士Pix4D公司Pix4D mapper。

這幾個建模軟件也是各有優(yōu)缺點，PhotoScan比較輕量級，但是生成的模型紋理效果不是太理想，Smart3D生成的三維模型效果最為理想，人工修復工作量較低，但是軟件比較復雜不易上手且價格較高。

下面就這三種軟件做一個對比：

這些軟件的拔地而起無疑造福了大量的三維愛好者，使得三維重建的門檻大大降低，人人都可以成為三維模型的作者。

下圖是這三個主流重建軟件的圖標:

?目前市面上最常見的，同時也是最難上手最昂貴的軟件 Smart3D，現(xiàn)在也叫ContextCapture，它是一套無需人工干預，通過影像自動生成高分辨率的三維模型的軟件解決方案。我們所接觸到的一般都是純英文版，這對于軟件的普及化學習形成了一定的阻礙，但是近期好像要推出中文漢化包了，請大家關注微信號 Wish3D （文章結(jié)尾有二維碼），我們會在第一時間發(fā)布中文補丁包。

接下來，我將以Smart3D為中心，從系統(tǒng)原理、軟件構(gòu)成、軟硬件要求和建模對象等幾個方面逐一和大家交流學習。

Smart3D軟件的總體流程：Smart3D需要以一組對靜態(tài)建模主體從不同的角度拍攝的數(shù)碼照片作為輸入數(shù)據(jù)源。

這些照片的額外輔助數(shù)據(jù)需要：傳感器屬性（焦距、傳感器尺寸、主點、鏡頭失真），照片的未知參數(shù)（如GPS），照片姿態(tài)參數(shù)（如INS），控制點等等。

 

Smart  3D無人機傾斜攝影建模的原理與方法

深圳市英飛銘科技   陳小姐

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