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傾斜攝影必學!傾斜攝影測量數據處理關鍵技術

時間:2020-03-17 14:14:54
無人機傾斜攝影測量影像處理的關鍵技術 通常包括:數據的預處理,多視影像區域網聯合平差,多視影像密集匹配,數字表面模型生產,三維模型的生成及真正射影像的生成與糾正。
 
傾斜攝影定義 
傾斜攝影技術是國際測繪領域近些年發展起來的一項高新技術,它顛覆了以往正射影像只能從垂直角度拍攝的侷限,通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器,同時從一個垂直、四個傾斜等五個不同的角度採集影像,將用戶引入了符合人眼視覺的真實直觀世界。
 
基本流程圖

傾斜攝影建模流程 
 


 

數據預處理

數據的預處理主要包括處理航攝相片和POS數據。航片的預處理主要包括格式轉換、對比度調整、曝光調整、色彩曲線、白平衡編輯、降噪等(此操作須謹慎進行,嚴格按照建模軟件數據導入要求執行)。通過對航片進行預處理,可以生成研究區域的航空遙感圖像。圖像所顯示地物的清晰、層系分明、反差適中、色彩鮮明以及色調一致。
 

多視影像區域網聯合平差 

採用區域網聯合平差來處理傾斜攝影數據,這可以全面解決像片之間的幾何變形以及遮擋問題。通過POS數據中得到的傾斜圖像外方位元素,採用由粗到精的金字塔匹配策略在每一級像片上進行同名點的自動匹配以及區域網光束法平差,能夠得到較好的同名點匹配結果。同一時刻,構建了連接點與連接線、POS數據與GPS/IMU數據的傾斜圖像自檢校區域網平差的誤差方程,對其採用聯合平差計算,來確保平差結果精度能夠滿足要求。
 

傾斜攝影 

多視影像密集匹配 

該技術的其中一個主要問題便是影像密集匹配,並且傾斜圖像的籠罩區域大、分辨率高。所以,在密集匹配過程中可能會產生大量冗餘信息的前提下,如何迅速精確地得到傾斜圖像的同名點座標,從而獲取地面物體的三維信息是傾斜影像密集匹配的重點。僅使用一種匹配策略或者一種匹配基元通常不便從傾斜圖像中提取三維建模時需要的同名點,所以由於SfM發展起來的多基元、多角度圖像匹配方法慢慢的變爲解決傾斜影像密集匹配的較好方案。
 

數字表面模型生產 

通過密集匹配得到高密度真彩色點雲,再由其構成TIN三角網,進而形成了高分辨率以及高精度的數字表面模型,在獲取該DSM數據後,對其採取濾波處理,同時將有差異的匹配單元融合,構成最終數字表面模型,可以充分表達地形、地物起伏特徵。
 

三維模型及真正射影像生成與糾正 

對無人機獲得的圖像進行處理以後,採取可建模軟件生成三維模型。真正射影像糾正是基於數字表面模型,依據物方不間斷的地形地貌以及離散的地物的幾何特點,利用提取表面特徵、面片擬合以及重建屋頂等方式來獲取物方語義信息,再由圖像分割、邊緣信息的獲取以及紋理聚類等方式來得到像方語義信息,然後利用前期的匹配結果將創建各個方面的的同名點對應聯繫,從而進行全局優化的採樣策略和考慮到的幾何輻射特徵的聯合糾正,再對整個圖像進行勻光勻色,實現了傾斜圖像的真正射糾正。