倾斜影像原理及应用方案简.docVIP

倾斜影像数据公安行业应用 1. 背景概述 当前，国防、公安、城管、交通、公众服务等行业对地理信息具有十分迫切的需求，更希望使用时效性更强、更精确、更全面的地理信息服务。地理信息服务正在向精度高（到米级甚至分米级）、信息丰富（数据从二维到三维）、覆盖面广（空天地一体化）的方向发展。发展实景三维影像技术，快速、高效地采集空天地一体化的地理信息，采集的实景数据能够按需测量，从而满足各行业对地理数据全面、精确、及时更新的需求，是解决地理信息服务消费内容需求的日益增长与信息采集相对滞后的矛盾的根本出路。 倾斜摄影技术是国际测绘领域近年来发展起来的一项高新技术。它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从一个垂直、四个倾斜共五个不同的角度采集影像，融合了传统的航空摄影技术和近景测量技术，将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。 2. 倾斜摄影测量原理 倾斜摄影是摄影机主光轴明显偏离铅垂线或水平方向并按一定倾斜角进行的摄影。倾斜摄影装置是一种机载装置，其特征包括：5台高空间分辨率面阵数码相机，以一定角度安装在航空摄影稳定平台上。该高空间分辨率面阵数码相机摄影装置包括下视相机，前视相机，后视相机， 左视相机，右视相机。下视相机为垂直摄影，用于制作DEM，正射影像。前视相机、后视相机、左视相机和右视相机都为倾斜摄影，用于获取地物侧面纹理影像，倾斜角度在15-45°之间。相机之间通过时间同步装置进行成像时间精确对准；由姿态测量装置提供影像姿态和位置参数。具有计算机控制系统和数据存储装置，负责对以上部件进行数据采集控制，发送同源触发信号启动该多台面阵相机，实现同步数据采集以及存储维护。 图 倾斜摄影测量采集方式 通过相应的倾斜影像数据处理软件，对采集到的倾斜影像进行预处理，包括调色、纠偏、校正、镶嵌、融合等等系列处理，形成符合应用需求的倾斜影像库。 图 倾斜摄影测量影像 3. 倾斜影像特点  反映地物周边真实情况 相对于正射影像，倾斜影像能让用户从多个角度观察地物，更加真实的反映地物的实际情况，极大的弥补了基于正射影像应用的不足。  倾斜影像可实现单张影像量测 通过配套软件的应用，可直接基于成果影像进行包括高度、长度、面积、角度、坡度等的量测，扩展了倾斜摄影技术在行业中的应用。  建筑物侧面纹理可采集 针对各种警用地理信息系统的应用，利用航空摄影大规模成图的特点，加上从倾斜影像批量提取及贴纹理的方式，能够有效的降低城市三维建模成本。  数据量小易于网络发布 相较于三维GIS技术应用庞大的三维数据，应用倾斜摄影技术获取的影像的数据量要小得多，其影像的数据格式可采用成熟的技术快速进行网络发布，实现共享应用。 4. 基于倾斜影像的城市快速三维模型 三维建模技术手段：基于TIN的大场景快速建模。 图 基于TIN的大场景快速建模 通过对获得的倾斜影像进行几何处理、多视匹配、三角网构建，提取出典型地物的纹理特征，并对该纹理进行可视化处理，最终得到三维模型。我们只需要靠倾斜影像，无需 LIDAR 等辅助设备，便可以提供逼真的建模场景和智能的处理流程，构建不同层次细节度(LoD)下的三角网模型， 在精度、自动化、适应性及简洁性等方面都有着一定的优势。由LIDAR设备提取出来的三维模型并不准确，主要取决于以下几个因素：点间隔、扫描角度、线提取算法的效果等。所以由LIDAR提取出来的三维模型需要改善，以便获得更为准确的三维城市模型。 图 渲染后的城市大规模三维模型效果 基于TIN的大场景快速建模特点：  比粗模精细，比精模逼真  正视影像立体测模型  倾斜影像自动贴纹理  粗模的价格，真实纹理的体验 5. 倾斜影像数据管理软件 倾斜影像具有可测量、可标注、可浏览、可链接的特点，基于影像，可进行任何地物的信息提取与建库。 倾斜摄影软件集成了多角度倾斜影像浏览、量测、注记、查询、GIS叠加等功能，将复杂的地理空间信息转化成了直观可量测的视觉信息。软件通过获取复杂的地理空间信息并实时将其解析成有用的可视化数据和位置信息，然后对这些信息进行重新组织，为各种部门或应用提供有用的信息。 具体功能如下：  多视角浏览-同一区域东、南、西、北四个角度的倾斜影像及正射影像。  量测功能- 距离、面积、高度、角度、海拔、经纬坐标。可在影像上直接进行量测。  图层叠加-可将DMI、二维地图与倾斜影像进行叠加显示。  影像搜索-通过直接点击地图或输入地理坐标来搜索。  其它-注记功能，GIS查询等 该软件具有良好的可扩展性，能与现有的GIS和MIS无缝集成，具有全方位的影像展示、方便易用、视频智能、工具包灵巧、互操作、开放性及适用性广的特性。基于倾斜摄影数据管理软件，可实现对违章建筑的可视化管理： 1）台