傾斜攝影技術(shù),作為如今國(guó)際測(cè)繪遙感領(lǐng)域近年才發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù),在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于應(yīng)急指揮、國(guó)土安全、城市管理、房產(chǎn)稅收等行業(yè)。
而無(wú)人機(jī)作為這兩年頗受關(guān)注的科技寵兒,憑借其響應(yīng)速度快、處理效率高、運(yùn)行成本低等優(yōu)勢(shì),在國(guó)家基礎(chǔ)測(cè)繪、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、水利資源開發(fā)利用、農(nóng)作物監(jiān)測(cè)與評(píng)估等領(lǐng)域被廣為推廣。
當(dāng)傾斜攝影技術(shù)與無(wú)人機(jī)相遇,又會(huì)發(fā)生哪些化學(xué)反應(yīng)?
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傾斜攝影的前世今生
傾斜攝影的產(chǎn)生和發(fā)展與人們喜愛的攝影是密不可分的。著名法國(guó)攝影師納達(dá)爾,出于好奇的緣故,在1856年拍攝了第一張航空影像,自此拉開了觀測(cè)與遙感的序幕,同時(shí)也拉開了傾斜攝影的序幕。
傾斜攝影的工作原理是通過(guò)在同一飛行平臺(tái)上搭載的多臺(tái)從垂直、傾斜等不同角度采集圖像的傳感器來(lái)獲得地面物體完整的信息。多視影像的密集匹配作為新一代空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的重要內(nèi)容,它可以通過(guò)得到的高精度高分辨率的數(shù)字表面模型(DSM)充分地表達(dá)地形地物起伏特征,已經(jīng)成為新一代空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的重要內(nèi)容。
當(dāng)無(wú)人機(jī)與傾斜攝影相結(jié)合所形成的技術(shù),顛覆了傳統(tǒng)測(cè)繪的作業(yè)方式,該技術(shù)通過(guò)無(wú)人機(jī)低空多位鏡頭攝影獲取高清晰立體影像數(shù)據(jù),自動(dòng)生成三維地理信息模型,快速實(shí)現(xiàn)地理信息的獲取,也就進(jìn)一步擴(kuò)大了無(wú)人機(jī)測(cè)繪的應(yīng)用范圍,使其在公共安全、國(guó)防事業(yè)、數(shù)字地球等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
傾斜攝影示意圖/圖 來(lái)源網(wǎng)絡(luò)
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不得不說(shuō)的優(yōu)勢(shì)
1、滿足人們多樣化需求:
傾斜攝影是在攝影測(cè)量技術(shù)發(fā)展和人們需求增加的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。傳統(tǒng)的豎直攝影只能獲取地物頂部信息,對(duì)于地物側(cè)面信息則無(wú)法獲得;傾斜影像能讓用戶從多個(gè)角度觀察被制作建筑,更加真實(shí)地反映地物的實(shí)際情況,極大地彌補(bǔ)了基于正射影像分析應(yīng)用的不足。
2、操作便捷成本低:
通過(guò)無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)獲取資料,具有成本低、數(shù)據(jù)精確、操作靈活的特點(diǎn)。以往測(cè)繪用激光雷達(dá)的報(bào)價(jià)動(dòng)輒一、二百萬(wàn)人民幣,實(shí)在是一筆不小的開銷,但最近兩年興起的傾斜攝影技術(shù),可用低成本實(shí)現(xiàn)立體建模,即通過(guò)多個(gè)鏡頭從不同角度同時(shí)拍照。雖然精度仍不如激光雷達(dá)方案,但硬件的價(jià)格可以少一個(gè)零。
3、節(jié)約人力效率高:
據(jù)介紹用無(wú)人機(jī)傾斜攝影的作業(yè)效率會(huì)比傳統(tǒng)人工方式提高300倍以上,有業(yè)內(nèi)人士介紹,一架無(wú)人機(jī)通過(guò)該技術(shù)一天的作業(yè)量,需要400個(gè)人同時(shí)工作一天才能完成。解決了由于天氣等外因造成的工作延誤的問(wèn)題,把原本大量的外業(yè)工作轉(zhuǎn)變成內(nèi)業(yè)工作,極大的解放了測(cè)繪人的勞動(dòng)時(shí)間和減少外業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度。
4、測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)化快應(yīng)用廣泛:
通過(guò)配套軟件的應(yīng)用,可直接利用成果影像進(jìn)行包括高度、長(zhǎng)度、面積、角度、坡度等屬性的量測(cè),擴(kuò)展了傾斜攝影技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用。
5、能快速響應(yīng)突發(fā)情況:
由于傾斜影像為用戶提供了更豐富的地理信息,更友好的用戶體驗(yàn),該技術(shù)目前 所提供的事發(fā)地周圍的真實(shí)信息,在應(yīng)急救援中起到了至關(guān)重要的作用,有了直觀的傾斜影像和相關(guān)系統(tǒng)的輔助分析,如量測(cè)分析等,調(diào)度和指揮人員能夠迅速掌握事發(fā)的準(zhǔn)確地點(diǎn)及周邊環(huán)境,為應(yīng)急事件的處置提供輔助決策支持。
流程示意圖/圖 來(lái)源網(wǎng)絡(luò)
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不可回避的不足
雖然傾斜攝影技術(shù)早在美國(guó)“911”恐怖襲擊事件中就有應(yīng)用,但是目前國(guó)內(nèi)的廠家參差不齊,因此大家一定要擦亮眼睛。
1、沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),監(jiān)管待完善:
我國(guó)目前沒有明確針對(duì)傾斜攝影的國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。行業(yè)內(nèi)一般認(rèn)為遵循傳統(tǒng)航攝的相關(guān)技術(shù)規(guī)范,像片的獲取滿足相關(guān)航空攝影標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)處理滿足空三、DOM、DEM、DLG等產(chǎn)品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn),但這并不是技術(shù)健康發(fā)展的長(zhǎng)久之計(jì),想要獲取更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)還需進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)范。并且,不可否認(rèn)的是無(wú)人機(jī)行業(yè)同樣缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)的管理,這就使得無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的前景可能會(huì)受到一定的局限。
2、數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理待優(yōu)化:
雖然目前無(wú)人機(jī)傾斜攝影在測(cè)繪領(lǐng)域應(yīng)用很廣,但是由于該技術(shù)并未完全成熟,后期應(yīng)用仍在行業(yè)開發(fā)迭代,從三維模型的單體化、網(wǎng)頁(yè)引擎瀏覽、與其他應(yīng)用平臺(tái)或者軟件的通用性,后期的可改動(dòng)性等,都是行業(yè)正在逐步解決的問(wèn)題。各企業(yè)發(fā)展規(guī)劃也是參差不齊,開發(fā)出來(lái)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)也都有待加強(qiáng)和完善。
3、技術(shù)本身待優(yōu)化:
傾斜攝影與豎直攝影基本原理相同,但其與豎直攝影相比仍面臨不少難題,如:建筑物在傾斜影像中幾何變形、數(shù)據(jù)遮擋、數(shù)據(jù)冗余、影響匹配以及多視角影像聯(lián)合平差等。傾斜攝影獲取的影像存在嚴(yán)重的地?zé)o遮擋現(xiàn)象,尤其是建筑物密集區(qū)域,目前為了獲取全方位無(wú)信息盲點(diǎn)的傾斜影像,采取大重疊飛行觀測(cè)方式,希望在今后的研發(fā)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)更好的解決方案。
4、數(shù)據(jù)獲取效率較低:
業(yè)內(nèi)人士向宇辰網(wǎng)記者透露到,“無(wú)人機(jī)傾斜攝影目前魚龍混雜,有固定翼拍的,有多旋翼拍的,有直升機(jī)拍的,拍出來(lái)的效果千奇百怪,多旋翼的問(wèn)題是異常緩慢,走走停停緩緩電池重新來(lái)個(gè)航線,風(fēng)一吹跑偏了,何談后期影像拼貼;固定翼無(wú)人機(jī)自平衡系統(tǒng)穩(wěn)定性不太理想,除非做專業(yè)的處理,否則拍出來(lái)的相片也不經(jīng)如意;無(wú)人直升機(jī)抖動(dòng)有點(diǎn)厲害,如果有專業(yè)的處理,效果完成得會(huì)比較不錯(cuò),就是價(jià)格相對(duì)來(lái)說(shuō)貴一些,總之就是各有利弊。”
5、數(shù)據(jù)不能共享:
出于商業(yè)機(jī)密的考慮,各家企業(yè)之間是沒有實(shí)現(xiàn)信息共享的,這就造成了資源的浪費(fèi)。紅鵬天繪總裁徐鵬表示,希望整合行業(yè)的力量進(jìn)行傾斜攝影測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)和相關(guān)軟件的研發(fā),通過(guò)對(duì)用戶層面的整合,共享數(shù)據(jù),使三維數(shù)據(jù)的使用成本大大降低。?
6、行業(yè)尚未形成規(guī)模:
行業(yè)的發(fā)展需要聯(lián)合其它技術(shù)為其增值,中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所副所長(zhǎng)王晉年提到,“不僅僅要對(duì)三維建模、傾斜攝影測(cè)量技術(shù)本身的發(fā)展給予關(guān)注,而且也應(yīng)該思考將包括雷達(dá)、多光譜、高光譜、紅外等在內(nèi)的多種不同的傳感器進(jìn)行結(jié)合,集成在更小型的無(wú)人機(jī)上,開啟三維遙感的時(shí)代。”
美國(guó)國(guó)家地理空間情報(bào)局(NGA)認(rèn)為:一幅圖像勝過(guò)千言萬(wàn)語(yǔ),惟有圖像的方式才能做到賦予領(lǐng)導(dǎo)者敏銳的洞察力。如今無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù),無(wú)疑在國(guó)內(nèi)外地理信息產(chǎn)業(yè)中扮演重要的角色。但愿各方力量能夠進(jìn)一步改善目前的種種缺陷,讓這項(xiàng)技術(shù)提供更為精確的地理信息,更為逼真的用戶體驗(yàn)。