知识点2 倾斜摄影测量的关键技术及应用

1.倾斜摄影测量的关键技术

（1）多视影像密集匹配

影像匹配是摄影测量的核心问题之一，多视影像具有分辨率高、时间周期短、覆盖范围大等特点，因此在匹配过程中要充分考虑如何快速准确地获取多视影像上的同名点坐标，并剔除冗余信息，进而获取地物的三维信息是匹配的关键。由于单独使用一种匹配策略或匹配基元很难获取建模需要的同名像点，鉴于近年来计算机视觉的快速发展，随之流行起来的多基元、多视影像匹配技术逐渐成为人们研究的重点。目前在该领域的研究已取得一定的进展，例如自动识别与提取建筑物的侧面信息。

（2）数字表面模型（DSM）生产

为了能得到高精度、高分辨率的数字表面模型（DSM），可以采用多视影像密集匹配技术，利用DSM可以充分表达地物地形的起伏特征，其在新一代空间数据占据着重要的地位。但由于不同角度倾斜摄影数据彼此之间的尺度差异比较大，又可能存在严重的遮挡和阴影等问题，基于倾斜影像的DSM自动获取存在新的难点。对于此问题，可以根据空三算法解算出来各影像6个外方位元素，引入并行算法，并分析与找出合适的影像单元进行特征匹配。并行算法可以有效地提高计算效率。在获取高密度DSM数据后，统一进行高通滤波处理，并将选择的数据进行融合，形成地理信息等各方面统一的DSM数据。

（3）正射影像纠正

影像正射校正的方法有很多，主要包含两大类：一类是严格的几何纠正模型，另一类是近似几何纠正模型。当遥感影像的成像模型和有关参数已知时，可以根据严格的成像模型来校正图像，这种方法属于严格几何纠正，最具代表性的是共线方程法。当传感器成像模型未知或者无法获取相关的辅助参数时，可以用假定的数学模型模拟成像模型，对影像实现校正，这种方法属于近似几何纠正，主要有几何多项式纠正、有理函数法、局部区域校正等模型。

（4）倾斜模型生产

数字正射影像（DOM）是利用DEM对经过扫描处理的数字化航空像片或遥感影像（单色或彩色），经逐像元进行辐射改正、微分纠正和镶嵌，并按规定图幅范围裁剪生成的影像数据，带有公里格网、图廓（内、外）整饰和注记的平面图。DOM同时具有地图几何精度和影像特征，精度高、信息丰富、直观真实、制作周期短。它可作为背景控制信息，评价其他数据的精度、现实性和完整性，也可从中提取自然资源和社会经济发展信息，为防灾治害和公共设施建设规划等应用提供可靠依据。倾斜摄影模型通过设置出图范围、分辨率、相机高度即可生成对应的栅格、影像数据集（备注：使用平面场景出图）。通过生产的高精度栅格数据集，可以快速提取倾斜摄影模型、建筑物矢量底面；栅格数据打通了倾斜模型数据本身应用的难题，叠加二维栅格数据的分析功能，实现倾斜摄影模型的填挖方分析、不同时期建筑物对比分析等。

2.倾斜摄影测量应用

应用倾斜摄影测量技术，能够快速地生成目标区域的实景三维，该实景三维在实际的应用中可以延伸到公众生活的方方面面。例如：政府方面的税收评估、公共安全、执法行动、规划发展、消防；公共事业方面的灾害评估、环保、紧急救助；企业方面的保险、房地产；公众方面的位置服务、互联网应用、旅游等，如图1-2-4～图1-2-6所示。

同时，倾斜摄影技术对于发展智慧城市有很大的推动力，其提供的一系列地物信息，可以构建三维城市模型，为智能化的管理提供便利条件。

（1）在城市规划方面的应用

随着经济的不断发展，城市发展越来越快，这就对政府部门规划城市发展提出了更高的要求。在城市规划过程中如城市现状图、交通专题地图等基础测绘成果往往是政府部门进行城市规划的基础数据。

这些地图数据是在一定的数学基础上对真实世界的抽象，通过点和线来描述真实世界，这种方式通常不是很直观。而三维模型则是通过倾斜摄影测量技术，将真实的世界借助计算机平台真真切切地反映在使用者面前，更加直观。通过三维数据，规划部门可以分析城市的建筑群、交通路线分布等信息，为城市规划提供有力的支撑。

（2）在棚户区改造方面的应用

倾斜摄影测量技术可以快速地采集目标区域的建筑物信息，并生成三维模型，借助三维GIS技术，可以将拆迁工作统一到一个平台上进行管理。鉴于三维模型数据采集的效率较高，可以很快地完成数据采集，大大有利于拆迁的调查取证工作。

（3）在不动产调查管理方面的应用

通过倾斜摄影测量技术制作每幢房屋的实景三维模型，通过GIS三维建模技术模拟真实场景，保留历史痕迹，了解每幢房屋的状态和数据信息。

除以上应用，实景三维技术在旅游宣传、文物保护、滑坡监测、电力巡检等方面都有极为广泛的应用。

引导问题3

倾斜摄影测量能够快速地生成目标区域的实景三维，该实景三维在实际的应用中可以延伸到公众生活的方方面面。那么倾斜摄影测量如何生产实景三维？除实景三维外，倾斜摄影测量还有哪些主要产品？