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很全面的傾斜攝影CC(Smart3D)綜合總結

時間:2020-2-29 16:17:35欄目:傾斜攝影點擊數(0)已有0人評論 加入收藏

  本文從Smart3D設備配置到內業采集處理流程等各個方面進行介紹分析,若有不正之處,還請大家給予指正。

  1

  數據處理設備

  工欲善其事必先利其器

  高的效率當然少不了高的配置

  推薦配置

  2

  內業數據處理

  1.處理軟件介紹

  近年來,傾斜攝影測量技術是國際測繪遙感領域近年發展起來的一項高新技術,利用照片進行三維重建成為一項關鍵性的技術。目前市場上很多傾斜建模軟件,較主流的軟件包括了Smart3d、PIX4D MAPPER、PHOTOSCAN、Photomesh、街景工廠等,其實談到這幾種軟件使用上的效果和效率優劣我只能代表自己個人對各個軟件的淺顯了解,這幾款軟件我們只是試用了解,不能做到深入的分析。

  (CC)Smart3D與街景工廠等三維建模軟件空三及其他區別

  Smart3d空三的優化模式是基于空間直角坐標系的優化方式,它的優勢在于不依賴于POS的優化,純依賴于控制點的拉動來完成絕對定向;這種優化模式無需橢球投影定義,因此對項目/POS/控制點的橢球投影的一致性無太高的要求,但嚴格意義上來講雖然符合數學模型精度。但局限在于測區覆蓋范圍很大時,會加大絕對定向的精度控制難度,對于控制的依賴比較高,需要較多/密的控制點才能保證絕對定向精度。

  街景工廠的優化模式是基于地心系的空三優化方式,基于地心系的優化模式,是把整個空三模型都放到基于地心的空間坐標系來進行優化,需要有橢球投影定義,依賴初始POS和控制點來完成絕對定向。

  當然在地心系中完成優化,需要橢球/投影定義,其中需要項目定義投影與POS保持一致,而項目橢球定義與最終成果也就是控制點保持一致。可無縫擬合空三像方與物方反算的整個過程,無縫擬合大地橢球面,不存在精度丟失的情況。

  它的優勢在于

  A.可以充分使用POS的初始定位精度,在POS符合精度要求的情況下,可以實現基于無控制點或少量控制點完成高精度絕對定向。

  B.沒有區域尺度和光線視角限制。基于地心系坐標系統,可以輕松實現大區域范圍整體嚴密光束法平差流程。

  C.支持多源傳感器混合平差

  劣勢是對于pos定位精度要求很高對相對較低成本的的生產也加大了難度。

  另外一個就是點匹配方法的不同:

  Smart3d軟件是使用特征點匹配,它的優點在于點數量足夠多,不依賴原始姿態,能夠適應傾斜數據各種因拍攝角度變化引起的尺度變換。缺點是,點冗余度過高,資源消耗過高,適用于相幅偏小的數據,例如無人機

  街景工廠的匹配方法是基于物方的連接點匹配,優點在于點密度和分布更容易把握,匹配時間短,資源消耗相對少。但是缺點是應變能力差對影像原始姿態及影像畸變較為敏感。需要嚴格的內外方位元素進行配合。

  對于另外的如俄羅斯 Agisoft公司的 PhotoScan,瑞士 Pix4D 公司 Pix4D mapper軟件也是各有優缺點。PhotoScan 比較輕量級,但是生成的模型紋理效果一般,相對來說Smart3D 生成的三維模型效果最為理想,人工修復工作量較低,但是軟件比較復雜不易上手且價格較高。

  2.數據處理的流程

  數據采集獲取,

  數據預處理,POS解算整理、影像檢查、影像調整

  內業數據生產,相對定向

  外業數據生產,絕對定向

  內業數據生產,空中三角測量(AT)、3d模型重建、3d產品提交

  處理流程

  3.各種數據格式成果的區別以及應用情況講解

  影像經過建模軟件處理產出之時,有很多成果的數據需要我們去選擇輸出,例如OSGB,OBJ,STL,s3c等.

  目前市面上生產的傾斜攝影三維模型數據的組織方式一般是二進制存貯的、帶有嵌入式鏈接紋理數據(.jpg)的OSGB格式,OSGB格式的傾斜攝影模型,自帶多級分辨率的LOD數據,這個LOD是在模型的生產過程中創建的,是根據密集點云逐級抽稀后構建的三角網模型,在三維場景的瀏覽過程中,不同層級之間的過度很平滑,沒有突跳感。

  下面是三維格式的簡單介紹

  OSGB

  Open Scene Gragh Binary簡稱OSGB

  OSGB由Smart3D處理的傾斜三維模型數據,它是由二進制存貯的、帶有嵌入式鏈接紋理數據(.jpg)的OSGB格式。

  OBJ

  OBJ文件是Alias|Wavefront公司為它的一套基于工作站的3D建模和動畫軟件"AdvancedVisualizer"開發的一種標準3D模型文件格式,很適合用于3D軟件模型之間的互導。

  三維模型的一個萬能格式,大部分三維軟件都支持。

  一個obj文件一般包含obj,mtl,jpg三個文件

  .jpg為紋理圖片

  Smart3D里面生成的模型需要修飾,可以輸出OBJ格式,之后就可以導入到3dsMax或者其他軟件進行處理編輯。

  3DS

  .3ds是3Dmax的衍生文件格式。

  做完MAX的場景文件后可導出成3ds格式,可與其他建模軟件兼容,也可用于渲染。

  3

  傾斜攝影粗修和單體化處理技術

  1.傾斜攝影模型實現單體化的技術思路

  1) 最直觀的思路,就是用建筑物、道路、樹木等對應的矢量面,對傾斜攝影模型進行切割,即把連續的三角面片網從物理上分割開,從而實現單體化。我們可以稱之為“切割單體化”。

  2) 利用模型的三角面片中每個頂點額外的存儲空間,把對應的矢量面的ID值存儲起來;即一個建筑所對應的三角面片的所有頂點,都存儲了同一個ID值,從而實現在鼠標選中這個建筑時,該建筑可以呈現出高亮的效果。這個可以稱之為“ID單體化”。其實就是讓同一個建筑模型上,都存儲上同一個id值。從而在三維gis中呈現出鼠標點擊后,能高亮顯示這個建筑物

  需要說明的是:這樣的單體化全部是基于傾斜模型的自動化進行,由于這樣的單體化都事先需要準備好地物所對應的矢量底面,因此在數據的準備工作上并沒有差別。不同的是:切割單體化是用完矢量面之后就可以扔了;ID單體化需要留著矢量面做屬性查詢;這樣的單體化是進行的單個模型的提取。

  3) 目前應用較多的數據單體化實際是基于目前市場上的如Dp modler、Osketch、SVS等軟件與傾斜模型進行交互式的模型重建。其基本的原理是利用傾斜建模的空三成果和基礎紋理數據,在指定軟件下進行模型的重建和紋理重采樣。

  需要說明的是:這樣的單體化是基于傾斜的大場景下進行的模型重建和修改,主要是對傾斜模型中主體模型進行重建,附屬模型進行的修改。

  4

  數據質量精度評判標準

  傾斜攝影測量技術能夠提供三維點云、三維模型、真正射影像( TDOM) 、數字表面模型( DSM) 等多種成果形式,其中三維模型具備真實、細致、具體的特點,通常稱為真三維模型。我們可以將這種實景三維模型當做一種新的基礎地理數據來進行精度評定,包括位置精度、幾何精度和紋理精度3 個方面。

  1) 位置精度,三維模型的位置精度評定跟空三的物方精度評定有類似之處,通過比對加密點和檢查點的精度進行衡量。在控制點周邊比較平坦的區域,精度比對容易進行; 在房角、墻線、陡坎等幾何特征變化大的地方,模型上的采點誤差比較大,精度衡量可靠性降低,可以聯合影像作業,得到最終的成果矢量或模型數據再進行比對。

  2) 幾何精度,傳統手工建模可以自由設計地物的幾何形狀,而真三維建模,影像重疊度越大的地方紋理越全,三維的幾何特征就越完整。反之,影像重疊不夠可能出現破面、漏面、懸空、拉花等情況,影響地物幾何信息的完整表達。這種屬于原理性問題,無法完全避免,可以按照下面的方法進行評定。在三維模型瀏覽軟件中參照航拍角度固定瀏覽視角,同時拉伸到分辨率相符的高度去查看模型,看不出明顯變形、拉花即可判定為合格,反之為不合格。

  3) 紋理精度,傾斜三維建模完全依靠計算機來自動匹配地物的紋理信息,由于原始影像質量不同,導致匹配結果可能存在色彩不一致、明暗度不一致、紋理不清晰等情況。要提高紋理精度就必須提高參加匹配的影像質量,剔除存在云霧遮擋覆蓋、鏡頭反光、地物陰影、大面積相似紋理、分辨率變化異常等問題像片,提高匹配計算的準確度。

  5

  數據質量主要取決于那些條件

  1)建模對象物理特征,

  2)輸入照片的質量,

  3)與建模對象的拍攝距離,

  4)影像獲取的拍攝方式,

  我們測試了各種環境、各種結構物,對于不同的模型,有的精度能夠達到mm級,有的只能達到若干cm級。

  精度依賴于什么?建模對象的物理特性,比如水面,玻璃幕墻的精度往往較差;不同的氣候條件取得的影像質量也不同;同等條件,拍攝距離很有關系,分辨率=航高/焦距ccd尺寸,高分辨率的影像可以得到較高精度;拍攝工藝也很重要,不同的航飛計劃影響獲取數據的質量。

  武漢翼飛智能提供以下服務:

  1、傾斜攝影技術實物教材課本38.9元

  2、專業傾斜攝影五鏡頭相機4萬8千元

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  4、承接全國傾斜攝影實景三維建模航測

  咨詢電話&微信:18771937458

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關鍵字:傾斜攝影 傾斜攝影CC
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