自古以來，人類了解世界最直觀的方式就是通過自己的雙眼，看到的是一個五彩繽紛的三維客觀世界。但是，從早期的紙質(zhì)地圖到現(xiàn)在的電子地圖、衛(wèi)星影像，均是用特定的測繪語言對客觀世界的抽象表達(dá)，這與真實地理環(huán)境還有較大的差距和不同。傾斜攝影技術(shù)的出現(xiàn)帶來了革命性的變革，使客觀表達(dá)現(xiàn)實三維世界成為可能。它通過在同一飛行平臺上搭載多個傳感器，從一個垂直、多個傾斜角度同時采集影像，真實反映地表客觀情況，并通過先進(jìn)的POS設(shè)備，賦予三維模型精準(zhǔn)的地理信息。因此，通過傾斜攝影技術(shù)構(gòu)建的三維模型，使抽象回歸真實，不但具有地面全要素重建特性，還能保證更精準(zhǔn)的模型位置關(guān)系，開創(chuàng)了三維地理信息的新時代。
地圖技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，從對現(xiàn)實世界的抽象，到衛(wèi)星影像的處理，始終未脫離二維的范疇，為符合大眾的視覺習(xí)慣，必須嘗試對三維世界進(jìn)行還原。最初的數(shù)字城市三維模型，是在人工測量矢量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過人工拍攝獲取材質(zhì)建模。這種方法效率低、周期長、模型精度難以保障，成果水平良莠不齊，屬于城市景觀的選擇性重建，而不是對客觀世界的還原。傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用，改變了這種勞動密集型的作業(yè)局面，只需幾個作業(yè)員，將整理好的傾斜攝影像片輸入街景工廠，通過自動空三匹配、構(gòu)建TIN網(wǎng)、材質(zhì)貼圖等關(guān)鍵技術(shù)，再對各類參數(shù)加以調(diào)整，便能夠生產(chǎn)出精確逼真的實景三維模型。以八個節(jié)點的街景工廠為例，其制作效率與顯卡等級成正比，能達(dá)到每天7至10平方公里的三維建模產(chǎn)出水平，使得短期內(nèi)完成海量城市三維重建成為可能。
從模型的質(zhì)量上講，人工建模的選擇性較強，許多部分會省略。傾斜攝影構(gòu)建的實景三維模型為地表全要素還原，這是以往任何技術(shù)難以做到的。與傳統(tǒng)測繪技術(shù)相比，正射影像只能看到建筑的屋頂，實景影像僅從道路兩側(cè)的視角觀看，全景像片也只是固定點位的瀏覽，而傾斜攝影構(gòu)建的模型能夠從全方位自由觀看，同時具備量測功能。因此，這是測繪新技術(shù)與計算機圖形算法碰撞的結(jié)晶，是測繪領(lǐng)域的一次重大技術(shù)革命。
為追求更精細(xì)的模型效果，傾斜攝影拍攝方式經(jīng)歷了從高空到中低空的發(fā)展階段，航片質(zhì)量決定了模型材質(zhì)細(xì)節(jié)，高分辨率的模型為城市管理帶來更多可能。逐漸輕便化的傾斜航拍鏡頭、微型POS系統(tǒng)也促進(jìn)了無人機拍攝的蓬勃發(fā)展。運輸機以其作業(yè)效率高，飛行姿態(tài)好的優(yōu)勢成為數(shù)字城市制作的首選；而無人機、動力三角翼則憑借起降方便、低空高分辨率作業(yè)以及低成本的特點，在小區(qū)域精細(xì)數(shù)據(jù)的獲取上更加靈活。無人機傾斜影像構(gòu)建的實景三維模型，在窗戶、廣告牌文字、室外樓梯這些細(xì)節(jié)上處理更加豐富，因此許多行業(yè)應(yīng)用可以更深入地進(jìn)行開發(fā)。
由于實景三維的材質(zhì)來自真實像片，因此在模型結(jié)構(gòu)、建筑顏色、細(xì)節(jié)清晰度等方面更適合旅游體驗、情景再現(xiàn)、應(yīng)急演練，給觀看者真實而震撼的感覺。但實景三維模型不僅是用來看的，其上每一點都具有真實、準(zhǔn)確的三維地理坐標(biāo)，可供用戶按需測量和計算。這些均來自對航片信息與POS信息的空三解算，因此實景三維也是具備測繪級精度的模型產(chǎn)品。
在真實精度的支撐下，實景三維可發(fā)揮更大的價值。如在災(zāi)情的沙盤演練中，受災(zāi)房屋的高度、附近消防車輛能夠趕到的最短路徑，人群離疏散場所的距離，都是真實可靠的數(shù)據(jù)，對演練結(jié)果能夠起到輔助決策的作用。
未來，傾斜攝影技術(shù)將廣泛應(yīng)用于城市管理等各個方面，傾斜攝影構(gòu)建的三維模型，比人工建模有更深刻的沉浸感，讓使用者能輕易識別出所在位置。隨著智慧城市建設(shè)不斷深入，各類行業(yè)應(yīng)用要想被公眾接受和使用，零學(xué)習(xí)成本的信息數(shù)據(jù)必不可少。隨著智能手機的推陳出新，處理能力有了很大的提升，在移動端開發(fā)的實景三維APP應(yīng)用，將讓大家所見即所得，真正做到生活盡在掌握。將實景三維作為數(shù)字城市和智慧城市建設(shè)的本底數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)開發(fā)各類行業(yè)應(yīng)用，更容易被大眾所接受，使得運用傾斜攝影構(gòu)建城市實景三維模型逐漸成為數(shù)字城市和智慧城市建設(shè)的技術(shù)亮點。
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，地圖在互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用越來越廣泛，而實景三維模型為互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)提供了新鮮血液，給互聯(lián)網(wǎng)地圖應(yīng)用帶來新的啟發(fā)。它所提供的對微縮世界的瀏覽與真實的測量體驗為廣大人民的工作與生活帶來極大的便利，將會創(chuàng)造更大的地圖服務(wù)市場。憑借傾斜攝影技術(shù)，全國幾百個地市級城市將率先完成市區(qū)海量建模。想象一下，偌大城市在屏幕前變成一個小小的村落，在實景三維面前仿佛變得觸手可及，供人們欣賞與使用。而我們在傳統(tǒng)三維系統(tǒng)研究中取得的成果也將會延續(xù)，許多功能都可以方便地移植到實景三維中，只需更換數(shù)據(jù)，即可開展項目研發(fā)。還有多源數(shù)據(jù)的二、三維聯(lián)動顯示，與實景全景相結(jié)合實現(xiàn)空、天、地一體化的模型采集。這些均會增強實景三維的模型質(zhì)量，為公眾提供更友好的用戶體驗，為行業(yè)提供更豐富的地理信息服務(wù)。
為將傾斜攝影技術(shù)推向全國，形成地理信息行業(yè)的新力量，由業(yè)內(nèi)多家優(yōu)秀企事業(yè)單位發(fā)起成立的全國傾斜攝影技術(shù)聯(lián)盟，整合數(shù)據(jù)獲取、建模生產(chǎn)與應(yīng)用研發(fā)的力量，以產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的方式，為公眾和政府提供實景三維的整體解決方案。此舉逐步將實景三維產(chǎn)品應(yīng)用在各個社會領(lǐng)域，成為行業(yè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，使地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)生深刻的變革。相信在不遠(yuǎn)的將來，基于傾斜攝影技術(shù)構(gòu)建的實景三維產(chǎn)品會遍布我們每個人的桌面、手機中，融入我們的生活，終將實現(xiàn)“坐地日行八萬里，巡天遙看一千河”的夢想。
來源：中國測繪報
