無人機(jī)傾斜攝影與建模技術(shù)

傾斜攝影數(shù)據(jù)加工的關(guān)鍵技術(shù)：

多視影像聯(lián)合平差 

多視影像不僅包含垂直攝影數(shù)據(jù)，還包括傾斜攝影數(shù)據(jù)，而部分傳統(tǒng)空中三角測量系統(tǒng)無法較好地處理傾斜攝影數(shù)據(jù)，因此，多視影像聯(lián)合平差需充分考慮影像間的 幾何變形和遮擋關(guān)系。結(jié)合POS 系統(tǒng)提供的多視影像外方位元素，采取由粗到精的金字塔匹配策略在每級(jí)影像上進(jìn)行同名點(diǎn)自動(dòng)匹配和自由網(wǎng)光束法平差，得到較好的同名點(diǎn)匹配結(jié)果。 同時(shí)建立連接點(diǎn)和連接線、控制點(diǎn)坐標(biāo)、GPS/IMU輔助數(shù)據(jù)的多視影像自檢校區(qū)域網(wǎng)平差的誤差方程，通過聯(lián)合解算，確保平差結(jié)果的精度。

多視影像密集匹配 

影像匹配是攝影測量的基本問題之一，多視影像具有覆蓋范圍大、分辨率高等特點(diǎn)。因此如何在匹配過程中充分考慮冗余信息，快速準(zhǔn)確獲取多視影像上的同名點(diǎn)坐標(biāo)，進(jìn)而獲取地物的三維信息是多視影像匹配的關(guān)鍵。

由于單獨(dú)使用一種匹配基元或匹配策略往往難以獲取建模需要的同名點(diǎn)，因此近年來隨著計(jì)算機(jī)視覺發(fā)展起來的多基元、多視影像匹配逐漸成為人們研究的焦點(diǎn)。目 前在該領(lǐng)域的研究已取得很大進(jìn)展，例如建筑物側(cè)面的自動(dòng)識(shí)別與提取。通過搜索多視影像上的特征如建筑物邊緣、墻面邊緣和紋理來確定建筑物的二維矢量數(shù)據(jù)集 影像上不同視角的二維特征可以轉(zhuǎn)化為三維特征，在確定墻面時(shí)，可以設(shè)置若干影響因子并給予一定的權(quán)值，將墻面分為不同的類，將建筑的各個(gè)墻面進(jìn)行平面掃描 和分割，獲取建筑物的側(cè)面結(jié)構(gòu)，再通過對(duì)側(cè)面進(jìn)行重構(gòu)，提取出建筑物屋頂?shù)母叨群洼喞?br />
數(shù)字表面模型生產(chǎn) 

多視影像密集匹配能得到高精度高分辨率的數(shù)字表面模型(DSM)，充分表達(dá)地形地物起伏特征，已經(jīng)成為新一代空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的重要內(nèi)容。由于多角度傾斜影像之間的尺度差異較大，加上較嚴(yán)重的遮擋和陰影等問題，基于傾斜影像的 DSM 自動(dòng)獲取存在新的難點(diǎn)。

可以首先根據(jù)自動(dòng)空三解算出來的各影像外方位元素，分析與選擇合適的影像匹配單元進(jìn)行特征匹配和逐像素級(jí)的密集匹配，并引入并行算法，提高計(jì)算效率。在獲取高密度 DSM數(shù)據(jù)后，進(jìn)行濾波處理，并將不同匹配單元進(jìn)行融合，形成統(tǒng)一的 DSM。

真正射影像糾正 

多視影像真正射糾正涉及物方連續(xù)的數(shù)字高程模型(DEM)和大量離散分布粒度差異很大的地物對(duì)象，以及海量的像方多角度影像，具有典型的數(shù)據(jù)密集和計(jì)算密 集特點(diǎn)。因此多視影像的真正射糾正，可分為物方和像方同時(shí)進(jìn)行。在有 DSM 的基礎(chǔ)上根據(jù)物方連續(xù)地形和離散地物對(duì)象的幾何特征，通過輪廓提取、面片擬合、屋頂重建等方法提取物方語義信息，同時(shí)在多視影像上通過影像分割、邊緣提 取、紋理聚類等方法獲取像方語義信息，再根據(jù)聯(lián)合平差和密集匹配的結(jié)果建立物方和像方的同名點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系，繼而建立全局優(yōu)化采樣策略和顧及幾何輻射特性的聯(lián) 合糾正，同時(shí)進(jìn)行整體勻光處理，實(shí)現(xiàn)多視影像的真正射糾正。

◆   傾斜模型生產(chǎn) 

傾斜攝影獲取的傾斜影像經(jīng)過影像加工處理，通過專用測繪軟件可以生產(chǎn)傾斜攝影模型，模型有兩種成果數(shù)據(jù)：一種是單體對(duì)象化的模型，一種是非單體化的模型數(shù)據(jù)。

單體化的模型成果數(shù)據(jù)，利用傾斜影像的豐富可視細(xì)節(jié)，結(jié)合現(xiàn)有的三維線框模型（或者其他方式生產(chǎn)的白模型），通過紋理映射，生產(chǎn)三維模型，這種工藝流程生 產(chǎn)的模型數(shù)據(jù)是對(duì)象化的模型，單獨(dú)的建筑物可以刪除、修改及替換，其紋理也可以修改，尤其是建筑物底商這種時(shí)常變動(dòng)的信息，這種模型就能體現(xiàn)出它的優(yōu)勢， 國內(nèi)比較有代表性的公司如天際航、東方道邇等均可以生產(chǎn)該類型的模型，并形成了自己獨(dú)特的工藝流程。