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倾斜摄影对无人机测绘领域起什么作用

时间:2020-6-3 17:56:15编辑:小吴来源:互联网栏目:玩机技巧点击数(0)已有0人评论 加入收藏

  倾斜摄影技术,作为如今国际测绘遥感领域近年才发展起来的一项高新技术,在欧美等发达国家已经被广泛应用于应急指挥、国土安全、城市管理、房产税收等行业。

  而作为这两年颇受关注的科技宠儿,凭借其响应速度快、处理效率高、运行成本低等优势,在国家基础测绘、海洋环境监测、水利资源开发利用、农作物监测与评估等领域被广为推广。

  当倾斜摄影技术与无人机相遇,又会发生哪些化学反应?

  倾斜摄影的前世今生

  倾斜摄影的产生和发展与人们喜爱的摄影是密不可分的。著名法国摄影师纳达尔,出于好奇的缘故,在1856年拍摄了第一张航空影像,自此拉开了观测与遥感的序幕,同时也拉开了倾斜摄影的序幕。

  倾斜摄影的工作原理是通过在同一飞行平台上搭载的多台从垂直、倾斜等不同角度采集图像的传感器来获得地面物体完整的信息。多视影像的密集匹配作为新一代空间数据基础设施的重要内容,它可以通过得到的高精度高分辨率的数字表面模型(DSM)充分地表达地形地物起伏特征,已经成为新一代空间数据基础设施的重要内容。

  当无人机与倾斜摄影相结合所形成的技术,颠覆了传统测绘的作业方式,该技术通过无人机低空多位镜头摄影获取高清晰立体影像数据,自动生成三维地理信息模型,快速实现地理信息的获取,也就进一步扩大了无人机测绘的应用范围,使其在公共安全、国防事业、数字地球等领域得到了广泛应用。

  倾斜摄影示意图

  不得不说的优势

  1、满足人们多样化需求:倾斜摄影是在摄影测量技术发展和人们需求增加的基础上发展起来的。传统的竖直摄影只能获取地物顶部信息,对于地物侧面信息则无法获得;倾斜影像能让用户从多个角度观察被制作建筑,更加真实地反映地物的实际情况,极大地弥补了基于正射影像分析应用的不足。

  2、操作便捷成本低:通过无人机倾斜摄影技术获取资料,具有成本低、数据精确、操作灵活的特点。以往测绘用激光雷达的报价动辄一、二百万人民币,实在是一笔不小的开销,但最近两年兴起的倾斜摄影技术,可用低成本实现立体建模,即通过多个镜头从不同角度同时拍照。虽然精度仍不如激光雷达方案,但硬件的价格可以少一个零。

  3、节约人力效率高:据介绍用无人机倾斜摄影的作业效率会比传统人工方式提高300倍以上,有业内人士介绍,一架无人机通过该技术一天的作业量,需要400个人同时工作一天才能完成。解决了由于天气等外因造成的工作延误的问题,把原本大量的外业工作转变成内业工作,极大的解放了测绘人的劳动时间和减少外业劳动强度。

  4、测量结果转化快应用广泛:通过配套软件的应用,可直接利用成果影像进行包括高度、长度、面积、角度、坡度等属性的量测,扩展了倾斜摄影技术在行业中的应用。

  5、能快速响应突发情况:由于倾斜影像为用户提供了更丰富的地理信息,更友好的用户体验,该技术目前所提供的事发地周围的真实信息,在应急救援中起到了至关重要的作用,有了直观的倾斜影像和相关系统的辅助分析,如量测分析等,调度和指挥人员能够迅速掌握事发的准确地点及周边环境,为应急事件的处置提供辅助决策支持。

  流程示意图

  不可回避的不足

  虽然倾斜摄影技术早在美国“911”恐怖袭击事件中就有应用,但是目前国内的厂家参差不齐,因此大家一定要擦亮眼睛。

  1、没有统一的标准,监管待完善:我国目前没有明确针对倾斜摄影的国家技术标准。行业内一般认为遵循传统航摄的相关技术规范,像片的获取满足相关航空摄影标准,数据处理满足空三、DOM、DEM、DLG等产品生产标准,但这并不是技术健康发展的长久之计,想要获取更加精准的数据还需进行统一的规范。并且,不可否认的是无人机行业同样缺乏行业标准和相关的管理,这就使得无人机倾斜摄影技术的前景可能会受到一定的局限。

  2、数据的进一步处理待优化:虽然目前无人机倾斜摄影在测绘领域应用很广,但是由于该技术并未完全成熟,后期应用仍在行业开发迭代,从三维模型的单体化、网页引擎浏览、与其他应用平台或者软件的通用性,后期的可改动性等,都是行业正在逐步解决的问题。各企业发展规划也是参差不齐,开发出来的数据处理系统也都有待加强和完善。

  3、技术本身待优化:倾斜摄影与竖直摄影基本原理相同,但其与竖直摄影相比仍面临不少难题,如:建筑物在倾斜影像中几何变形、数据遮挡、数据冗余、影响匹配以及多视角影像联合平差等。倾斜摄影获取的影像存在严重的地无遮挡现象,尤其是建筑物密集区域,目前为了获取全方位无信息盲点的倾斜影像,采取大重叠飞行观测方式,希望在今后的研发过程中发现更好的解决方案。

  4、数据获取效率较低:业内人士向宇辰网记者透露到,“无人机倾斜摄影目前鱼龙混杂,有固定翼拍的,有多旋翼拍的,有直升机拍的,拍出来的效果千奇百怪,多旋翼的问题是异常缓慢,走走停停缓缓电池重新来个航线,风一吹跑偏了,何谈后期影像拼贴;固定翼无人机自平衡系统稳定性不太理想,除非做专业的处理,否则拍出来的相片也不经如意;无人直升机抖动有点厉害,如果有专业的处理,效果完成得会比较不错,就是价格相对来说贵一些,总之就是各有利弊。”

  5、数据不能共享:出于商业机密的考虑,各家企业之间是没有实现信息共享的,这就造成了资源的浪费。红鹏天绘总裁徐鹏表示,希望整合行业的力量进行倾斜摄影测量标准化体系建设和相关软件的研发,通过对用户层面的整合,共享数据,使三维数据的使用成本大大降低。?

  6、行业尚未形成规模:行业的发展需要联合其它技术为其增值,中国科学院遥感与数字地球研究所副所长王晋年提到,“不仅仅要对三维建模、倾斜摄影测量技术本身的发展给予关注,而且也应该思考将包括雷达、多光谱、高光谱、红外等在内的多种不同的传感器进行结合,集成在更小型的无人机上,开启三维遥感的时代。”

  美国国家地理空间情报局(NGA)认为:一幅图像胜过千言万语,惟有图像的方式才能做到赋予领导者敏锐的洞察力。如今无人机倾斜摄影技术,无疑在国内外地理信息产业中扮演重要的角色。但愿各方力量能够进一步改善目前的种种缺陷,让这项技术提供更为精确的地理信息,更为逼真的用户体验。

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