文档介绍：倾斜摄影测量论文初稿
传统的航空航天摄影测量技术主要针对地形地物顶部进行测量,而对起伏明显的地形地物侧面的纹理和三维几何结构等信息获取一直十分有限,倾斜摄影测量因此成为近年来国际上发展十分迅速的一项高新技术。本文简要评述了几种典型的倾斜摄影测量软硬件系统, 分析了倾斜摄影测量的关键技术,总结提炼了倾斜摄影测量技术发展的主要趋势和研究要点。倾斜影像是指由一定倾斜角度的航摄相机所获取的影像1。倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从垂直、倾斜等不同的角度采集影像,获取地面物体更为完整准确的信息。常用的影像数据主要来源于垂直角度或倾角很小的航空或卫星影像,这些影像大多只有地物顶部的信息特征,缺乏地物侧面详细的轮廓及纹理信息,不利于全方位的模型重建和场景感知。并且,这些影像上建筑物容易产生墙面倾斜、屋顶位移和遮挡压盖等问题,不利于后续的几何纠正和辐射处理。 2008 年第 21 届 ISPRS 大会和 2011 年第 53 届德国摄影测量周,倾斜摄影测量技术都是35 大会的主要议题之一。新型多线面阵、多角度数码相机的应用如 ADS40/80SWDC-5 等为多视影像和大角度倾斜影像的获取提供了可能;高性能倾斜摄影测量处理系统等的不断改进也使得倾斜影像的处理更加便利。 1 多角度相机及处理系统 多角度相机40 世界上较早的倾斜摄影相机被认为是徕卡公司 2000 年推出的 ADS40 三线阵数码相机, 基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(030) 作者简介:朱庆,(1966-),男,教授,主要研究方向:数字摄影测量与三维地理信息系统。 E-mail: -1- 提供地物前视,正视和后视 3 个视角方向的影像。外国的一些先进公司专门研制了倾斜摄影用的多角度相机,可以同时获取一个地区多个角度的影像;我国的四维远见公司也研制了自主知识产权的多角度相机。这些典型多角度相机系统的参数和性能对比如表 1 所示:45 表 1 典型多角度相机系统参数和特点相机类型相机名称主要参数特点三个全色线 D , 每个三线阵 ADS40/80 像元,四个多光谱线阵推扫式成像;D,每个 12000 像元;像元大像;需集成 POS 系统小 ;焦距 单机幅面;像元大小一台相机获取垂直影像,两台获取倾斜影 3 镜头 AOS ;焦距 47mm;倾角 30°-40 像;镜头在曝光一次后自动旋转° 单机幅面;像元大小一台相机获取垂直影像,四台获取倾斜影 SWDC-5 ;焦距 100mm/80mm;倾像;集成测量型 GPS 和 POS 5 镜头角 40°-45° 单机幅面;像元大小一台相机获取垂直影像,四台获取倾斜影;焦距 65mm/85mm;倾角像;产品包含两级影像 40°-60° 1三线阵相机系统三线阵 ADS40/80 相机系统可以获取高分辨率的影像,通过连续推扫式成像,其前视和50 后视相机可以提供同一航带上地物的倾斜影像。相机的前视倾角约为 28 度,后视倾角约为 14 度,获取的多视影像可以较为清晰地反映出地物的侧面纹理特征。此类影像处理很复杂, 需要伴随高精度的 POS 数据,生成多级影像产品,但前后视倾角难以获取地物完整的侧面轮廓。 2三相机系统55 天宝 AOS 倾斜相机系统由 3 台大幅面数码相机组成,一台下视获取垂直影像,另外两台获取倾斜角度在 30 度到 40 度之间的倾斜影像。通过旋转型架构结构,实现前后左右倾斜和垂直五个方向的摄影。整个镜头在曝光一次后自动旋转 90 度,以此获取地物四个方向上的侧视影像。 3五相机系统60 SWDC-5 倾斜摄影相机由 5 台哈苏 H3D 相机组成,中间一台垂直摄影,其余四台分别向四个方向进行倾斜摄影,其倾斜角在 40 度到 45 度之间,相机上方安置有 IMU 导航系统, 同时集成 GPS 定位系统,可以在曝光瞬间准确获取相机倾角及外方位元素。 Pictometry 相机系统由 5 台数码相机组成,一台获取垂直影像,另外四台从前后左右四个方向同时获取地物的侧视影像。相机倾斜角度在 40 度到 60 度之间,因此可以较为完整地65 获取地物侧面的轮廓和纹理信息。其产品包含两级影像:munity”级影像和基于其分割得到的较高分辨率的“Neighborhood”级影像13。 倾斜影像处理系统伴随多角度相机的是倾斜影像处理系统的快速发展。美国公司推出的 Pictometry 倾斜影像处理软件,能够较好地实现倾斜影像的定位量测、轮廓提取、纹理聚类70 等处理功能。法国 Infoterra 公司的像素工厂Pixel Factory作为新一代遥感影像自动化处理系统,Street Factory 子系统