傾斜攝影技術是國際測繪領域近些年發(fā)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局限，該技術通過從一個垂直、四個傾斜、五個不同的視角同步采集影像，獲取到豐富的建筑物頂面及側視的高分辨率紋理。它不僅能夠真實地反映地物情況，高精度地獲取物方紋理信息，還可通過先進的定位、融合、建模等技術，生成真實的三維城市模型。

本文通過介紹ContextCapture的基本功能、 主要特性，研究其進行快速三維建模的技術路線和實施方案，并對建模過程中出現(xiàn)的問題出建議。

ContextCapture系統(tǒng)架構包含兩大模塊：主控臺（Master）和引擎端（Engine），遵循主從模式（Master-Worker）。ContextCapture主控臺是 ContextCapture的主要模塊。用戶通過圖形用戶接口，向軟件定義輸入數據，設置處理過程、提交過程任務、監(jiān)控任務的處理過程與處理結果可視化等。主控臺不執(zhí)行處理過程，而是將任務分解為基礎作業(yè)并其提交給作業(yè)隊列。

ContextCapture 除了 Master、Engine 外， 還 包 含 Setting、 Viewer 等工具模塊。Master 負責創(chuàng)建和管理任務，監(jiān)視任務的進度等；Setting 主要是幫助 Engine 指向任務的路徑；Engine 負責對所指向的作業(yè)隊列中的任務進行處理；Viewer則可預覽生成的三維場景和模型，可以觀察控制主控臺工作流的生產質量， 利用它對最終生產的模型成果進行瀏覽。

二、ContextCapture建模過程——某園區(qū)案例

1.數據準備

由于園區(qū)周邊環(huán)境復雜，電磁信號干擾強，建筑物易產生遮擋，因此盡量不要低飛或者靠近建筑物飛行，盡量減少建筑物內WIFI信號產生的電磁干擾。飛手應處于相對開闊地帶，確保無人機與飛手間不存在信號直線遮擋。

對傾斜像片進行空中三角測量，獲取影像的外方位元素。空三計算是傾斜攝影建模的核心步驟，包含影像特征點提取、 同名特征點匹配、影像外方位元素反算等步驟。將傾斜攝影像片帶有的POS數據作為初始方位元素，根據共線方程，可解算出每張像片的外方位元素。利用多基線多特征匹配生成影像之間的連接點，通過少量外業(yè)控制點和區(qū)域網平差可實現(xiàn)傾斜攝影空中三角測量。ContextCapture在空中三角計算完成后，生成空三報告，可直接用于下一步匹配和三維建模。

總的來說，需要將所需內存的大小控制在物理內存的50% 左右。通過調整三角尺寸至與原始影像分辨率相匹配，同時簡化平坦區(qū)域的三角網，從而獲園區(qū)的三維TIN模型。

構建TIN模型后，將三維TIN模型與紋理圖像進行配準和紋理附貼。通過計算TIN每個三角面的法線方向與包含該地物的相片之間的夾角來選擇適用于該三角網模型的紋理影像。夾角越小，說明該三角面與影像平面越接近，兩者之間越匹配， 紋理質量越高。

在Acute 3D Viewer中觀察生成的三維模型，場景中地物的空間位置、形狀、顏色、外觀等與實際環(huán)境一致，各地物單體之間銜接流暢完整，建筑物輪廓清晰、各面紋理完整，與實際情況相符。屋頂、門窗、汽車等細節(jié)能較好的表現(xiàn)出來， 中心區(qū)域的房屋和樹木都能得到較好的還原，邊緣區(qū)域樹木的形狀紋理與真實情況略有偏差。

傾斜攝影模型作為文件形式，無法通過網絡訪問使用，將其發(fā)布成 Web service 服務，才能進行成果共享。Portal for ArcGIS可以將傾斜攝影模型發(fā)布成 Web service，支持網頁和App形式訪問并搭建使用。登錄Portal for ArcGIS，可將本地的spk文件上傳到Portal中。在Portal for ArcGIS10.5版本中可對上傳的spk文件創(chuàng)建對應的場景服務。在服務創(chuàng)建成功后，即可在場景查看器中預覽三維場景。服務發(fā)布成功后，選擇共享條目，可共享給指定群組或者完全開發(fā)共享。

在進行空三計算時，由于數據量大、影像重疊率低或者影像質量差的情況下，會導致空三計算失敗。在這種情況下，可將計算失敗的空三成果以XML的格式導出，提取其中的影像姿態(tài)數據對原始的POS數據進行封信，然后重新導入進行計算。另外，也可加入連接點和控制點重新進行空三計算。

另一方面，由于多相位拍攝過程中的遮擋，以及植被、水 面等均質地物缺乏明顯的特征點而造成同名影像匹配較少，從而導致數字表明模型精度低以及切片紋理缺失和錯位。這種情況在三維模型成果中的具體表現(xiàn)為：部分樹木及建筑邊緣變形、建筑側面紋理不清晰、地形變形等。