倾斜摄影测量报告

倾斜摄影测量学习报告

一、倾斜摄影介绍

1、定义：

倾斜影像为相机主光轴在有一定的倾斜角时拍摄的影像。它是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术，它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像，将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。航空倾斜影像不仅能够真实地反应地物情况，而且还通过采用先进的定位技术，嵌入精确的地理信息、更丰富的影像信息、更高级的用户体验，极大地扩展了遥感影像的应用领域，并使遥感影像的行业应用更加深入。同时，倾斜影像技术的引进和应用，使得目前高昂的三维城市建模成本将得以大大降低。

2、倾斜摄影发展历史：

（1）早在第一次世界大战期间，就有飞行员用一种叫做 Graflex 的相机拍摄倾斜航空影像，用于战场侦查。其优点是不需要飞行到测区上方。

（2）1904年，由Schiempflug研制的八镜头相机。搭载在飞艇上用于航空摄影。

（3）1926 ，由Aschenbrenner研制的九镜头相机。 1931年该相机被用于测量南极。

（4）1920年代末，Bagley三镜头相机。这类三镜头相机在1930s-1940s被大量生产和应用。

（5）1930年代，Barr & Stroud 七镜头相机。由E.H. Thompson研制。

（6）1930年代，系统结构：创新性地采用了一个垂直相机和四个倾斜相机的结构，称之为马耳他十字(Maltese Cross) 结构。

2、优点：

（1）多角度拍摄，弥补竖直摄影不足；

（2）较大立体角度，测量精确度更高；

（3）多视交会，利于提高测量可靠性；

（4）减少盲区，有助于自动识别和重建；

（5）可以利用倾斜影像进行单像重建。

3、挑战：

（1）影像变形大导致自动控三难度加大；

（2）影像尺度变化大导致自动空三难度加大；

（3）影像数据量巨大增加了数据处理工作量。

4、意义：

由于倾斜影像为用户提供了更丰富的地理信息，更友好的用户体验以及其低廉的成本，该技术目前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。倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术，它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像，将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。机载倾斜摄影测量系统是对常规摄影测量系统的改进和发展，它能够获取常规摄影无法得到的地物立面的纹理信息和几何信息，在数字城市构建中具有重要的意义。

1、技术介绍：

（1）多视影像自动化匹配；

（2）区域网自动空三及光束法平差；

（3）DSM自动生成；

（4）地表快速三维重建；

（5）真正射影像制作；

（6）建筑物等目标半自动快速三维重建。

2、倾斜影像自动空三技术：

（1）输入倾斜影像

（2）倾斜影像连接点自动匹配

（3）匹配粗差检测，构建自由网

（4）输入地面控制数据

（5）区域网平差

3、倾斜影像密集匹配：

（1）Semi-Global matching 半全局匹配,为双像密集匹配方法；

（2）PMVS2 (Patch-based MultiView Stereo)，基于区域块的多视匹配方法；

4、多视影像自动化匹配及空三技术：

（1）金字塔技术；

（2）改进放射不变特征匹配；

（3）灰度相关和最小二乘法匹配；

（4）自适应可变窗口重采样；

（5）空三二次加密。

5、半自动三维建模技术：

（1）倾斜摄影测量自动空三；

（2）导入测区影像及其内外方为元素等信息；

（3）密集匹配点云；

（4）建立双视、多视立体模型；

（5）半自动立体量测建筑物等目标，纹理自动映射；

（6）3DMax模型管理、模型编辑、半/手动纹理映射；

（7）3DMax模型渲染、浏览和导出。

4、倾斜影像拼接技术：

（1）获取各视角的倾斜影像；

（2）建立虚拟影像；

（3）选取视野范围内的倾斜影像；

（4）将选择的倾斜影像像素反投影至虚拟影像；

（5）减小高出地面竖直物体的重影效应。

1、倾斜摄影相机介绍

2、倾斜摄影软件应用系统

（1）功能：快速地搜索和查看感兴趣区域的倾斜影像数据。提供量测、注释功能。

（2）特点：1）快速：快速地在线定位、显示及下载所需影像；

2）方便共享：借助便利的网络可方便地与相关人员共享数据信息；

3）代价低：不需要花费大量的成本去存储影像以及提供IT支持；

4）方便获取及使用：只需在网上用账号登陆即可；

5）搜索方便：可以按街道名、地理坐标和GIS图层信息进行搜索；

6）导航方便：使用户方便地在大量的影像数据中导航，也可获取所在位

置周围区域的影像。

（3）特点： 1）也采用五相机获取下视和倾斜影像；

2）集成下视、倾斜和街景数据；

3）支持主流的GIS\测图系统；

4）提供量测功能。

3、单张倾斜影像姿态恢复及应用

（1）场景约束条件：1）铅垂线； 2）直角；3）平行线等。

（2）基于铅垂线约束恢复单张倾斜影像姿态：

1）地面铅垂线在影像上对应的直线均相交于像底点，其中像底点为过影像透视中心的铅垂线与影像面的交点；

2）若成像面水平，则像底点与像主点重合。

（3）基于平面直角约束恢复单张倾斜影像姿态：

1）由于影像具有一定的倾角，水平地面上垂直的两直线在影像上对应的两直线不再垂直；

2）若成像面水平，则平顶建筑物的两条垂直边缘在影像上对应的两直线也应垂直；

3）若已恢复出影像的姿态角，则将影像上提取的平顶建筑物屋顶上两条相邻边投影至任意水平面，投影获得的两直线均应相互垂直。

（4）无地面控制点、基于场景约束恢复单张倾斜影像姿态：