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所謂“站在巨人的肩膀上”在這篇文章中就很好的體現(xiàn)出來了，本文的一些圖和一些概念就是借鑒“巨人”發(fā)表的文章中的圖和概念。這還得感謝這些“巨人”把我們領(lǐng)向一條光明大道。我不是攝影測(cè)量的專業(yè)人士，GIS圈也只是個(gè)剛?cè)腴T的菜鳥。請(qǐng)?jiān)试S我從一個(gè)菜鳥的角度，來說說那些菜鳥入門級(jí)的傾斜攝影測(cè)量知識(shí)。 
近些年，傾斜攝影測(cè)量在GIS圈掀起了一陣巨浪，有人說他顛覆傳統(tǒng)的測(cè)繪領(lǐng)域，有人說他替代了傳統(tǒng)建模方式。正因?yàn)閮A斜攝影測(cè)量被帶上了這么多光環(huán)，人們開始對(duì)他有形形色色的猜想，讓它變得越來越神秘。就讓咱們來看看傾斜攝影數(shù)據(jù)的效果圖。 

我們先來看看傾斜攝影測(cè)量，和我們傳統(tǒng)的影像有什么區(qū)別？ 
從數(shù)據(jù)采集的方式來看，傳統(tǒng)影像是通過飛機(jī)上搭載的航攝儀對(duì)地面連續(xù)攝取相片，而后經(jīng)過一系列的內(nèi)業(yè)處理得到的影像數(shù)據(jù)，獲取的成果只有地物俯視角度信息，也就是視角垂直于地面。而傾斜攝影測(cè)量測(cè)試通過飛機(jī)或無人機(jī)搭載5個(gè)相機(jī)從前、后、左、右、垂直五個(gè)方向?qū)Φ匚镞M(jìn)行拍攝，再通過內(nèi)業(yè)的幾何校正、平差、多視影像匹配等一系列的處理得到的具有地物全方位信息的數(shù)據(jù)。簡(jiǎn)單理解就是，影像上地物是在一個(gè)平面的，傾斜攝影測(cè)量地物是具有真實(shí)高度的。 

我們知道了傾斜攝影數(shù)據(jù)采集的方式，通過傾斜攝影數(shù)據(jù)加工的關(guān)鍵技術(shù)，比如多視影像聯(lián)合平差、多視影像關(guān)鍵匹配、數(shù)字表面模型生產(chǎn)和真正射影像糾正等，得到地表數(shù)據(jù)更多的側(cè)面信息，加上內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，得到數(shù)據(jù)的三維模型。 
下面，小伙伴們一起來揭開傾斜攝影測(cè)量數(shù)據(jù)神秘的面紗吧！傾斜攝影測(cè)量的數(shù)據(jù)本質(zhì)上來看是mesh模型，什么是mesh模型呢？mesh模型就是網(wǎng)格面模型，它是點(diǎn)云通過一些算法，比如區(qū)域增長(zhǎng)法、八叉樹算法和波前算法等等構(gòu)成的。而點(diǎn)云是在同一空間參考系下用來表示目標(biāo)空間分布和目標(biāo)表面特性的海量點(diǎn)集合。內(nèi)業(yè)軟件基于幾何校正，聯(lián)合平差等處理流程，可計(jì)算出基于影像的超高密度點(diǎn)云，如下圖： 
 
最后經(jīng)過紋理映射構(gòu)建真實(shí)三維模型，如下圖： 
 
下面我們說說傾斜攝影測(cè)量常用的處理軟件。目前國(guó)內(nèi)外比較流行的傾斜攝影自動(dòng)建模軟件如下： 
1） 法國(guó)Acute3D公司的Smart3DCapture?；趫D形運(yùn)算單元GPU的快速三維場(chǎng)景運(yùn)算軟件，可運(yùn)算生成基于真實(shí)影像的超高密度點(diǎn)云，它能無需人工干預(yù)地從簡(jiǎn)單連續(xù)影像中生成逼真的三維場(chǎng)景模型。 國(guó)內(nèi)有多家重要的數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位正在使用該軟件。 
2） 法國(guó)INFOTERRA公司的像素工廠（Pixel Factory）StreetFactory子系統(tǒng)通過對(duì)獲得的傾斜影像進(jìn)行幾何處理、多視匹配、三角網(wǎng)構(gòu)建，提取典型地物的紋理特征，并對(duì)該紋理進(jìn)行可視化處理，最終得到三維模型。 
3） 美國(guó)蘋果公司收購(gòu)C3公司所采用自動(dòng)建模技術(shù)。 
4） 美國(guó)Pictometry公司的Pictometry傾斜影像處理軟件提供了EFSElectronic Field Study。 
5） 國(guó)內(nèi)有多家企業(yè)及單位對(duì)傾斜模型也有比較深入的研究，形成自己獨(dú)特的模型工藝流程。 
目前網(wǎng)絡(luò)上可以方便找到Smart3DCapture Viewer，并且在Acute3D官網(wǎng)提供了示范的數(shù)據(jù)， 感興趣的同學(xué)不妨下載試用，下載地址：http://www.acute3d.com/s3c-viewer/。 
好，啰嗦了這么多，咱們言歸正傳，超圖可以用傾斜攝影測(cè)量的數(shù)據(jù)做些啥呢？ 
傾斜攝影測(cè)量的數(shù)據(jù)格式很多，超圖目前支持的是OSGB文件格式的傾斜模型，OSGB文件格式自帶了多級(jí)金子塔的模型精度級(jí)別，為了充分利用其LOD結(jié)構(gòu)，超圖平臺(tái)通過scp索引文件直接加載模型，SuperMap iDesktop 7C版本已經(jīng)為用戶提供了生成scp的工具，通過在場(chǎng)景中直接加載scp的方式，可以快速的在三維場(chǎng)景中顯示不同精度的LOD層級(jí)。這里得說明下LOD這個(gè)概念，LOD(Level of Detail)是GIS平臺(tái)提高性能的一個(gè)重要法寶，即對(duì)同一個(gè)數(shù)據(jù)從清晰到模糊有多層。當(dāng)屏幕視角距離某個(gè)地物近時(shí)，軟件自動(dòng)調(diào)用最清晰層的數(shù)據(jù);當(dāng)屏幕視角遠(yuǎn)離該地物時(shí)，則自動(dòng)切換為模糊層的數(shù)據(jù)。想在前年使用超圖對(duì)接OSGB數(shù)據(jù)時(shí)，使用的還是數(shù)據(jù)導(dǎo)入，再生成模型緩存的方式，這種方式耗時(shí)長(zhǎng)而且數(shù)據(jù)加載慢，這樣做完全不利于用戶體驗(yàn)。現(xiàn)在以這種scp直接加載數(shù)據(jù)的方式，真是好太多太多了。 
傾斜攝影測(cè)量的數(shù)據(jù)有這么多的好處，比如瀏覽速度快、數(shù)據(jù)加載快、數(shù)據(jù)精度高、數(shù)據(jù)真實(shí)性高、人員成本低、和數(shù)據(jù)獲取耗時(shí)短等等，但是用過的人都知道，單體化是傾斜攝影測(cè)量應(yīng)用的一大問題，為什么這么說呢？咱們的傾斜攝影數(shù)據(jù)是一個(gè)整體，不像簡(jiǎn)單模型那樣是一個(gè)或者同類對(duì)象組成的，所以咱們想要傾斜模型像簡(jiǎn)單模型那樣能夠進(jìn)行查詢、分析和編輯等功能，這就是傾斜模型存在的一個(gè)大問題。 
那么什么叫單體化？我們有必要先了解下這個(gè)概念。簡(jiǎn)單的說單體化也就是獲取或者分離一個(gè)場(chǎng)景中的單個(gè)或者一類對(duì)象。怎樣獲取或者分離呢？不同的人有不同的看法，比如說一些人認(rèn)為應(yīng)該用切割的方式來獲取或者分離；而超圖則是用矢量化的方式來獲取或者分離，這主要是超圖得益于二三維一體化的技術(shù)，將二三維的矢量數(shù)據(jù)與傾斜攝影測(cè)量數(shù)據(jù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的單體化，有了這個(gè)法寶，什么查詢，分析，編輯等等功能的實(shí)現(xiàn)就水到渠成了。小菜我就以這兩種方式來談?wù)剢误w化問題。 
提倡切割的人認(rèn)為，單體化單體化，不僅僅是要單體，而且還要實(shí)現(xiàn)分離的效果，最后把同類的給分離出來，完成分離之后給后期基于此數(shù)據(jù)做查詢、分析和編輯等功能時(shí)提供方便?，F(xiàn)在我們來看看切割出來的效果： 

上面兩張圖看來切割的方式展現(xiàn)出來的效果還蠻不錯(cuò)的，有條有理的，但是當(dāng)你拉近到一定程度的時(shí)候效果是這樣的： 
 
這樣看來切割的缺點(diǎn)就不言而喻了，出現(xiàn)的鋸齒狀是用戶最不愿看到的，而且這也不是傾斜攝影該有的展示效果。這是效果問題，那么對(duì)于傾斜攝影的話，我們后續(xù)還要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，切割之后的傾斜攝影要替換人工精細(xì)建模的時(shí)候， 如何才能把鋸齒狀邊緣與精細(xì)模型的邊緣對(duì)接上去，使它們能夠達(dá)到無縫結(jié)合？要隱藏某種地物的時(shí)候露出鋸齒狀的空洞，該如何解決？而且這樣切割之后，也拋棄了傾斜攝影數(shù)據(jù)自帶的LOD的優(yōu)點(diǎn)，導(dǎo)致GIS平臺(tái)只能用按照普通模型的方法來構(gòu)建LOD。這些都應(yīng)該是 “切割工程師”需要考慮的。 
說完了切割咱們來一起來探討下矢量化的方式，何謂矢量化？矢量化則是用簡(jiǎn)單的面數(shù)據(jù)，通過貼附的方式展現(xiàn)在傾斜攝影模型數(shù)據(jù)上，在保證效果、不破壞原始數(shù)據(jù)和LOD的同時(shí)，最大的好處還在于它打通了基于三維的傾斜攝影與基于二維的矢量面之間的關(guān)鍵“關(guān)卡”，實(shí)現(xiàn)三維和二維GIS的完美一體化?，F(xiàn)在小菜我就給大家?guī)泶笊褡龅氖噶炕膯误w化的效果圖： 
 
看到了這樣的效果，小伙伴們是怎樣想的呢？上面咱們介紹了單體化的內(nèi)容，現(xiàn)在咱們來說說矢量化解決了傾斜攝影數(shù)據(jù)的一個(gè)重大問題水面“破洞”現(xiàn)象，“破洞”是由于水面的高反射現(xiàn)象使得相機(jī)在獲取水面信息的時(shí)候被“致盲”了，使得那片區(qū)域的信息不準(zhǔn)確。下面咱們來看看修補(bǔ)前后的效果圖： 
 
 
超圖彌補(bǔ)的還不止一個(gè)傾斜攝影數(shù)據(jù)本身的問題，比如樹的還原度不高等問題。大家都知道相機(jī)是有拍攝盲區(qū)，比如立交橋的下面，建筑的屋檐下面，這些被遮擋的地方，而這盲區(qū)也是不可避免的，就像人的眼睛不能看到遮擋物后面的區(qū)域，這片區(qū)域就是我們所謂的盲區(qū) 。對(duì)于這個(gè)區(qū)域目前各個(gè)公司有不同的想法，目前聽來，才疏學(xué)淺的我覺得，傾斜攝影測(cè)量+街景的想法很靠譜，既可以利用現(xiàn)有的資源，同時(shí)還能彌補(bǔ)互相的不足 ，不過街景數(shù)據(jù)的覆蓋程度和數(shù)據(jù)更新的算法也是個(gè)問題，那就讓我們拭目以待。下面這幅圖就給大家說明了相機(jī)盲區(qū)和樹的還原度問題。 
 
在小菜我看來，傾斜數(shù)據(jù)的價(jià)值還需要挖掘，它能提供給我們的價(jià)值遠(yuǎn)不止目前看到的，隨之?dāng)?shù)據(jù)精度的不斷提高，采集速度的加快，有可能在未來的某一天，傾斜攝影測(cè)量的數(shù)據(jù)可能會(huì)成為人們了解現(xiàn)實(shí)環(huán)境的重要手段。 
但是猶如上文提及到的一系列功能模塊，我們也可以看到傾斜攝影的一些缺陷：比如傾斜攝影相機(jī)的盲點(diǎn)區(qū)域，比如立交橋下、房屋遮擋處；水面的“破洞”現(xiàn)象；不規(guī)則模型的還原度不高，比如說樹等等，造成這些缺陷的主要原因還在于傾斜攝影相機(jī)的拍攝技巧、硬件、還原模型的計(jì)算方式等因素。在這里小菜我也希望大家一起努力的學(xué)習(xí)把傾斜攝影這個(gè)技術(shù)提升到一個(gè)新的高度，也讓我們的數(shù)字化城市、數(shù)字化地球更加真實(shí)、漂亮、更具觀賞性。未來是咱們的！