賽爾五鏡頭傾斜攝影相機(jī)102S V3智能化建模

賽爾五鏡頭傾斜攝影相機(jī)102S V3智能化建模

PSDK 102S V3三軸云臺(tái)五鏡頭傾斜攝影相機(jī),云臺(tái)及自研影像系統(tǒng)賦予用戶*大的操作自由,可應(yīng)用于大面積實(shí)景三維建模數(shù)據(jù)采集、二維正射航拍、貼近攝影測量、高樓立面補(bǔ)拍、單體化建模.

傾斜攝影三維建模及應(yīng)用是近年來測繪 領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)鏈上下游的企業(yè)為此都在積探索，以推動(dòng)該項(xiàng)技術(shù)的健康發(fā)展和落地應(yīng)用。然而，什么樣的技術(shù)才是真正符合用戶實(shí)際應(yīng)用需求的?在這 里，我們要和大家講解傾斜攝影應(yīng)用的兩個(gè)重要話題——傾斜攝影自動(dòng)化建模成果(后文簡稱“傾斜模型")的數(shù)據(jù)組織和單體化。

　　數(shù)據(jù)組織：要LOD 更要便捷和安

　　傾斜模型的個(gè)突出的點(diǎn)就是數(shù)據(jù)量龐大，這是因其技術(shù)機(jī)制、高度、對(duì)地表覆蓋的真實(shí)影像所決定的。那么，如何承載海量的傾斜模型數(shù)據(jù)、保 證快速加載和流暢渲染?這是傾斜攝影技術(shù)順利實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的大“攔路虎"，必須拿下。是直接讀取OSGB格式的傾斜攝影模型海量數(shù)據(jù)，還是需要導(dǎo)入和處理 數(shù)據(jù)格式后讀取?這是個(gè)關(guān)鍵問題。

　　解決這個(gè)問題之前，我們先明確下LOD(Level of Detail)這個(gè)概念。LOD是GIS平臺(tái)提高性能的個(gè)重要法寶，即對(duì)同個(gè)數(shù)據(jù)從清晰到模糊有多份。當(dāng)屏幕視角距離某個(gè)地物近時(shí)，軟件自動(dòng)調(diào)用清 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)。由于人眼本來就無法看清遠(yuǎn)處的數(shù)據(jù)，因此這樣做并不影響視覺效果。例如影像金字塔、地圖 分比例尺切圖等，都采用此方式。

　　對(duì)于手工建模的模型，般是通過三維GIS平臺(tái)自行計(jì)算出多層LOD，并處理其遠(yuǎn)近距離的切換關(guān)系。而對(duì)于傾斜模型，由于其技術(shù)原理是先計(jì)算稠 密點(diǎn)云、經(jīng)過簡化后再構(gòu)建TIN，因此在數(shù)據(jù)生產(chǎn)的過程中，就能通過不同的簡化比例來得到數(shù)據(jù)LOD，而不再需要GIS平臺(tái)來進(jìn)行計(jì)算。并且數(shù)據(jù)生產(chǎn)過程 中計(jì)算出來的LOD效果也的。也正因?yàn)槿绱?，無論是街景工廠還是Smart3D，其生產(chǎn)出來的傾斜模型都是自帶多LOD的，般至少帶有5-6 層，多則10層以上。

　　數(shù)據(jù)本身自帶LOD，從技術(shù)原理上就決定了其看似龐大，其實(shí)完可以做到非常高的調(diào)度和渲染性能(只要不破換原始自帶的LOD)。這也是為什么我們使用數(shù)據(jù)自帶的Viewer就可以獲得很好的加載和瀏覽性能。

　　分析到這里，相信大家就會(huì)明白：采用直接讀取傾斜模型原始OSGB格式相比采用導(dǎo)入的方式更好。為什么這么說呢?方面，導(dǎo)入過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，處 理海量傾斜模型數(shù)據(jù)往往需要數(shù)周。更重要的是，在數(shù)據(jù)導(dǎo)入過程中，為了和平臺(tái)內(nèi)部格式保持致，往往會(huì)破換原始數(shù)據(jù)的LOD，自行再構(gòu)建LOD。這樣構(gòu)建 的LOD，無論是效果還是性能，都遠(yuǎn)遜于原始LOD，導(dǎo)致性能不佳。

　　此外，在格式選擇上，傾斜攝影建模軟件有內(nèi)部私有格式(如Smart3D的s3c)，另外還可輸出為OSGB和DAE兩種外部格式。其 中，DAE格式由于是文本格式，直接讀取效率太低，因此被排除在外。而OSGB格式是開源的OSG庫所自帶的二進(jìn)制格式，直接讀取效率高，且格式公開，有 免費(fèi)的開源庫可直接使用，并且適合作為后續(xù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布與三維服務(wù)共享的模型傳輸格式，因此成為選擇。

　　那么，有人可能會(huì)問：OSGB作為公開格式，若直接使用，如何解決網(wǎng)絡(luò)發(fā)布后的數(shù)據(jù)安問題?對(duì)于這個(gè)問題，其實(shí)并不難解決：在服務(wù)端，我們雖 然是直接讀取OSGB文件，但在網(wǎng)絡(luò)發(fā)布緩存到客戶端的模型，已經(jīng)是通過服務(wù)端加密，并在客戶端壓縮打包為個(gè)內(nèi)部的大文件，如下圖所示。因此，直接讀取 OSGB格式不存在數(shù)據(jù)泄露等安問題。

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)-Smart3D

傾斜攝影三維建模技術(shù)是基于影像的三維建模技術(shù)的種，基于影像的三維建模技術(shù)大致步驟分為：

①　征點(diǎn)提取與相對(duì)定向；

②　投影重建與相機(jī)標(biāo)定；

③　密集匹配；

④　重建三維模型。

其中1步從給定影像中自動(dòng)檢測出可靠且充分密集的連接點(diǎn)，利用連接點(diǎn)對(duì)大量影像進(jìn)行自動(dòng)重定向；2步根據(jù)重定向結(jié)果進(jìn)行投影重建，標(biāo)定相機(jī)位置等信息；3步通過CMVS（cluster multi-view stereo）、PMVS（patch-based multi-view stereo）等算法進(jìn)行密集匹配；4步從點(diǎn)云通過構(gòu)建三角網(wǎng)格模型得到目標(biāo)三維模型。

傾斜攝影4大點(diǎn)

　　點(diǎn)：反映地物周邊真實(shí)情況相對(duì)于正射影像，傾斜影像能讓用戶從多個(gè)角度觀察地物，更加真實(shí)的反映地物的實(shí)際情況，的彌補(bǔ)了基于正射影像應(yīng)用的不足。

　　點(diǎn)二：傾斜影像可實(shí)現(xiàn)單張影像量測通過配套軟件的應(yīng)用，可直接基于成果影像進(jìn)行包括高度、長度、面積、角度、坡度等的量測，擴(kuò)展了傾斜攝影技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用。

　　點(diǎn)三：建筑物側(cè)面紋理可采集針對(duì)各種三維數(shù)字城市應(yīng)用，利用攝影大規(guī)模成圖的點(diǎn)，加上從傾斜影像批量提取及貼紋理的方式，能夠有效的降低城市三維建模成本。

　　點(diǎn)四：數(shù)據(jù)量小易于網(wǎng)絡(luò)發(fā)布相較于三維GIS技術(shù)應(yīng)用龐大的三維數(shù)據(jù)，應(yīng)用傾斜攝影技術(shù)獲取的影像的數(shù)據(jù)量要小得多，其影像的數(shù)據(jù)格式可采用成熟的技術(shù)快速進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，實(shí)現(xiàn)共享應(yīng)用。

　　無人機(jī)傾斜攝影的廣泛應(yīng)用，必將大幅度提高測繪行業(yè)的作業(yè)效率，使地理信息數(shù)據(jù)的流存更加完整，為我國更有效率的應(yīng)用土地資源、優(yōu)化國土空間、建設(shè)美麗中國增磚添瓦!

　　以我們現(xiàn)有的業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)評(píng)估：之前國土張圖是平面的，以后是國土張立體圖。傾斜攝影技術(shù)將是未來測繪市場的主要技術(shù)之。