倾斜摄影方案书V1.0.docx
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倾斜摄影方案书
1、倾斜摄影定义
倾斜摄影全称倾斜摄影测量技术,是国际测绘领域近年来发展起来的一项高新技术,它颠覆了传统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(通常是五个),同时从一个垂直、四个倾斜等不同角度采集影像,并通过街景工厂的空三加密处理与自动化建模技术生产实景三维模型,得到全要素、可量测的三维模型成果。
从而克服了传统航空摄影技术只能从垂直角度进行拍摄的局限性,能更加真实地反映地面的实际情况,弥补了正射影像的不足,通过整合POS\DSM及矢量等数据,进行基于影像的各种三维测量。
基于人眼视觉适合于观察倾斜透视像片的特点,倾斜影像测量技术更适合于网络环境应用。
针对倾斜摄影数据的特点,人们进行了多方面的研究探讨,该技术可广泛应用于测绘、国土安全、城市管理等领域。
2、方案设计目标
•三维数据的高精准可量测性
•色彩和形态的全要素还原
•产品的多样性和可延展性
•建模的高效和相对低成本
3、倾斜摄影技术特点
特点一:
反映地物周边真实情况
相对于正射影像,倾斜影像能让用户从多个角度观察地物,更加真实的反映地物的实际情况,极大的弥补了基于正射影像应用的不足。
特点二:
倾斜影像可实现单张影像量测
通过配套软件的应用,可直接基于成果影像进行包括高度、长度、面积、角度、坡度等的量测,扩展了倾斜摄影技术在行业中的应用。
特点三:
建筑物侧面纹理可采集
针对各种三维数字城市应用,利用航空摄影大规模成图的特点,加上从倾斜影像批量提取及贴纹理的方式,能够有效的降低城市三维建模成本。
特点四:
数据量小易于网络发布
相较于三维GIS技术应用庞大的三维数据,应用倾斜摄影技术获取的影像的数据量要小得多,其影像的数据格式可采用成熟的技术快速进行网络发布,实现共享应用。
4、行业应用
数字城市、公安应急、水利、交通、环保、航空、旅游、石油、电力、通信、规划、国土资源、林业、军事国防、房地产等15个行业。
5、公司简介
北京XX科技有限公司,是一家紧跟国家科技战略,以“互联网+”思路为手段,“智慧城市”建设为目标的具有现代化运营理念的IT服务与解决方案供
应商。
XX融合中国北斗导航应用、智慧管廊、地理信息位置服务、智能设备监测系统、智能安防、计算机系统集成一体化及服务外包产业的发展趋势,主动顺应产业发展趋势,有效利用国家发展政策,依托园区内全球联动资源的优势,积极发挥自身的集聚效应和资源优势,凭借成熟、先进的软硬件研发技术,积极发挥平台作用,助力智慧城市智慧管网产业发展。
公司总部坐落于北京中关村融科资讯大厦,上海、深圳同步设立分支机构,战略性构建全国营销及服务网络。
软硬件研发基地位于哈尔滨、北京,哈尔滨和济南同步设立实验室。
6、技术方案
6.1倾斜摄影建模技术
倾斜摄影建模:
多角度航拍带有倾斜角度的影像,通过专业的建模处理软件,全自动的生成模型的过程(仅需要倾斜影像)。
6.1.1倾斜摄影建模
要了解倾斜摄影建模首先得了解倾斜摄影,倾斜摄影(obliqueimage)是指由一定倾斜角的航摄相机所获取的影像。
倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像,获取地面物体更为完整准确的信息。
仅由倾斜模型生成三维模型的过程就是倾斜摄影建模,如图1所示。
图1
6.1.2倾斜摄影有以下特点:
1)可以获取多个视点和视角的影像,从而得到更为详尽的侧面信息。
2)具有较高的分辨率和较大视场角。
3)同一地物具有多重分辨率的影像。
4)倾斜影像地物遮挡现象较突出。
倾斜摄影测量技术一般包含以下处理流程,如图2所示:
图2
倾斜摄影自动化生成的模型本质上是mesh模型,自动化软件一般经过几何校正、联合平差等处理流程,可运算生成基于真实影像的超高密度点云,并以此生成
基于真实影像纹理的高分辨率实景三维模型。
点云效果图,如图3所示:
图3
点云构建TIN模型,如图4、图5所示:
图4
图5
纹理映射构建真实三维模型,如图6所示:
图6
6.1.3倾斜摄影建模的优势
倾斜摄影获取多个视角影像,全方位获取地物信息,相比传统建模方式更为快捷获取建筑物的顶部及侧面纹理信息,通过专业的数据处理软件能够快速生成三维模型,还原真实世界。
传统建模与倾斜摄影模型对比,如图7所示:
图7
6.2技术解决方案
根据倾斜模型的特点,XX三维结合自身的二维GIS优势,实现了倾斜摄影模型二三维一体化GIS解决方案。
下面将从倾斜模型加载及实时渲染和倾斜模型的GIS基础功能两个方面具体的展示。
6.2.1模型加载
系统组件提供新的三维图层,该图层可以加载osgb格式的倾斜模型,由于osgb文件较多,我们采用索引文件(*.scp)的方式加载。
下面将详细的介绍模型的加载及倾斜模型在超图三维场景中的效果。
6.2.2OSGB文件
倾斜摄影自动建模可以生成多种数据格式的模型,包括obj、osg(osgb)、dae等通用的兼容格式,超图支持OSGB格式的倾斜模型文件,它自带超过
20级金字塔级别的模型精度等级,充分利用LOD结构,加载速度快,我们支持任意剖分格式的倾斜建模,包括四叉树、八叉树、任意。
如图8所示:
图8
6.2.3OSGB索引工具
为了更方便的加载osgb模型数据,我们提供了osgb索引文件生成器,通过简单的操作即可生成场景缓存加载的*.scp文件(如图9)。
双击OSGB索引文件生成器.exe工具,输入osgb文件夹路径,按下回车键即可生成*.scp文件
(如图10)。
图9
图10
该文件包含xml文件头、倾斜模型插入点位置、每个模型tile的根节点的相对路径。
手动修改插入点坐标(如图11):
图11
桌面加载倾斜模型数据(图12)
图12
6.2.4场景展示
直接加载OSGB原始文件,实时渲染帧率达60帧左右,数据承载力强、稳定性高。
桌面、组件(iObject)及客户端(iclient)都完美支持倾斜摄影模型数据(如图13、图14、图15、图16)。
目前测试最大面积400平方公里倾斜模型数据,数据量300GB,理论上还可以支持更大的倾斜摄影模型数据。
桌面及组件效果:
图13 图14
图15
客户端效果:
图16
6.3组件功能
倾斜摄影模型GIS基础功能分为以下部分:
6.3.1二三维一体化GIS功能
结合二维GIS优势,我们采用叠加二维矢量面的方式来解决倾斜模型一些基本GIS功能:
图查属性、属性查图、周边查询、专题图制作等。
矢量面的高度模式采用新版本提供的依对象(ClampToObject)高度模式。
6.3.2压平倾斜模型
为了满足规划等一些行业的应用,压平倾斜模型即可达到拆除建筑物的效果,再置换成用户的规划数据满足行业应用。
6.3.3倾斜模型参与地表开挖
实现地上地下GIS应用,倾斜摄影模型也参与地表开挖。
6.3.4地形修改
为了解决地形与模型的套合问题,sp2版本及后续版本提供并完善地形修改功能。
地形修改高度模式为修改地形(ModifyTerrain)。
6.3.5添加水面
倾斜模型水面区域经常有破洞,超图三维水面符号可以补充,参数化的水面填充符号可以满足不同区域的水体效果。
6.3.62.5D地图生成
下面将详细介绍每个功能使用方法。
图查属性
实现倾斜摄影模型的选中高亮并查询其属性(如图17所示)。
具体操作方法如下:
1)首先准备与倾斜模型底面匹配的矢量面文件并将其导入SuperMap的UDB
文件。
2)把矢量面数据集添加到场景中,并设置其图层的选择集风格
(Layer3D.Selection.Style)的高度模式为依对象(ClampToObject)。
图17
属性查图
实现属性查图,也必须有叠加的矢量面图层,并设置其图层的选择集风格为依对象,根据SQL查询条件语句(例如:
name=”大剧院”),查询并返回对象SmID添加到选择集中,如图18所示:
图18
周边查询
倾斜摄影模型支持周边查询,通过叠加的矢量数据,实现buffer查询,并将查询结果id添加到场景中的矢量图层选择集中。
注:
目前只支持二维矢量面buffer查询,三维面转成二维面即可,如图19所示:
专题图制作
倾斜摄影模型支持各种类型专题图制作,标签专题图、单值专题图、分段专题图制作。
通过矢量数据制作各种类型专题图,并设置其图层风格高度模式为依模型高度模式(如图20所示)
压平功能
为满足规划等行业应用提供OSGB模型的压平接口,新增Layer3DOSGBFile(基类Layer3D)该类型提供压平OSGB模型的接口,通过添加压平区域即可实现OSGB模型“修改”模型的功能,置换用户规划模型数据,满足行业应用。
图21、22、23所示:
图21 图22
图23
模型参与地表开挖
为了满足地上地下GIS功能应用(地下管网等),倾斜模型参与地表开挖(如图24、图25所示)
图24 图25
地形修改
倾斜模型是数字地表模型,它本身包含了真实的地形高度,叠加早期的地形数
据会出现地形与模型不匹配的问题,7Csp2版本提供新的高度模式<修改地形>来解决这个问题。
在cad数据集图层中编辑多边形区域,设置其Style3D高度模式
为ModifyTerrain,并设置其底部高程值,即可修改区域内地形,地形修改可以参照如下代码实现,如图26、图27所示:
图26 图27
添加水面
水面可以参照如下代码实现,在cad数据集图层中编辑添加面对象,并设置其风格为水面风格
(如图30所示)。
图28
2.5D地图数据生成
三维需要在三维场景中显示,对显卡等有一定的要求,而且数据量非常大,为满足不同用户的需求,超图三维场景提供生成2.5维地图功能,这样在地图控件
中就可以看到三维场景中的效果,传统模型及倾斜摄影模型都支持该功能。
设置出图范围及场景的俯仰角(tilt)和方位角(heading)即可生成用户指定SuperMapiObject.NET技术文档角度的2.5维地图(如图29、图30、图31所示)。
三维场景效果
图29
2.5维地图效果
图30
维地图发布REST地图服务,在二维客户端展示效果
图31
七、方案实现流程介绍
7.1实现方式
倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器(如图32所示,目前常用的是五镜头相机),同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像,获取地面物体更为完整准确的信息。
垂直地面角度拍摄获取的影像称为正片(一组影像),镜头朝向与地面成一定夹角拍摄获取的影像称为斜片(四组影像)。
图32五镜头相机
图33一组影像获取示意图
图34连续几组影像获取示意图
正拍影像 倾斜影像
图35正拍影像与倾斜影像对比图
图36
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 倾斜 摄影 方案 V1