傾斜攝影實景三維建模效果不好?可能有這些原因!

2021-10-05 14:24:41 字數 3139 閱讀 7075

目前,實景三維建模主要採用傾斜攝影技術。而既然要做到實景建模,我們當然希望模型效果盡可以反映真實世界,但是在以下面四個場景中,建模效果會有不同程度影響。

1、反光面,無法反映物體真實紋理資訊。例如水面、玻璃、大面積單一紋理面的建築物;

2、慢速運動的物體。例如十字路口的汽車。

3、隨風晃動的植被。無法匹配特徵點或者匹配的特徵點誤差較大的場景,例如樹木、灌木叢、

4、鏤空複雜的建築物。例如護欄、基站、鐵塔、高壓線等

對於1、2型別場景,無論怎麼提高原始資料的質量,模型效果都不會改善,對於3、4型別場景,在實際作業中,可以通過提高模型解析度來改善一定的模型效果,但是仍然很容易出現空洞和拉花,而且低效。現有主流無人機三維建模軟體都是基於影像特徵點提取和匹配。所以在現階段中,這類問題是不可避免的。

除以上特殊場景外,在三維建模過程中,相對我們更加關注的是建築物的建模效果,因為航飛作業引數的設定、航飛光影條件、資料採集裝置、建模軟體等相關問題。也很容易導致建築物出現:重影、整體拉花、融化、光影嚴重斑駁、建築錯位、變形、建築粘連等問題。

當然,上述問題也可以通過後期軟體修補的方式來改善,提高模型效果。但是,接觸過相關工作的客戶應該比較了解,如果要進行大面積、大規模的模型修飾工作,人力和時間成本是非常巨大的。

原始建模效果

精修模型效果

睿鉑作為乙個傾斜攝影相機研發廠家,從資料採集的角度角度思考:怎麼設計傾斜攝影相機,才能夠保證不通過增加重疊度或者航片數量來提高建模效果。為了大家能夠很好理解,文章分成兩到三個部分,首先先給大家講解一下相關引數背景知識,以及大家可能對這些引數的誤解,後面文章再介紹睿鉑riy-pors傾斜攝影相機是怎樣設計來提高建模效果。

鏡頭的焦距是光學鏡頭的乙個非常重要的引數。鏡頭焦距的長短決定了被攝物在成像介質上的大小,也就是相當於物和象的比例尺,在使用數碼照相機(dsc)時,成像介質為影象感測器,主要是ccd與cmos兩類感測器,數位相機在航測中使用時,鏡頭焦距的長短就決定了地面影像解析度(gsd)。

當在相同距離拍攝同乙個目標物體時,鏡頭焦距長的,所成物象大,;鏡頭焦距短的,所成物象小。鏡頭焦距的長短決定成像大小,視場角大小,景深和畫面的透視強弱。根據用途的不同,相機鏡頭的焦距相差可以非常大,有短到幾公釐,十幾公釐的,也有長達幾公尺的。航空攝影鏡頭焦距一般選在20mm~100mm這個區間。

在光學儀器中,以其鏡頭中心點為頂點,以被測目標物像可通過鏡頭的最大範圍邊緣構成的夾角,稱為視場角。

視場角的大小決定了光學儀器的視野範圍,視場角越大,視野就越大,光學倍率就越小。通俗地說,如果目標物體不在視場角範圍內,則該物體反射或發射的光線就不會進入鏡頭內,也就無法成像。

關於傾斜攝影相機焦距,客戶最多的誤解就是:

1)焦距越長,飛機飛的高度越高,影像覆蓋面積越大;

2)焦距越長,覆蓋面積越大,作業效率越高;

客戶之所以會有上面兩種誤解,原因就是沒有認識到焦距和視場角的關係。二者的關係為:焦距越長,fov越小;焦距越短,fov越大。所以在畫幅物理尺寸、畫幅解析度和採集解析度相同的前提下,焦距的改變只會影響航飛的高度,而相機在地面覆蓋的面積是不變的。

還有一種更好的理解方式。比如dg3pros每個鏡頭畫素是6000x4000,以正射鏡頭為例:整張航片覆蓋的地面的投影面積計算公式為gsd6000xgsd4000。如果航飛解析度是2cm,那麼就表示每乙個像元覆蓋的地面投影面積為2x2cm,那麼整張航片覆蓋的地面投影面積為12000x8000cm,即120x80m。

從覆蓋面積計算公式可以看出航片覆蓋面積與焦距無關,所以當解析度一確定,航片的覆蓋面積也就確定了,無論焦距如何變化,都不會影響航片的實際覆蓋面積。

明白了焦距與fov的關係,大家可能就會認為焦距的長短對於航飛效率沒有影響,對於正射攝影測量來說,相對是正確的(嚴格來說焦距越長,無人機飛的越高,耗能越多,相對續航時間就會變短,整體效率也會降低)。

而對於傾斜攝影來說,焦距越長,作業效率反而越低。傾斜攝影相機的傾斜鏡頭一般是傾斜45°放置,為了保證採集到測區邊緣外立面的影像資料,航線需要外擴。

因為鏡頭45度傾斜,則會形成直角等腰三角形,假設不考慮無人機飛行姿態,以傾斜鏡頭主光軸正好拍攝到測區邊緣線作為航線規劃的要求,則無人機航線外擴距離等於無人機飛行高度。

所以如果航線覆蓋面積不變,短焦鏡頭的有效面積大於長焦鏡頭的有效面積。在之前的介紹riy-pros作業效率分析一文中,才特別註明了**作業效率僅代表無人機作業飛行的投影面積,有效區域面積是小於航飛投影面積。

如果客戶只在地勢比較平坦的區域做地籍測量相關專案,為了提公升作業效率,我們一般會推薦d2pros傾斜相機。如果客戶除了地籍專案,還有固定翼城市大面積專案,或者作業區域地勢比較複雜,在這種綜合場景下,我們一般會推薦dg3pros或者效能更優的dg4pros傾斜攝影相機。

焦距(f)和視場角(fov)是光學鏡頭最基礎,最常規的指標,但決定了航飛大部分引數、並且跟建模的效果有非常大的關係。具體是怎樣的關係?睿鉑相機又是怎樣基於這些關係設計的傾斜相機實現更好的建模效果?接下來文章會繼續給大家介紹,希望能帶給大家一些啟發。

基於傾斜攝影的三維房管系統

1.資料 1.1傾斜攝影資料 必須 1.2與傾斜攝影資料配套的向量面資料 關鍵 如果沒有,可以根據傾斜攝影資料進行提取 效果不可控,需要手動錄入業務資料 2.資料處理 2.1單體話點選 將向量面資料在三維場景中設定物件風格為貼物件,必要時設定底部高程 2.2分層分戶 將原始向量面備份乙份,轉為二維向...

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