工欲善其事必先利其器

高的效率當(dāng)然少不了高的配置

 

推薦配置

 

2內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

 

1.處理軟件介紹

 

近年來(lái)，傾斜攝影測(cè)量技術(shù)是國(guó)際測(cè)繪遙感領(lǐng)域近年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù)，利用照片進(jìn)行三維重建成為一項(xiàng)關(guān)鍵性的技術(shù)。目前市場(chǎng)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(shí)談到這幾種軟件使用上的效果和效率優(yōu)劣我只能代表自己個(gè)人對(duì)各個(gè)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。

 

 smart3D與街景工廠等三維建模軟件空三及其他區(qū)別

 

Smart3d空三的優(yōu)化模式是基于空間直角坐標(biāo)系的優(yōu)化方式，它的優(yōu)勢(shì)在于不依賴于POS的優(yōu)化，純依賴于控制點(diǎn)的拉動(dòng)來(lái)完成絕對(duì)定向；這種優(yōu)化模式無(wú)需橢球投影定義，因此對(duì)項(xiàng)目/POS/控制點(diǎn)的橢球投影的一致性無(wú)太高的要求，但嚴(yán)格意義上來(lái)講雖然符合數(shù)學(xué)模型精度。但局限在于測(cè)區(qū)覆蓋范圍很大時(shí)，會(huì)加大絕對(duì)定向的精度控制難度，對(duì)于控制的依賴比較高，需要較多/密的控制點(diǎn)才能保證絕對(duì)定向精度。

 

街景工廠的優(yōu)化模式是基于地心系的空三優(yōu)化方式，基于地心系的優(yōu)化模式，是把整個(gè)空三模型都放到基于地心的空間坐標(biāo)系來(lái)進(jìn)行優(yōu)化，需要有橢球投影定義，依賴初始POS和控制點(diǎn)來(lái)完成絕對(duì)定向。

 

當(dāng)然在地心系中完成優(yōu)化，需要橢球/投影定義，其中需要項(xiàng)目定義投影與POS保持一致，而項(xiàng)目橢球定義與最終成果也就是控制點(diǎn)保持一致。可無(wú)縫擬合空三像方與物方反算的整個(gè)過(guò)程，無(wú)縫擬合大地橢球面，不存在精度丟失的情況。

 

它的優(yōu)勢(shì)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(shí)現(xiàn)基于無(wú)控制點(diǎn)或少量控制點(diǎn)完成高精度絕對(duì)定向。

B.沒(méi)有區(qū)域尺度和光線視角限制�；�于地心系坐標(biāo)系統(tǒng)，可以輕松實(shí)現(xiàn)大區(qū)域范圍整體嚴(yán)密光束法平差流程。

C.支持多源傳感器混合平差

劣勢(shì)是對(duì)于pos定位精度要求很高對(duì)相對(duì)較低成本的的生產(chǎn)也加大了難度。

 

另外一個(gè)就是點(diǎn)匹配方法的不同：

Smart3d軟件是使用特征點(diǎn)匹配，它的優(yōu)點(diǎn)在于點(diǎn)數(shù)量足夠多，不依賴原始姿態(tài)，能夠適應(yīng)傾斜數(shù)據(jù)各種因拍攝角度變化引起的尺度變換。缺點(diǎn)是，點(diǎn)冗余度過(guò)高，資源消耗過(guò)高，適用于相幅偏小的數(shù)據(jù)，例如無(wú)人機(jī)。

 

街景工廠的匹配方法是基于物方的連接點(diǎn)匹配，優(yōu)點(diǎn)在于點(diǎn)密度和分布更容易把握，匹配時(shí)間短，資源消耗相對(duì)少。但是缺點(diǎn)是應(yīng)變能力差對(duì)影像原始姿態(tài)及影像畸變較為敏感。需要嚴(yán)格的內(nèi)外方位元素進(jìn)行配合。

 

對(duì)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(yōu)缺點(diǎn)。PhotoScan 比較輕量級(jí)，但是生成的模型紋理效果一般，相對(duì)來(lái)說(shuō)Smart3D 生成的三維模型效果最為理想，人工修復(fù)工作量較低，但是軟件比較復(fù)雜不易上手且價(jià)格較高。

 

 

2.數(shù)據(jù)處理的流程 

 

數(shù)據(jù)采集獲取，

數(shù)據(jù)預(yù)處理，POS解算整理、影像檢查、影像調(diào)整

內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)生產(chǎn)，相對(duì)定向

外業(yè)數(shù)據(jù)生產(chǎn)，絕對(duì)定向

內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)生產(chǎn)，空中三角測(cè)量（AT）、3d模型重建、3d產(chǎn)品提交

 

處理流程

 

3.各種數(shù)據(jù)格式成果的區(qū)別以及應(yīng)用情況講解

 

影像經(jīng)過(guò)建模軟件處理產(chǎn)出之時(shí)，有很多成果的數(shù)據(jù)需要我們?nèi)ミx擇輸出，例如OSGB，OBJ，STL，s3c等.

 

目前市面上生產(chǎn)的傾斜攝影三維模型數(shù)據(jù)的組織方式一般是二進(jìn)制存貯的、帶有嵌入式鏈接紋理數(shù)據(jù)（.jpg）的OSGB格式，OSGB格式的傾斜攝影模型，自帶多級(jí)分辨率的LOD數(shù)據(jù)，這個(gè)LOD是在模型的生產(chǎn)過(guò)程中創(chuàng)建的，是根據(jù)密集點(diǎn)云逐級(jí)抽稀后構(gòu)建的三角網(wǎng)模型，在三維場(chǎng)景的瀏覽過(guò)程中，不同層級(jí)之間的過(guò)度很平滑，沒(méi)有突跳感。

 

之前有篇文章過(guò)關(guān)于數(shù)據(jù)格式的認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的影像，矢量，三維數(shù)據(jù)格式匯總介紹

下面是三維格式的簡(jiǎn)單介紹

OSGB

Open Scene Gragh Binary簡(jiǎn)稱OSGB

OSGB由Smart3D處理的傾斜三維模型數(shù)據(jù)，它是由二進(jìn)制存貯的、帶有嵌入式鏈接紋理數(shù)據(jù)（.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(dòng)畫軟件"AdvancedVisualizer"開(kāi)發(fā)的一種標(biāo)準(zhǔn)3D模型文件格式，很適合用于3D軟件模型之間的互導(dǎo)。

 

三維模型的一個(gè)萬(wàn)能格式，大部分三維軟件都支持。

一個(gè)obj文件一般包含obj，mtl，jpg三個(gè)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(dǎo)入到3dsMax或者其他軟件進(jìn)行處理編輯。

 

3DS

.3ds是3Dmax的衍生文件格式。

做完MAX的場(chǎng)景文件后可導(dǎo)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(shù)

 

1.傾斜攝影粗修的軟件及流程

 

模型單體化修復(fù)很難？來(lái)聊一些關(guān)于三維模型單體化修補(bǔ)的建模軟件

也是之前的一篇關(guān)于修復(fù)模型的介紹

 

2.傾斜攝影模型實(shí)現(xiàn)單體化的技術(shù)思路

 

1）  最直觀的思路，就是用建筑物、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，即把連續(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。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(gè)頂點(diǎn)額外的存儲(chǔ)空間，把對(duì)應(yīng)的矢量面的ID值存儲(chǔ)起來(lái)；即一個(gè)建筑所對(duì)應(yīng)的三角面片的所有頂點(diǎn)，都存儲(chǔ)了同一個(gè)ID值，從而實(shí)現(xiàn)在鼠標(biāo)選中這個(gè)建筑時(shí)，該建筑可以呈現(xiàn)出高亮的效果。這個(gè)可以稱之為“ID單體化”。其實(shí)就是讓同一個(gè)建筑模型上，都存儲(chǔ)上同一個(gè)id值。從而在三維gis中呈現(xiàn)出鼠標(biāo)點(diǎn)擊后，能高亮顯示這個(gè)建筑物

 

需要說(shuō)明的是：這樣的單體化全部是基于傾斜模型的自動(dòng)化進(jìn)行，由于這樣的單體化都事先需要準(zhǔn)備好地物所對(duì)應(yīng)的矢量底面，因此在數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備工作上并沒(méi)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(jìn)行的單個(gè)模型的提取。

 

3）  目前應(yīng)用較多的數(shù)據(jù)單體化實(shí)際是基于目前市場(chǎng)上的如Dp modler、Osketch、SVS等軟件與傾斜模型進(jìn)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(chǔ)紋理數(shù)據(jù)，在指定軟件下進(jìn)行模型的重建和紋理重采樣。

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

 

 

 

4數(shù)據(jù)質(zhì)量精度評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)

 

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)能夠提供三維點(diǎn)云、三維模型、真正射影像( TDOM) 、數(shù)字表面模型( DSM) 等多種成果形式，其中三維模型具備真實(shí)、細(xì)致、具體的特點(diǎn)，通常稱為真三維模型。我們可以將這種實(shí)景三維模型當(dāng)做一種新的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行精度評(píng)定，包括位置精度、幾何精度和紋理精度3 個(gè)方面。

 

1）  位置精度，三維模型的位置精度評(píng)定跟空三的物方精度評(píng)定有類似之處，通過(guò)比對(duì)加密點(diǎn)和檢查點(diǎn)的精度進(jìn)行衡量。在控制點(diǎn)周邊比較平坦的區(qū)域，精度比對(duì)容易進(jìn)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(diǎn)誤差比較大，精度衡量可靠性降低，可以聯(lián)合影像作業(yè)，得到最終的成果矢量或模型數(shù)據(jù)再進(jìn)行比對(duì)。

 

2）  幾何精度，傳統(tǒng)手工建�？梢宰杂稍O(shè)計(jì)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(xiàn)破面、漏面、懸空、拉花等情況，影響地物幾何信息的完整表達(dá)。這種屬于原理性問(wèn)題，無(wú)法完全避免，可以按照下面的方法進(jìn)行評(píng)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(shí)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(jì)算機(jī)來(lái)自動(dòng)匹配地物的紋理信息，由于原始影像質(zhì)量不同，導(dǎo)致匹配結(jié)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(zhì)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(wèn)題像片，提高匹配計(jì)算的準(zhǔn)確度。

 

5數(shù)據(jù)質(zhì)量主要取決于那些條件

 

1）建模對(duì)象物理特征，

2）輸入照片的質(zhì)量，

3）與建模對(duì)象的拍攝距離，

4）影像獲取的拍攝方式，

我們測(cè)試了各種環(huán)境、各種結(jié)構(gòu)物，對(duì)于不同的模型，有的精度能夠達(dá)到mm級(jí)，有的只能達(dá)到若干cm級(jí)。

精度依賴于什么？建模對(duì)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(zhì)量也不同；同等條件，拍攝距離很有關(guān)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(jì)劃影響獲取數(shù)據(jù)的質(zhì)量。