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摘要：传统倾斜摄影技术是通过空中飞行平台采集垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像数据，然后通过软件解算获得实景三维模型。这种方式获得的模型数据，地面角度效果很差。针对这个情况本文提出了空地一体化倾斜摄影的方案。通过窑埠古镇这类具有代表性的仿古建筑群的倾斜模型实践的结果表明，采用空地一体化倾斜摄影的方案可以解决地面模型效果差、精度低、模型纹理扭曲大的问题。同时提供高了分辨率实现了模型可落地浏览。
关键词：倾斜摄影；窑埠古镇；空地一体
1引言
窑埠古镇，柳州十大重点工程，百里柳江点睛之作，位于东堤南路，蟠龙山下，享CBD核心地段，为“百里柳江”璀璨明珠，坐拥一线江景。拥有40万平米风情古镇，打造柳州城市會客厅[1]。城建和规划部门提出来通过实景三维模型来更好的服务和展示窑埠古镇的规划和建设成果。
倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术，它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传感器，同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像，将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。目前这项技术已经在《柳州市莲花山风景区实景三维模型制作》、《柳州市市区山体倾斜摄影实景模型及处理》项目中成功应用。
传统飞行平台倾斜摄影技术得到实景三维模型，从空中俯视角度观看效果很好，但遇到有大面积的居民构建物的时候，落地效果就很不理想。出现地面模型效果差、精度低、模型纹理扭曲大的问题等问题。如何快速而高效的提高实景模型落地效果是目前需要的问题。
2 空地一体化倾斜摄影总体思路
2.1 思路分析
倾斜摄影数据主流的解算有Smart3DCapture、Locaspace、街景工厂、OSketch、Pix4D、Global mapper、EasyUAV、Photoscan等。我们现在以法国Bentley公司的Smart3DCapture为主进行分析。软件主要是根据采集影像数据和POS数据进行自动匹配。
传统飞行平台倾斜摄影技术高空中采集的数据存在无法解决的建筑间采集死角和窑埠古镇骑楼内部影像照片采集问题。如下图1：
2.2 解决方案
数据采集死角的问题解决办法：
1.增加地面角度采集影像数据，与天空采集地面影像数据的融合；
2.根据项目建筑具体情况设计最佳的飞行航线和拍摄角度。
把建筑物间距和高度、屋檐飘出基底的距离为作为三个参数，带入航飞设计程序，自动生成一个最佳角度飞行航线和相机拍摄角度。
是以常规的航线设计程序为基础，结合Smart3DCapture 数据采集要求（主要是影像重叠度和影像分辨率）和建筑物间距和高度、屋檐飘出基底的距离三个参数，设计最近航线。经历了几十个项目不断的实践和调适、验证，最终定型。
3 数据采集
3.1 影像数据采集：Smart3DCapture模型的质量取决于输入的影像和空间配置的质量。
本次项目空中的数据采集使用6旋翼无人机使用Align690L挂载Canon 5D mark III相机，使用航线设计程序计算无人机飞行高度以及云台俯仰角，无人机的曝光间隔和飞行航线，然后自动执行航线飞行。
地面数据采集方式为，Canon 5D mark III架设于三脚架相机上均匀等距离拍摄空中无法采集的死角影像数据。测试窑埠古镇项目局部空三成果如下图2
3.2 像控制点布设：
GNSS RTK方法进行像控点控制测量的施测，1）选点与标志点布设，像控点应选择无物体遮挡空旷处，像控点用红色油漆喷绘标志，并且拍摄像控点与周围环境制作点之记，以便内业进行像控点的刺图。2）使用柳州市本地CORSS的网络对每个像控点均应观测2个测回。
4 数据处理
依据Smart3DCapture帮助手册以及空地一体的数据特性，数据解算首先导入影像数据和pos信息首次空三剔除冗余、无关联影像，刺点、重新解算后空三建立正确的空间三角关系，自动完成模型重建与纹理映射。图4为数据处理流程：
5 方案效果
单一空中角度倾斜摄影方案由于拍摄角度局限，所以模型成果地面视角及部分遮蔽严重区域模型效果差、精度低、模型纹理扭曲大。窑埠古镇使用空地一体化倾斜摄影方案大大提高遮蔽区和地面效果，模型效果提升了城市建设和城市规划的数据需求下图3和图4是天空倾斜摄影和空地一体摄影效果的对比图。
6 结语
针对窑埠古镇空地一体化倾斜摄影方案测试项目实施及方案思路、数据采集、数据处理各环节进行总结。我们提出了空地一体化倾斜摄影方案的主要成果如下：
实现加入航飞区域建筑物间距、高度、屋檐飘出基地的距离三个参数值的航线自动计算程序尝试；
针对间距小且有骑楼建筑物，需要达到落地效果实景三维模型一整套项目实施流程和操作程序。
对倾斜摄影测量技术是一次有益的尝试，获取空中的倾斜影像平台和地面倾斜摄影平台如何有高效结合的宝贵的经验和各类参数数据。
窑埠古镇使用空地一体化倾斜摄影项目实施完成后，得到实景三维模型数据效果很理想，将应用于大范围城市级的实景三维模型数据。
参考文献：
[1]窑埠古镇 .柳州楼盘网[引用日期2012-10-25]
[2]熊小东，《倾斜摄影测量原理与关键技术》
[2]杨帆.基于多视航空影像的城市三维重建[D].武汉：武汉大学硕士论文，2007.
[3]郑顺义，苏国中.数字摄影测量学——背景、基础、自动定向过程[M].武汉大学出版社，2009.
[4]刘爽，陈宝权.倾斜航空影像拼接技术与应用[J].先进技术研究通报，2009，3（6）：22-23.
[5]张剑清，潘励，王树根 摄影测量学[M] 武汉：武汉大学出版社 2003
关键词：倾斜摄影；窑埠古镇；空地一体
1引言
窑埠古镇，柳州十大重点工程，百里柳江点睛之作，位于东堤南路，蟠龙山下，享CBD核心地段，为“百里柳江”璀璨明珠，坐拥一线江景。拥有40万平米风情古镇，打造柳州城市會客厅[1]。城建和规划部门提出来通过实景三维模型来更好的服务和展示窑埠古镇的规划和建设成果。
倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术，它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传感器，同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像，将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。目前这项技术已经在《柳州市莲花山风景区实景三维模型制作》、《柳州市市区山体倾斜摄影实景模型及处理》项目中成功应用。
传统飞行平台倾斜摄影技术得到实景三维模型，从空中俯视角度观看效果很好，但遇到有大面积的居民构建物的时候，落地效果就很不理想。出现地面模型效果差、精度低、模型纹理扭曲大的问题等问题。如何快速而高效的提高实景模型落地效果是目前需要的问题。
2 空地一体化倾斜摄影总体思路
2.1 思路分析
倾斜摄影数据主流的解算有Smart3DCapture、Locaspace、街景工厂、OSketch、Pix4D、Global mapper、EasyUAV、Photoscan等。我们现在以法国Bentley公司的Smart3DCapture为主进行分析。软件主要是根据采集影像数据和POS数据进行自动匹配。
传统飞行平台倾斜摄影技术高空中采集的数据存在无法解决的建筑间采集死角和窑埠古镇骑楼内部影像照片采集问题。如下图1：
2.2 解决方案
数据采集死角的问题解决办法：
1.增加地面角度采集影像数据，与天空采集地面影像数据的融合；
2.根据项目建筑具体情况设计最佳的飞行航线和拍摄角度。
把建筑物间距和高度、屋檐飘出基底的距离为作为三个参数，带入航飞设计程序，自动生成一个最佳角度飞行航线和相机拍摄角度。
是以常规的航线设计程序为基础，结合Smart3DCapture 数据采集要求（主要是影像重叠度和影像分辨率）和建筑物间距和高度、屋檐飘出基底的距离三个参数，设计最近航线。经历了几十个项目不断的实践和调适、验证，最终定型。
3 数据采集
3.1 影像数据采集：Smart3DCapture模型的质量取决于输入的影像和空间配置的质量。
本次项目空中的数据采集使用6旋翼无人机使用Align690L挂载Canon 5D mark III相机，使用航线设计程序计算无人机飞行高度以及云台俯仰角，无人机的曝光间隔和飞行航线，然后自动执行航线飞行。
地面数据采集方式为，Canon 5D mark III架设于三脚架相机上均匀等距离拍摄空中无法采集的死角影像数据。测试窑埠古镇项目局部空三成果如下图2
3.2 像控制点布设：
GNSS RTK方法进行像控点控制测量的施测，1）选点与标志点布设，像控点应选择无物体遮挡空旷处，像控点用红色油漆喷绘标志，并且拍摄像控点与周围环境制作点之记，以便内业进行像控点的刺图。2）使用柳州市本地CORSS的网络对每个像控点均应观测2个测回。
4 数据处理
依据Smart3DCapture帮助手册以及空地一体的数据特性，数据解算首先导入影像数据和pos信息首次空三剔除冗余、无关联影像，刺点、重新解算后空三建立正确的空间三角关系，自动完成模型重建与纹理映射。图4为数据处理流程：
5 方案效果
单一空中角度倾斜摄影方案由于拍摄角度局限，所以模型成果地面视角及部分遮蔽严重区域模型效果差、精度低、模型纹理扭曲大。窑埠古镇使用空地一体化倾斜摄影方案大大提高遮蔽区和地面效果，模型效果提升了城市建设和城市规划的数据需求下图3和图4是天空倾斜摄影和空地一体摄影效果的对比图。
6 结语
针对窑埠古镇空地一体化倾斜摄影方案测试项目实施及方案思路、数据采集、数据处理各环节进行总结。我们提出了空地一体化倾斜摄影方案的主要成果如下：
实现加入航飞区域建筑物间距、高度、屋檐飘出基地的距离三个参数值的航线自动计算程序尝试；
针对间距小且有骑楼建筑物，需要达到落地效果实景三维模型一整套项目实施流程和操作程序。
对倾斜摄影测量技术是一次有益的尝试，获取空中的倾斜影像平台和地面倾斜摄影平台如何有高效结合的宝贵的经验和各类参数数据。
窑埠古镇使用空地一体化倾斜摄影项目实施完成后，得到实景三维模型数据效果很理想，将应用于大范围城市级的实景三维模型数据。
参考文献：
[1]窑埠古镇 .柳州楼盘网[引用日期2012-10-25]
[2]熊小东，《倾斜摄影测量原理与关键技术》
[2]杨帆.基于多视航空影像的城市三维重建[D].武汉：武汉大学硕士论文，2007.
[3]郑顺义，苏国中.数字摄影测量学——背景、基础、自动定向过程[M].武汉大学出版社，2009.
[4]刘爽，陈宝权.倾斜航空影像拼接技术与应用[J].先进技术研究通报，2009，3（6）：22-23.
[5]张剑清，潘励，王树根 摄影测量学[M] 武汉：武汉大学出版社 2003