傾斜攝影技術(shù)是近年發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器，同時(shí)從不同傾斜角度采集影像，獲取地表物體更為完整準(zhǔn)確的信息，并建立地表三維模型，將用戶引入了符合人眼視覺的真實(shí)直觀世界。傾斜攝影目前在測繪領(lǐng)域的主要用途是快速建立精細(xì)地表三維模型。近幾年來，無人機(jī)傾斜攝影三維建模技術(shù)和成果在測繪、國土、交通、公安等行業(yè)中的應(yīng)用日漸增長。本書重點(diǎn)介紹了無人機(jī)傾斜攝影三維建模技術(shù)所涉及的無人機(jī)、傾斜攝影系統(tǒng)、三維建模軟件，以及在傾斜影像三維建模、三維模型場景編輯、基于三維模型的智能測圖和對象化處理等方面的技術(shù)和應(yīng)用實(shí)踐。
李京偉：1984年畢業(yè)于原武漢測繪學(xué)院航空攝影測量專業(yè)（現(xiàn)武漢大學(xué)），1999年獲荷蘭國際航空航天與地球觀測學(xué)院(ITC)地理信息系統(tǒng)碩士學(xué)位。曾在國家測繪局、國家基礎(chǔ)地理信息中心、航天科技集團(tuán)航天量子公司、徠卡測量系統(tǒng)貿(mào)易(北京)有限公司、天地圖有限公司等單位從事管理和研發(fā)工作。 現(xiàn)任武漢航天遠(yuǎn)景科技股份有限公司首席架構(gòu)師。主要工作方向是傾斜攝影三維模型的自動化建模、智能化處理、規(guī)模化作業(yè)、行業(yè)化應(yīng)用。
目錄
第1章 攝影的前世今生 001
1.1 現(xiàn)代攝影術(shù)的誕生 001
1.2 攝影膠片的出現(xiàn) 004
1.3 135相機(jī)的興起 005
1.4 數(shù)碼相機(jī)的發(fā)明 006
1.5 航空攝影的發(fā)展 008
1.6 關(guān)于傾斜攝影 010
第2章 適用于傾斜攝影的飛行器 013
2.1 有人駕駛飛機(jī) 013
2.1.1 運(yùn)-5系列飛機(jī) 013
2.1.2 運(yùn)-12系列飛機(jī) 014
2.1.3 “獎狀”系列飛機(jī) 015
2.1.4 “空中國王”B200型飛機(jī) 015
2.1.5 賽斯納208型飛機(jī) 016
2.1.6 皮拉圖斯PC-6型飛機(jī) 017
2.1.7 其他類型的有人駕駛飛行器 017
2.2 有人駕駛飛機(jī)的局限性 017
2.3 多旋翼無人機(jī)的興起 018
2.3.1 三軸三旋翼無人機(jī) 019
2.3.2 三軸六旋翼無人機(jī) 019
2.3.3 四軸四旋翼無人機(jī) 020
2.3.4 四軸八旋翼無人機(jī) 021
2.3.5 六軸六旋翼無人機(jī) 021
2.3.6 八軸八旋翼無人機(jī) 022
2.3.7 多旋翼無人機(jī)構(gòu)成 022
2.4 多旋翼無人機(jī)的設(shè)計(jì)和選型要求 023
2.5 固定翼無人機(jī)在傾斜攝影中的應(yīng)用 025
2.5.1 固定翼無人機(jī)傾斜攝影方法 025
2.5.2 適合傾斜攝影的固定翼無人機(jī) 027
2.6 傾斜攝影用無人機(jī)選型建議 030
2.7 無人機(jī)傾斜攝影作業(yè)效率分析 031
2.8 無人機(jī)分類 036
2.9 國內(nèi)民用無人機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀簡述 037
第3章 傾斜攝影系統(tǒng) 040
3.1 傾斜攝影相機(jī)的名稱 040
3.2 早期的傾斜攝影相機(jī) 041
3.3 傾斜攝影重現(xiàn)生機(jī) 043
3.4 國外大型數(shù)碼傾斜攝影系統(tǒng)的發(fā)展 044
3.4.1 Pictometry傾斜攝影系統(tǒng) 044
3.4.2 MIDAS傾斜攝影系統(tǒng) 045
3.4.3 RCD 30傾斜攝影系統(tǒng) 050
3.4.4 UltraCam Osprey傾斜數(shù)碼航攝儀 053
3.4.5 Trimble AOS傾斜攝影系統(tǒng) 056
3.5 國內(nèi)大型數(shù)碼傾斜攝影系統(tǒng)的發(fā)展 058
3.5.1 SWDC-5系列數(shù)字航空傾斜攝影儀 059
3.5.2 AMC系列傾斜數(shù)碼航攝儀 063
3.5.3 TOPDC-5傾斜數(shù)碼航攝儀 063
3.6 國內(nèi)輕型傾斜攝影系統(tǒng)的發(fā)展 064
3.7 傾斜攝影系統(tǒng)的傳感器數(shù)量和傾斜角度 067
3.8 傾斜攝影飛行方法 069
3.8.1 標(biāo)準(zhǔn)航線敷設(shè)飛行 070
3.8.2 加密航線敷設(shè)飛行 071
3.8.3 雙加密航線敷設(shè)飛行 072
3.8.4 十字交叉航線敷設(shè)飛行 072
第4章 傾斜攝影航線設(shè)計(jì) 073
4.1 傾斜攝影范圍劃定 073
4.2 飛行平臺的選擇 074
4.3 傾斜攝影系統(tǒng)的選擇 075
4.3.1 相機(jī)數(shù)量和類型 075
4.3.2 相機(jī)傾斜角度 076
4.3.3 鏡頭焦距 076
4.3.4 快門速度 077
4.3.5 連續(xù)曝光周期 078
4.4 傾斜攝影航線敷設(shè)和飛行方法 079
4.4.1 標(biāo)準(zhǔn)航線飛行 079
4.4.2 加密航線飛行 081
4.4.3 雙加密航線飛行 082
4.4.4 點(diǎn)狀區(qū)域的航線設(shè)計(jì) 083
4.4.5 帶狀區(qū)域的航線設(shè)計(jì) 084
4.4.6 面狀區(qū)域的航線設(shè)計(jì) 085
4.5 飛行參數(shù)計(jì)算示例 086
4.6 傾斜攝影分區(qū)劃分原則 089
4.6.1 無人機(jī)類型及續(xù)航里程 089
4.6.2 影像地面分辨率與三維建模處理系統(tǒng)的性能 089
4.6.3 航攝分區(qū)劃分示例 090
第5章 傾斜影像三維建模計(jì)算 097
5.1 傾斜影像三維建模的理論基礎(chǔ) 097
5.2 傾斜影像三維建模的基本流程 098
5.3 傾斜影像三維建模軟件簡介 099
5.3.1 ContextCapture 099
5.3.2 PhotoMesh 100
5.3.3 PhotoScan 102
5.3.4 Pix4D 104
5.3.5 Altizure 105
5.3.6 Virtuoso3D 106
5.3.7 Mirauge3D 107
5.3.8 Pixel Factory Neo 107
5.3.9 其他相關(guān)產(chǎn)品 110
5.4 傾斜影像三維建模成果格式 110
5.4.1 OSGB 110
5.4.2 OBJ 111
5.4.3 S3C 111
5.4.4 3DML 111
5.5 實(shí)景三維建模軟件的選擇 111
第6章 三維模型缺陷分析與對策 113
6.1 傾斜攝影三維模型存在的缺陷 113
6.2 水面空洞缺陷及修復(fù) 114
6.3 鏡面反射缺陷及修復(fù) 116
6.4 透明玻璃缺陷及修復(fù) 118
6.5 均勻材質(zhì)缺陷及修復(fù) 119
6.6 鏤空物體缺陷及修復(fù) 122
6.7 建筑物密集缺陷及修復(fù) 125
6.8 建筑物凸凹缺陷及修復(fù) 127
6.9 細(xì)小結(jié)構(gòu)體缺陷及修復(fù) 131
6.10 樹葉的相似性導(dǎo)致的樹木模型紋理模糊 133
6.11 影像地面分辨率低導(dǎo)致的模型缺陷與對策 136
6.12 影像覆蓋率低導(dǎo)致的模型缺陷與對策 138
6.13 扁平豎立物體導(dǎo)致的模型缺陷與修復(fù) 139
6.14 物體移動導(dǎo)致的模型缺陷與修復(fù) 141
6.15 嚴(yán)密遮蓋導(dǎo)致的模型缺陷與對策 142
6.16 氣象因素導(dǎo)致的模型缺陷與對策 143
6.17 時(shí)間因素導(dǎo)致的模型缺陷與對策 144
6.18 季節(jié)因素導(dǎo)致的模型缺陷與對策 145
6.19 分塊建模導(dǎo)致的模型缺陷與對策 147
6.20 模型缺陷產(chǎn)生的主要原因 149
第7章 常用坐標(biāo)系統(tǒng)和三維模型絕對定向 150
7.1 大地坐標(biāo)系 150
7.1.1 地球橢球的定義 150
7.1.2 常用坐標(biāo)系統(tǒng)簡述 151
7.1.3 1954北京坐標(biāo)系 152
7.1.4 1980西安坐標(biāo)系 153
7.1.5 新1954北京坐標(biāo)系 154
7.1.6 2000國家大地坐標(biāo)系 154
7.1.7 WGS-84坐標(biāo)系 155
7.1.8 獨(dú)立坐標(biāo)系 155
7.2 高程系統(tǒng) 156
7.2.1 正高系統(tǒng) 156
7.2.2 正常高系統(tǒng) 156
7.2.3 大地高程系統(tǒng) 156
7.2.4 力高系統(tǒng) 157
7.2.5 地球位數(shù) 157
7.2.6 1985國家高程基準(zhǔn) 157
7.3 地圖投影 158
7.3.1 高斯-克呂格投影 160
7.3.2 通用橫軸墨卡托投影 163
7.3.3 高斯-克呂格投影與UTM投影的坐標(biāo)換算 165
7.4 經(jīng)常使用的坐標(biāo)系統(tǒng) 165
7.5 地球曲率對三維模型的影響 166
7.6 傾斜攝影三維模型的絕對定向 168
7.6.1 絕對定向之前定向 169
7.6.2 絕對定向之后定向 169
第8章 基于三維模型的測繪產(chǎn)品生產(chǎn) 170
8.1 新6D產(chǎn)品的定義 170
8.2 新6D產(chǎn)品的生產(chǎn)流程 171
8.3 生產(chǎn)技術(shù)設(shè)計(jì) 172
8.4 傾斜攝影飛行 173
8.5 傾斜攝影三維建模 173
8.6 外業(yè)控制點(diǎn)測量 174
8.7 三維模型產(chǎn)品及生產(chǎn)流程 175
8.8 數(shù)字表面模型產(chǎn)品介紹及生產(chǎn)流程 177
8.9 數(shù)字高程模型產(chǎn)品介紹及生產(chǎn)流程 178
8.10 真正數(shù)字正射影像圖產(chǎn)品介紹及生產(chǎn)流程 181
8.11 數(shù)字線劃地圖產(chǎn)品介紹及生產(chǎn)流程 182
8.12 數(shù)字對象化模型產(chǎn)品介紹及生產(chǎn)流程 185
第9章 無人機(jī)傾斜攝影項(xiàng)目實(shí)施 187
9.1 項(xiàng)目實(shí)施的主要流程 187
9.2 案例項(xiàng)目基本情況 188
9.3 案例項(xiàng)目實(shí)施主要流程 189
9.3.1 確認(rèn)項(xiàng)目要求 189
9.3.2 收集整理分析資料 190
9.3.3 編寫項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃書 190
9.3.4 編寫技術(shù)設(shè)計(jì)書 191
9.3.5 傾斜攝影飛行 192
9.3.6 外業(yè)控制點(diǎn)測量 192
9.3.7 傾斜影像三維建模 192
9.3.8 測繪產(chǎn)品生產(chǎn) 192
9.3.9 編寫總結(jié)報(bào)告 193
9.3.10 成果交付 193
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