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為什么說傾斜攝影對無人機測繪領域至關重要?

時間:2020-4-9 14:35:16欄目:傾斜攝影點擊數(0)已有0人評論 加入收藏

  傾斜攝影技術,作為如今國際測繪遙感領域近年才發展起來的一項高新技術,在歐美等發達國家已經被廣泛應用于應急指揮、國土安全、城市管理、房產稅收等行業。

  而作為這兩年頗受關注的科技寵兒,憑借其響應速度快、處理效率高、運行成本低等優勢,在國家基礎測繪、海洋環境監測、水利資源開發利用、農作物監測與評估等領域被廣為推廣。

  當傾斜攝影技術與無人機相遇,又會發生哪些化學反應?

  傾斜攝影的前世今生

  傾斜攝影的產生和發展與人們喜愛的攝影是密不可分的。著名法國攝影師納達爾,出于好奇的緣故,在1856年拍攝了第一張航空影像,自此拉開了觀測與遙感的序幕,同時也拉開了傾斜攝影的序幕。

  傾斜攝影的工作原理是通過在同一飛行平臺上搭載的多臺從垂直、傾斜等不同角度采集圖像的傳感器來獲得地面物體完整的信息。多視影像的密集匹配作為新一代空間數據基礎設施的重要內容,它可以通過得到的高精度高分辨率的數字表面模型(DSM)充分地表達地形地物起伏特征,已經成為新一代空間數據基礎設施的重要內容。

  當無人機與傾斜攝影相結合所形成的技術,顛覆了傳統測繪的作業方式,該技術通過無人機低空多位鏡頭攝影獲取高清晰立體影像數據,自動生成三維地理信息模型,快速實現地理信息的獲取,也就進一步擴大了無人機測繪的應用范圍,使其在公共安全、國防事業、數字地球等領域得到了廣泛應用。

  傾斜攝影示意圖

  不得不說的優勢

  1、滿足人們多樣化需求:傾斜攝影是在攝影測量技術發展和人們需求增加的基礎上發展起來的。傳統的豎直攝影只能獲取地物頂部信息,對于地物側面信息則無法獲得;傾斜影像能讓用戶從多個角度觀察被制作建筑,更加真實地反映地物的實際情況,極大地彌補了基于正射影像分析應用的不足。

  2、操作便捷成本低:通過無人機傾斜攝影技術獲取資料,具有成本低、數據精確、操作靈活的特點。以往測繪用激光雷達的報價動輒一、二百萬人民幣,實在是一筆不小的開銷,但最近兩年興起的傾斜攝影技術,可用低成本實現立體建模,即通過多個鏡頭從不同角度同時拍照。雖然精度仍不如激光雷達方案,但硬件的價格可以少一個零。

  3、節約人力效率高:據介紹用無人機傾斜攝影的作業效率會比傳統人工方式提高300倍以上,有業內人士介紹,一架無人機通過該技術一天的作業量,需要400個人同時工作一天才能完成。解決了由于天氣等外因造成的工作延誤的問題,把原本大量的外業工作轉變成內業工作,極大的解放了測繪人的勞動時間和減少外業勞動強度。

  4、測量結果轉化快應用廣泛:通過配套軟件的應用,可直接利用成果影像進行包括高度、長度、面積、角度、坡度等屬性的量測,擴展了傾斜攝影技術在行業中的應用。

  5、能快速響應突發情況:由于傾斜影像為用戶提供了更豐富的地理信息,更友好的用戶體驗,該技術目前 所提供的事發地周圍的真實信息,在應急救援中起到了至關重要的作用,有了直觀的傾斜影像和相關系統的輔助分析,如量測分析等,調度和指揮人員能夠迅速掌握事發的準確地點及周邊環境,為應急事件的處置提供輔助決策支持。

  流程示意圖

  不可回避的不足

  雖然傾斜攝影技術早在美國“911”恐怖襲擊事件中就有應用,但是目前國內的廠家參差不齊,因此大家一定要擦亮眼睛。

  1、沒有統一的標準,監管待完善:我國目前沒有明確針對傾斜攝影的國家技術標準。行業內一般認為遵循傳統航攝的相關技術規范,像片的獲取滿足相關航空攝影標準,數據處理滿足空三、DOM、DEM、DLG等產品生產標準,但這并不是技術健康發展的長久之計,想要獲取更加精準的數據還需進行統一的規范。并且,不可否認的是無人機行業同樣缺乏行業標準和相關的管理,這就使得無人機傾斜攝影技術的前景可能會受到一定的局限。

  2、數據的進一步處理待優化:雖然目前無人機傾斜攝影在測繪領域應用很廣,但是由于該技術并未完全成熟,后期應用仍在行業開發迭代,從三維模型的單體化、網頁引擎瀏覽、與其他應用平臺或者軟件的通用性,后期的可改動性等,都是行業正在逐步解決的問題。各企業發展規劃也是參差不齊,開發出來的數據處理系統也都有待加強和完善。

  3、技術本身待優化:傾斜攝影與豎直攝影基本原理相同,但其與豎直攝影相比仍面臨不少難題,如:建筑物在傾斜影像中幾何變形、數據遮擋、數據冗余、影響匹配以及多視角影像聯合平差等。傾斜攝影獲取的影像存在嚴重的地無遮擋現象,尤其是建筑物密集區域,目前為了獲取全方位無信息盲點的傾斜影像,采取大重疊飛行觀測方式,希望在今后的研發過程中發現更好的解決方案。

  4、數據獲取效率較低:業內人士向宇辰網記者透露到,“無人機傾斜攝影目前魚龍混雜,有固定翼拍的,有多旋翼拍的,有直升機拍的,拍出來的效果千奇百怪,多旋翼的問題是異常緩慢,走走停停緩緩電池重新來個航線,風一吹跑偏了,何談后期影像拼貼;固定翼無人機自平衡系統穩定性不太理想,除非做專業的處理,否則拍出來的相片也不經如意;無人直升機抖動有點厲害,如果有專業的處理,效果完成得會比較不錯,就是價格相對來說貴一些,總之就是各有利弊?!?/p>

  5、數據不能共享:出于商業機密的考慮,各家企業之間是沒有實現信息共享的,這就造成了資源的浪費。紅鵬天繪總裁徐鵬表示,希望整合行業的力量進行傾斜攝影測量標準化體系建設和相關軟件的研發,通過對用戶層面的整合,共享數據,使三維數據的使用成本大大降低。?

  6、行業尚未形成規模:行業的發展需要聯合其它技術為其增值,中國科學院遙感與數字地球研究所副所長王晉年提到,“不僅僅要對三維建模、傾斜攝影測量技術本身的發展給予關注,而且也應該思考將包括雷達、多光譜、高光譜、紅外等在內的多種不同的傳感器進行結合,集成在更小型的無人機上,開啟三維遙感的時代?!?/p>

  美國國家地理空間情報局(NGA)認為:一幅圖像勝過千言萬語,惟有圖像的方式才能做到賦予領導者敏銳的洞察力。如今無人機傾斜攝影技術,無疑在國內外地理信息產業中扮演重要的角色。但愿各方力量能夠進一步改善目前的種種缺陷,讓這項技術提供更為精確的地理信息,更為逼真的用戶體驗。

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