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    倾斜摄影产业链组成及关键技术和问题分析

    2018-11-08 11:56:33来源: GIS前沿
    聊聊

    一倾斜摄影产业链组成

    倾斜摄影技术涉及到多个领域包括软硬件航飞建模和应用等多个?#26041;ڡ?#20174;上下游产业链的角度可以划分五个主要?#26041;ڣ?#20542;斜摄影航摄平台飞行平台倾斜摄影相机倾斜摄影航飞倾斜摄影数据处理三维GIS平台行业应用

    具体包括

    1)倾斜摄影航摄平台的研制主要包括飞行平台(如动力三角翼无人机等)和倾斜摄影相机两大块;

    2)倾斜摄影航飞即具体承担航飞的实施以获取倾斜影像数据;

    3)倾斜摄影数据处理主要包括基于倾斜影像的全自动或人工干预建模以及大比例尺地形图测绘等同时也能提供传统的4D产品(DSMTDOMDEMDLG等);

    4)支持倾斜摄影数据成果的三维GIS平台的研制;5)基于倾斜摄影数据成果和三维GIS平台的应用开发

    二倾斜摄影应用关键技术

    倾斜摄影产业链中涉及诸多技术?#26041;ڣ?#38500;了硬件设备的研发软件方面的关键技术集中于自动化建模技术和平台应用技术目前自动化建模技术主要掌握在国外国内有企业和科研院所正在攻关中但?#24418;?#36798;到国产替代的程度平台应用技术上国产软件则已经走到世界的前列

    具体包括海量数据加载技术单体化技术效果修补技术等

    第一 海量数据加载技术指的是倾斜摄影模型数据量往往非常庞大一平方公里的数据量在0.5-2GB之间这样中小城市的建成区就能达到几十乃至上百GB不过好在倾斜摄影自动化建模软件可以输出标准的OSGB格式且数据本身就自导了LOD利用数据?#28304;?#30340;LOD超图软件通过直接读取OSGB并match运用LOD来优化调度做到再大的数据量也可以实现瞬间加载性能非常流畅

    第二 单体化技术是倾斜摄影模型由于生产工艺问题最后的成果是连片的三角面片并没有把建筑物等模型单独提取出来而这样的数据只能用来看看无法进行GIS的管理与应用而尝试把建筑物进行物理分割则又会造成效果差打破原有LOD结构导致性能?#26412;?#19979;降等问题可行的办法是叠?#26377;?#35201;管理的建筑物的矢量底面数据运用三维渲染技术动态实现倾斜摄影模型上的高亮选中效果如此就打开了用于看的三维倾斜模型和用于分析管理的二维矢量底面之间的通道基于此还能轻松实现包括图查属性属性插图空间查询专题图制作等一系列GIS能力为倾斜摄影模型的深入应用打开了大门

    第三 关键技术是效果修补倾斜摄影模型是软件算法自动生成由于算法限制和拍摄角度等原因造成表面不够平整底商效果不?#35757;?#38382;题和人工建模存在明显差距天际航软件可人工干预休整倾斜模型表面以及?#25569;?#34903;景影像修缮底商效果超图软件则可通过?#28304;?#27700;面符号弥补倾斜模型的水面空洞还原波光粼粼的水面效果;以及通过?#28210;?#28857;和三维符号来提供更好的树木等小品效果

    三倾斜摄影应用领域

    倾斜摄影技术优势体现在和人工建模的对比的三维模型构建上倾斜摄影自动化建模所具备的“三高一低”(高效率高精度高真实?#23567;?#20302;成本)的优势将极大改变测绘地理信息在多个行业的应用构筑出广阔的应用新模式

    (一)倾斜摄影在智慧城市中的应用

    慧的基础是真?#25285;?#20542;斜摄影为智慧城市的应用插上了“真实”的翅膀具体而言倾斜摄影在智慧城市中的应用可包括

    1分类查询

    通过配套矢量底面实?#20013;?#35201;管理的各类地物的单体化并赋予相应的属性信息然后通过类别区域关键字等予以查询统计

    2规划压平方案对比

    在规划应用中可以在倾斜摄影模型上绘制特定区域把该区域内的倾斜模型压平以模拟拆迁后的状况?#21830;?#20379;多套方案的浏览对比辅助领导决策不同建设方案与当前城市实景的匹配度

    3规划设计

    支持直接在三维场景中添加规划的建筑植被等设计数据方便规划设计人员形成初步规划方案

    4?#29031;?#20998;析

    规划新建一?#26696;?#27004;分析判断是否会造成原?#34892;?#21306;?#29992;?#27004;?#29031;?#26102;间达不到住建部的相关规定

    5控高分析

    利用规划城市的控高数据对实际城市建筑进?#26012;?#23545;直观标明超高建筑并显示其属性信息

    6摄像头监控

    可以运用倾斜摄影模型上标注摄像头的位置和朝向来?#33539;?#25152;覆盖的程度以及是否和应该在哪些位置增加新的摄像头

    7地表开挖地上地下一体化

    支持把倾斜摄影模型的地表开挖查看地下管线等设施的状态实现地上地下一体化

    8淹没分析

    根据监测点水位数据结合倾斜摄影模型分析出城市积水区域及面积以及受淹的建筑

    (二)倾斜摄影在智慧旅游中的应用

    对于自?#29615;?#20809;的三维建模一直是一个难题人工建模很难还原出大范围的自?#29615;?#26223;而用地形和影像则时效性和精细程度往往?#21363;?#19981;到还原出风景的美观程度而倾斜摄影技术由于其高分辨率和高真实感能真实立体的还原自?#29615;?#26223;的状况(如图4)有利于景区特别是地质遗迹的保护科普知识的宣传和直观展示自?#29615;?#20809;从而吸引游客前往观赏

    自?#29615;?#26223;的倾斜摄影数据制作上往往分辨?#30690;ߡ?#25968;据量大对三维GIS平台的支撑能力和稳定性提出了更高的要求

    (三)倾斜摄影在不动产登记中的应用

    不动产登记暂行条例已正式施行无人机与倾斜摄影三维建模技术相结合成为最新的市场热点由于具备快速高效低廉的特点无人机与倾斜摄影三维建模技术组成的“三剑客”极有可能颠覆传统测绘行业在国土?#35797;础?#20892;业工业等众多领域发挥作用

    经过验证给予倾斜摄影技术获取的模型点平面位置精度高程精度误差均小于0.15米完全满足1:500外业数字测?#25216;?#26415;规程需求

    无人机倾斜摄影用于不动产登记通过获取正射影像图建立三维模型辅助外业指界签字调查图上进行坐标量测形成矢量图形辅助外业进行修补测工作等一系列工作极大程度上提高了不动产登记的效率

    (四)倾斜摄影在精细管理中的应用

    在城市精细化管理中管理到每一栋建筑物的粒度往往是不够?#27169;?#32780;是要求能精细到楼房的每一层甚至每一户?#32771;?#36825;就对三维模型提出了更高的要求人工建模即便能实现代价也是巨大?#27169;?#38656;要对每一户?#32771;?#21333;独建模才行

    倾斜摄影模?#22270;?#19978;带有高度信息的分层分户图可以做到每个建筑物每层楼甚至每一户?#32771;?#30340;管理包括查询和各类统计分析能力再关联上户籍和人口信息库这样户籍信息管理就可以和真实世界关联在一起而不再只是数据库中孤立的信息了

    (五)倾斜摄影在应?#26412;?#25588;中的应用

    应?#26412;?#25588;行业是为了预防和控制潜在的事故或紧急情况发生时迅速?#34892;?#30340;做出应急准备和响应最大限度地减轻可能产生的事故后果在做出应急决策时首要条件是对发生事故的位置的地形地貌有一个全面了解遥感影像满足要求因现场环?#22478;?#20917;的变化对影像数据的获取时间范围精度生产效率及分析应用都有极高的要求而倾斜摄影不论在起飞场地飞行时间上还是在数据生产效率数据精度等方面都完全满足应?#26412;?#25588;的需求

    花莲地震云门翠堤大楼三维模型

    例如在地震救灾中抗震救灾指?#30828;?#38500;了可以利用遥感现势图?#20449;性?#23475;?#38382;?#22806;还多了一个救援利器——震区三维实景图通过切换各?#36136;?#35282;实现了对震区各个方位的观测为制定下一步的救援方案以及防止次生灾害的发生提供了极大便利震区三维实景图就是利用倾斜摄影测量技术及自动建模技术快速生成三维模型为救援实施提供了依据

    (六)倾斜摄影在其他领域的应用

    综合倾斜摄影建模的诸多优势还可以在其他领域开创出多?#20013;?#30340;应用

    在电力巡检移动基站选址等应用中需要真实的带有建筑等全要素的三维地表信息作为基础底图参考用传统地形加影像的方式很难达到其精度要求并且也无法做到全要素覆盖那么倾斜摄影模型就非常符合这类应用的需要

    在城乡拆迁重建时也可以利用倾斜摄影建模来完整准确的获取拆迁?#26696;?#31867;建筑的真实状况以作为后续赔偿乃至纠纷发生时的客观依据

    倾斜摄影模型实质上就是带有建筑物等各类地物的数字地表模型完全可以取代传统地形加影像所发挥的作用且精度更高时效性更强例如露天煤矿的容量统计推平山头或填平山?#20154;?#38656;要的土方量计算都可以基于倾斜摄影模型来完成甚至还有人尝试基于倾斜模型来评估农作物的生长情况从而预估其产量

    可以预测随着倾斜摄影技术的进一步发展精度效率成本上的优?#24179;?#19968;步增强原有的很多应用都将迁移到倾斜摄影技术上并?#19968;?#23558;继续开拓出更多新的应用模式

    四倾斜摄影进一步发展和应用展望

    倾斜摄影开启了一扇前景无限广阔的大门虽然我们现在就已经可以把倾斜摄影应用到多个新领域;其实我们只要稍加发挥想象力倾斜摄影后续还可以挖掘出更多的宝藏

    1互联网应用

    在互联网应用上我们再环顾四周无论是Google Earth还是诺基亚出售的heremap其?#35775;?#22269;家主要城市区展现出来的都是通过倾斜摄影技术所制作的真三维模型超图软件近期已经研制出基于HTML5+WebGL三维无插件客户端互联网应用的一大瓶颈已经消除.相信随着倾斜模型的保密性问题解决以及4G乃至5G网络的发展中国互联网地图很快就会从2维和2.5维地图升级为三维地图互联网地图的应用又将得到迎来又一次升级换代手机地图上所见即所得的真三维场景将进一步降低地图使用的门槛大幅度提高用户体验下至三岁小孩上至八十岁老人都能轻松使用

    2 自动驾驶和无人机快递

    我们进一步设想随着微型无人机的快速发展人人的手提包中都将有一个玩具无人机在不久的未来三维模型数据也将由专业机构才能生产转变为人人都能制作的UGC(用户生产内容)模式网络上共享的三维模型将极大的丰富而随着倾斜摄影技术精度的进一步提高和倾斜模型数据的极大丰富基于完全符合现实状况的三维倾斜模型将进一步提升汽车自动驾驶能力自动驾驶使得开车不再成为烦恼而是成为一种享受而基于倾斜模型数据的无人机快递将再一次颠覆物流行业使?#27809;?#32852;网购物的体验进一步增强

    3?#20004;?#24335;三维体验

    效果更好的倾斜摄影真实模型结合三维眼罩等虚拟现实装备的发展随时随地自由的选择世界?#25105;?#22320;点进行自由翱翔也将成为可能届时“黑客帝国”中的场景将不再是科幻

    对于倾斜摄影技术本身也有科学?#20197;?#25506;讨是否能采用卫星实现倾斜影像的获取若能实现则又是倾斜摄影技术上的一大突破

    五倾斜摄影进一步发展需要的问题

    虽然倾斜摄影技术在近年来获得了快速发展和推广但也应清楚的认识到倾斜摄影的进一步发展仍有不少需要解决的问题这里既包括技术本身的问题也包括相关技术乃至技术之外的问题

    1国产自动化建模软件亟待突破

    倾斜摄影技术的一个关键?#26041;?#26159;自动化建模软件国内主要普遍采用的是从法国引入的街景工厂和Smart3D虽有不少国内企事业单位在从事这方面研究但目前仅有无限界公司一家拥有完全自主核心技术的全自动三维建模系?#24120;?#20026;打?#32856;?#25216;术国际垄?#31995;?#23450;了一定的基础

    2模型效果仍需提高

    在建模的效果上天际航等软件可以通过人工干预予以部分修补但更经济和更多的效果提升还需要倾斜影像拍摄过程和自动化建模算法的提高包括对容易出?#21046;?#28014;在半空的树干电线杆等较为细碎物体上的处理能力;对于拍摄不到的位置会出现空洞和板结的处理能力;对于建筑物的底商效果除了人工干预修补能否加入街景数据建模以取得更好效果也是一个重要课题

    3建模精度需要进一步增强

    在建模精度上虽然现在精度已经不错但若要作为自动驾驶的数据基础则还需要进一步提升例如对于车辆是否开上去的马路牙子则必须精确到厘?#20934;?#21035;而对于地下通道和地下车库的建模能力也是必须考虑在内的

    4亟待矢量底面的自动化提取能力

    倾斜模型的GIS应用获取建筑物对应的矢量面是一个绕不过去的坎通过自动化建模软件配套生成的正射影像来人工勾画虽然是一个办法但毕竟费时费力已有厂商在研究在倾斜模型之上自动提取矢量面但成果尚不成熟

    5互联网应用?#34892;?#22810;方位突破

    倾斜模型的高精度特性要进行互联网公众应用就必须解决数据保密性的问题由于倾斜摄影技术在国内也是近年来新出现和发展起来?#27169;?#23545;于导航电子地图已经成熟的数据保密办法和脱密方法?#24418;?#23545;应到倾斜模型数据上政策上的空白也是导致该领域观望不前的重要原因而倾斜影像航摄采集最大的政策因素是空域的申请和使用特别是频频出现事故的低空飞行无人机亟待进行低空空域管理改革

       声明中测网登载此文出于传递更多信息之目?#27169;?#24182;不意味着赞同其观点或证实其描述文章内容仅供参考

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