无人机倾斜摄影三维建模

         随着无人机倾斜摄影测绘技术的不断发展，为城市实景三维建模提供了新的技术途径，在智慧城市实景三维建模中具有重要的优势和价值。由于无人机倾斜摄影测绘技术在城市三维建模中具有很好地应用价值，故其逐渐成为智慧城市建设的重要技术手段。

1 倾斜摄影测绘技术

　　倾斜摄影测绘技术是在无人机飞行器中布设多台传感器，实现飞行器在多个角度的摄影测量，以提高图像的清晰度。微型处理器的研发对于无人机倾斜摄影测绘技术发展有着重要的推动作用。无人机倾斜摄影测绘技术逐渐替代传统的人工建模方式，其从影像获取到最终建立三维模型时间短，精度高和真实度高，成为城市规划建设的重点应用技术。在无人机倾斜摄影测绘数据和影像获取基础上，结合Inpho、Pix4Dmapper、CC、大疆智图等软件，进行实景三维建模。

2 倾斜摄影技术工作原理

        倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域一项新兴技术，融合了传统的航空摄影和近景测量技术，颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从垂直、前视、左视、右视、后视5个不同角度采集影像。其中，垂直摄影影像，可经过传统航空摄影测量技术处理，制作4D产品；前视、左视、右视与后视4个倾斜摄影影像，倾斜角度在15～45°之间，可用于获取地物侧面丰富的纹理信息。

        通过高效自动化的三维建模技术，快速构建具有准确地物地理位置信息的真三维空间场景，直观地掌握目标区域内地形地貌与所有建筑物的细节特征，可为道路、桥梁工程建设，环境保护等提供现势、详尽、精确、逼真的空间基础地理信息数据支持和公共服务。倾斜摄影技术具有高分辨率、获取丰富的地物纹理信息、高效自动化的三维模型生产、逼真的三维空间场景等优势特征。

3 实景三维建模技术流程

        利用无人机拍摄数张高清晰度实景照片，采取地物的垂直与倾斜影像以及少量的地面控制点，构建基于真实影像纹理的高分辨率真三维模型。

4 空三加密

        空三加密会对5个视角的影像进行大量特征点计算提取,并将获取的特征点采用多视角匹配同名点,反向解算出每张影像的空间位置及姿态角度,从而确定影像之间的关系。空三加密质量差时,必须重新进行空三加密,多次加密未成功可删除一些质量较差、姿态较差的影像后再处理。

5 加入控制点

        控制点可在空三加密前加入，选择空三加密后加入控制点是因为这种方式可以节省处理时间，通过空三加密得到的航带信息可更快地找到控制点在哪些影像上，从而减少控制点的时间。

6 模型重建

        利用空三加密计算出的三角网TIN，生成三维模型的白模，然后通过三维模型形状位置，从影像里面选择最合理纹理进行贴合工作，从而得到实景三维模型。因倾斜摄影过程中，存在反光、遮挡、移动物体等因素，造成三角网构建过程中存在模型上的空洞、扭曲、碎片等情况。

7 模型修饰

        三维模型修饰主要包括几何修饰和纹理修饰，采用修饰软件修改实景模型专业软件，实现模型的几何修饰。

        ① 地面修饰在对地面区域进行影像匹配时，受到发射、倒影等情况干扰，造成生成模型存在高程异常，地面凹陷情况。地面修饰前需对异常地面圈定并删除，通过判断TIle轮廓的完整性，确定是否需要绘制面来将轮廓补充完整，然后进行桥接、补洞、纹理映射一系列操作，不同TIle之间需要将地面拟合到同一平面。当纹理存在不符合的情况，可将当前视角的纹理外接相关软件进行修饰。

        ② 路面修饰 鉴于路面车辆、行人较多，且均为运动状态，在进行影像匹配时常出现异常，容易造成车辆变形、路面凹凸不平的情况，若不采取修饰，后期模型会出现运动状态下的物体发生不真实、异常等情况，需对此类情况进行部分路面修饰。路面修饰通过对异常范围选中并拟合到同一平面，并且对不符合的纹理部分外接相关软件进行修饰。

8 技术指标和规范

　　利用无人机倾斜摄影测绘技术进行三维建模前，需要参考《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影规范》（GB/T15661-2008），对区域实际情况进行分析。