一、本方案解決的問題

????????傾斜攝影測量是最近幾年流行起來的新型測繪技術，該技術能夠解決大面積的城區三維建模問題，但是由于視線遮擋，譬如：屋檐、雨棚、窄巷道等原因會造成傾斜攝影存在一定的死角（圖1紅色圓圈處）。

??二、本方案的技術流程

????????本解決方案會采用無人機+地面補拍+激光雷達的方式進行。

????????具體流程如下：

1.高分辨率無人機傾斜5鏡頭（DJI-P1最佳）+航線規劃軟件（推薦WPM），采集大面積傾斜數據。

????????采用5鏡頭的傾斜相機是大面積獲取三維物體的最佳方案，并且由于配有RTK系統，5鏡頭生成的傾斜數據的精度可以達到平面5公分，高程10公分以內。5鏡頭傾斜數據可以作為地面補拍和激光雷達的控制點，也同時獲得了屋頂和墻面的數據。

????????拍攝注意事項：

1）盡量陰天進行拍攝，避免紋理有斑點。若不能避免，盡量在短時間內獲取無人機數據；

2）規劃多條不同高度的航線（每次下降20%），這樣可以保證空三成功效率，紋理過度也比較自然，同時對象的幾何精細度也能增強；

3）如果有重點區域，墻面紋理的可以使用WPM，根據傾斜模型規劃精細航線（圖2所示）；

4）若有重點區域（一般是紋理需要），可以手動飛無人機進行采集；

5）控制點和檢查點布設間隔為200-300米一個，控制點采集采用強制對中桿。

以上所有拍攝保持80%的航向，70%的旁向重疊率。

2.高精度無人機激光雷達采集測區的地形

????????采用高精度無人機激光雷達采集測區的地形數據，可以很好的完善屋頂，道路的幾何結構（圖3所示），也可以使用激光雷達數據給傾斜數據做高程控制點，同時也可以解決部分樓間距過窄引起的模型粘滯情況。

????????拍攝注意事項：

1）坐標系應該與傾斜數據的一致，均采用國家2000高斯投影+1985高程系統，或者地方坐標系統；

2）盡量采用PPK技術，基站架設符合國家標準；

3）重疊率應該在50%左右；

4）雷達數據的高程應該要利用控制點，建立高程改正模型進行改正。

3.地面補拍照片

?????????地面補拍照片可以根據不同的拍攝對象采用不同的拍攝設備和拍攝方式。

????????1）如果是墻面，可以采用手持照相機，比如Sony 5100，拍攝應該使用專門的三腳架，拍攝距離，基線比應該保持在7左右。墻面如果是弱紋理，可以人工鋪設控制點（圖4所示），控制點測量采用全站儀等方式測量。

????????2）如果是街道，采用魚眼鏡頭，比如Sony 5100+E口魚眼鏡（圖5所示）頭，拍攝應該使用專門的三腳架，拍攝距離和基線比應該保持在7左右。?

????????街道由于兩邊都有物體，如果單靠一個魚眼鏡頭可能，無法獲取全部的物體，因此本方案提出一種基于Gopro 7鏡頭相機的街道數據獲取裝備，如下圖所示。

????????它是由7個Gopro魚眼鏡頭組成，5個傾斜向下30°，2個傾斜向上30°，可對目標進行360°的無死角覆蓋。并且配備三角滑輪和3m的伸縮桿，可以拍到2層樓高的地方，設備如圖6所示。

?

????????街道數據采集的時候，可以先使用sony魚眼鏡頭獲取一遍數據，而后使用Gopro相機獲取其余幾何結構和精細的紋理。兩種相機拍攝都需要來回街道采集。下圖7就是sony+gopro 7鏡頭生成的的三維模型數據。

?3）如果是窄巷道，對此只能使用Gopro 7鏡頭進行數據的采集，拍攝距離和基線比應該保持在7左右，具體三維建模效果見圖8所示。

?4.地面補拍照片的控制點獲取

????????由于地面補拍的照片通常不帶POS數據或者POS數據不準確，但是由于補拍的紋理和幾何精度較高，因此控制點可以通過無人機的傾斜數據或者激光雷達中獲取，通常可以選擇地面斑馬線，指示線，窗戶等物體作為控制點。

????????對于窄巷道等目標，控制點的獲取應該采用全站儀，建立圖根導線，利用后視定向獲取控制點坐標。

5.地面架站式激光雷達掃描儀數據獲取精確的街道立面幾何結構

????????架站式掃描儀數據獲取精確的街道立面幾何結構，精度可以達到毫米級別，且可以利用掃描式三維激光掃描儀數據對地面補拍的數據進行一個空三調整（圖9所示）。

????????架站時需要布設地面標靶，每站之間需要有三個標靶以上的重合點，用來做測站拼接。或者如果掃描儀有全站儀導線式掃描功能（比如Leica P40），則可以利用該功能進行掃描，無需布設標靶點，同時也能直接得到地理坐標系。

????????如果架站式掃描儀無法獲取精確的地理坐標，則需要我們使用第三方軟件比如CloudCompare或者TRW（Trimble RealWorks）進行一個坐標的轉換。

6.數據合并與生產

?????????ContextCapture中，三種不同數據源（無人機傾斜數據+無人機激光雷達數據+地面補拍數據）處理步驟大概為：

1）先跑無人機傾斜數據，出一份三維傾斜模型；

2）添加無人機激光雷達數據對屋頂，對傾斜數據的道路結構進行優化；

3）添加地面補拍照片數據，刺控制點，進行空三；

4）最后添加架站式激光雷達數據對地面補拍的街道立面，窄巷道上述第3步的空三進行優化；

5）融合上述空三文件；

6）生產三維模型。

7.其他可能需要處理的情況

1）相機需要校準，可使用棋盤格進行校準

2）照片色彩，亮度差異大，需要進行調整，可使用PS等軟件進行調整

3）空三失敗的其他情況。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的倾斜摄影小范围精细建模方案的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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