近年來(lái)，各地的智慧城市建設(shè)正如火如荼地展開(kāi)，城市三維數(shù)字模型逐漸成為構(gòu)建智慧城市的重要基石，地理信息系統(tǒng)作為城市建設(shè)的基礎(chǔ)內(nèi)容，也越來(lái)越受到重視。
傾斜航測(cè)基本原理
傾斜攝影是近年來(lái)航測(cè)領(lǐng)域逐漸發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，相對(duì)于傳統(tǒng)航測(cè)采集的垂直攝影數(shù)據(jù)，通過(guò)新增多個(gè)不同角度鏡頭，獲取具有一定傾斜角度的傾斜影像。應(yīng)用傾斜攝影技術(shù)，可同時(shí)獲得同一位置多個(gè)不同角度的、具有高分辨率的影像，采集豐富的地物側(cè)面紋理及位置信息。基于詳盡的航測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行影像預(yù)處理、區(qū)域聯(lián)合平差、多視影響匹配等一系列操作，批量建立高質(zhì)量、高精度的三維GIS模型。
多角度影像數(shù)據(jù)采集
航測(cè)數(shù)據(jù)采集及處理
1、航測(cè)范圍確定
航線規(guī)劃軟件（地面站）的地圖數(shù)據(jù)來(lái)源于GoogleEarth，規(guī)劃航線之前，在GoogleEarth中確定項(xiàng)目航測(cè)范圍，了解航測(cè)地貌，進(jìn)行合理的飛行架次劃分，優(yōu)化航拍方案，提升作業(yè)效率。
2、航線規(guī)劃及參數(shù)設(shè)定
傾斜航測(cè)的飛行參數(shù)包括高度、速度、拍攝間隔、航向間距、旁向間距等，不同的參數(shù)設(shè)置對(duì)航測(cè)的精度、效率等產(chǎn)生影響。航測(cè)作業(yè)前，綜合考慮飛控距離、電池消耗、地形地貌、建筑物分布、測(cè)量精度等因素，使用地面站軟件進(jìn)行航線規(guī)劃和參數(shù)設(shè)定，飛行高度、地面分辨率及物理像元尺寸滿足三角比例關(guān)系。
規(guī)劃航線及參數(shù)
3、無(wú)人機(jī)航測(cè)作業(yè)
地面站設(shè)置及無(wú)人機(jī)組裝完成后，即可開(kāi)始航測(cè)作業(yè)。無(wú)人機(jī)將依據(jù)指定的航線及參數(shù)設(shè)置，自動(dòng)完成航拍任務(wù)，操作人員觀察無(wú)人機(jī)位置及地面站實(shí)時(shí)飛行參數(shù)即可，每天可完成2-3平方公里的航測(cè)任務(wù)。
航測(cè)作業(yè)
傾斜航測(cè)采集的數(shù)據(jù)包括各拍攝點(diǎn)的多角度影像信息和對(duì)應(yīng)的pos數(shù)據(jù)。影像信息由五鏡頭相機(jī)獲取，無(wú)人機(jī)搭載相機(jī)以恒定速度對(duì)地面進(jìn)行等距拍照，采集到具有70%重疊率的相片；pos數(shù)據(jù)由飛控系統(tǒng)在相機(jī)拍照時(shí)生成，與相片一一對(duì)應(yīng)，賦予相片豐富的信息，包括經(jīng)緯度、高度、海拔、飛行方向、飛行姿態(tài)等。
多角度影像及pos數(shù)據(jù)
航測(cè)數(shù)據(jù)后處理
采用ContextCapture完成本次航測(cè)的后期GIS數(shù)據(jù)處理。ContextCapture是基于影像自動(dòng)化進(jìn)行三維模型構(gòu)建的并行軟件系統(tǒng)，軟件建模對(duì)象為靜態(tài)物體，輔以相機(jī)傳感器屬性、照片位置姿態(tài)參數(shù)、控制點(diǎn)等信息，在進(jìn)行空中三角測(cè)量計(jì)算、模型重建計(jì)算后，輸出相應(yīng)GIS成果，以供瀏覽或后期加工。常見(jiàn)的輸出格式包括OSGB、OBJ、S3C、3MX等。
1、pos數(shù)據(jù)整合
飛控系統(tǒng)生成的pos數(shù)據(jù)包含后處理所不需要的信息，且格式也不符合后處理軟件的使用要求，不能直接用于后期數(shù)據(jù)處理工作。原始pos數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、分類處理后，才能用于后處理軟件。
2、空間三角測(cè)量計(jì)算
在空中三角測(cè)量運(yùn)算過(guò)程中，信息面板上會(huì)顯示空三丟失照片的數(shù)量。如果丟失照片過(guò)多，您可以取消掉此次空三運(yùn)算，刪除這個(gè)空三區(qū)塊，選擇不同的設(shè)置重新執(zhí)行空中三角測(cè)量。
如果輸入照片的重疊率不夠或者某些設(shè)置不正確（比如相方坐標(biāo)系等），那么空中三角測(cè)量操作也有可能失敗。
空三計(jì)算
空三過(guò)程會(huì)生成粗略的3D視圖。
初始3D視圖
3、三維重建計(jì)算
由于拍攝范圍大，影像數(shù)據(jù)多，完成重建所需的計(jì)算機(jī)內(nèi)存往往達(dá)到上百G，普通計(jì)算機(jī)無(wú)法一次性完成重建計(jì)算，應(yīng)根據(jù)計(jì)算機(jī)性能重建框架，調(diào)整重建范圍及瓦片大小，將原框架分為若干個(gè)大小相同的數(shù)據(jù)切塊，分塊進(jìn)行重建計(jì)算。
三維空間重構(gòu)
4、數(shù)據(jù)集群處理
集群處理可按如下操作進(jìn)行：搭建局域網(wǎng)，將一臺(tái)計(jì)算機(jī)作為服務(wù)器，局域網(wǎng)內(nèi)其他計(jì)算機(jī)作為節(jié)點(diǎn)連接至服務(wù)器組成群組，任務(wù)提交后，服務(wù)器統(tǒng)一分配子任務(wù)至各節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)完成子任務(wù)后，將處理結(jié)果返回至服務(wù)器，并接受新的子任務(wù)直至任務(wù)完成。
相對(duì)與單機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，集群處理有更高的可靠性和容錯(cuò)率，當(dāng)群組中一個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障，原本分配至此節(jié)點(diǎn)的子任務(wù)將自動(dòng)分配至其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算；同時(shí)集群處理也能降低成本，龐大的GIS數(shù)據(jù)量，對(duì)于單機(jī)的儲(chǔ)存空間和數(shù)據(jù)處理速度都提出極大考驗(yàn)，將普通的計(jì)算機(jī)進(jìn)行集群則可有效降低硬件成本，發(fā)揮與高性能計(jì)算機(jī)相當(dāng)?shù)倪\(yùn)算能力。
5、模型精修及單體化處理
基于ContextCapture建立的三維GIS模型，存在由于錯(cuò)誤的影像匹配或者較差的幾何姿態(tài)造成建筑變形（紋理拉花、結(jié)構(gòu)扭曲、破面缺面等）、懸浮物、丟失部件等情況。通過(guò)單體化軟件對(duì)模型進(jìn)行精修重建，使地物要素完整，從而達(dá)到后期三維GIS應(yīng)用。智慧互聯(lián)平臺(tái)需實(shí)現(xiàn)對(duì)片區(qū)內(nèi)的部分建筑進(jìn)行單獨(dú)的選中、賦予屬性、查詢屬性、數(shù)據(jù)管理等操作，因此需對(duì)傾斜模型進(jìn)行單體化處理。我們通過(guò)利用建筑物、道路、樹(shù)木等對(duì)應(yīng)的矢量面，對(duì)傾斜攝影模型進(jìn)行切割，把連續(xù)的三角面片網(wǎng)從物理上分割開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)單體化。
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