倾斜机载测量之入门篇-泰伯网

机载倾斜测量技术正快速完善起来，并逐渐进入服务供应商的工作流之中。诸多应用都从机载拍摄与倾斜观测几何学的结合中，收获更多的优势。当观测者站在地面上，倾斜观测几何学更符合人的感知。

　　机载倾斜测量技术正快速完善起来，并逐渐进入服务供应商的工作流之中。诸多应用都从机载拍摄与倾斜观测几何学的结合中，收获更多的优势。当观测者站在地面上，倾斜观测几何学更符合人的感知。《GIM》杂志2014年一月刊中有一篇文章，对机载倾斜图像的性能、通用配置和应用进行了总体概述，笔者将其编译过来，仅供参考，希望各位专业人士能指正笔者出现的专业性错误。

　　在当下，航空测量往往是将多个小画幅或中画幅摄像机安在一起，同时捕捉底点图像和倾斜图像。倾斜影像能够捕捉到有一些倾斜角度的景象，这要比底点视图更大一些。最底点与光轴之间的角度，提高了建筑物外立面、灯柱、大树和其它垂直建筑的可视性，但对于光遮蔽的物体，效果会更差，而且还会从前景到后景引入大量的坡度。

遮蔽源（图1）

遮蔽的案例（图2）

　　有两种光遮蔽的情况应予以区分：自行遮蔽，举例来说，当一栋建筑物的后身看不清楚，受到其它物体的遮蔽(图1)。在图2中的北侧视景图中，塔的后身看不见，同时，塔也遮挡了背景中建筑物的一部分，相应地遮盖了另一栋建筑。在第二张北侧视景图中，塔后面第一栋楼的外立面完全可见。在图2的西侧视景中，能够观察到后面两栋建筑物之间的空间。因此，就避免了遮蔽的情况，或者通过在各个不同角度增加影像的拍摄，并增加重合区域，尽量减少遮蔽所造成的影像。

　　配置

　　在2006年，Track’s Air公司引入MIDAS小画幅照相机系统。如今，徕卡/海克斯康都提供了RCD30倾斜系统，在该领域，多达5种数字中画幅相机促使底点和四个主要的倾斜方向上的景象都能捕捉到。另一个例子就是微软公司提供的新Osprey系统。供应商和操作员关注的是两种结构：风扇式和马耳他十字架式。第一重由倾斜摄像机组成，朝向轨迹或者横跨轨迹;后者由五台摄像机组成，4台倾斜的摄像机和一台正下视的摄像机。倾斜摄像机的通常倾斜角度都是在30°和45°之间。风扇式结构对于地形测量很有裨益，而MIDAS、Pictometry或者BlomOblique公司采用的马耳他十字架式结构，都用于捕捉城市和其它大片的区域。

单机测绘的原理(图3)

稠密匹配结果（图4）

　　不像最底点影像（Nadir images），倾斜机载影像的呈现方式近似人们在地面上的观测视野，因此，它们常被用于侦查、税收和监测领域。利用工具，可以将影像进行可视化处理，例如Pictometry ESRI界面或者Slagboom en Peeters GIS浏览器。这些工具原本不是用作测量的。可以通过单机测绘方式(monoplotting进行测量，这种技术是用来从一张带有电子地形模型(DTM)的单张(倾斜)影像。倾斜影像也能对建筑物或者其它物体进行建议测量(图3)。影像顶部和底部的坐标是通过抬头可视化效果进行测量，通过这种方式，图中的dr就可以计算得出。通过底点和投影中央(O)的光束与DTM橡胶，这样底点的平面物体的空间坐标便可得出。加入这栋建筑物是竖直的，定点将会有与底部相同的平面坐标，允许从dr处计算出高度差异。这样的测量是由光度学电子现场研究(EFS)系统和Blomdesktop软件得出的。

　　3D城市建模

　　城区倾斜的航空试图可以极大程度上减轻3D城市建模的难度。伴随着移动测绘系统，可以通过地面样本距离(GSD)获取到的建筑物的街景视图，通常小了很多。使用机载影像的一个显著优势是，可提供建筑物的后侧和屋顶的视图。从倾斜视图中，可自动生成3D城市建模的软件有BlomUrbex 3D、Slagboomen Peeters 3D、Eagleview、Pictometry的一个软件，这些软件从建筑物(屋顶和墙体的数据报告)中生成详细的CAD图像，例如，方便计算出楼顶的维修工作所需的材料。

　　只用闭合曲面重建算法，可视化以及其它一些应用就够用了。自从2010年期，影像的稠密匹配技术（dense matching）已进入摄影测量生产工作流，旨在为每一个影像像素赋予一个高度值。点云网格使得创造出封闭曲面的类型，接下来便是贴图的工序。图4中展示的是网状的点云。除了半球匹配(SGM)和拼贴多视角立体软件(PMVS)，这两种成熟的技术已在一些开源项目以及商业软件中公开化使用，而商业软件，诸如EADS街景工厂也可以使用。