【傾斜攝影三維建模技術(shù)簡介】

傾斜攝影技術(shù)是國際測(cè)繪領(lǐng)域近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù)，顛覆了以往正射影像只能從垂直角度拍攝的局限，通過在同一飛行平臺(tái)上搭載多臺(tái)傳感器，同時(shí)從1個(gè)垂直、4個(gè)傾斜共5個(gè)不同的角度采集影像，將用戶引入了符合人眼視覺的真實(shí)直觀世界[1]。傾斜影像技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用，使目前高昂的三維建模成本大大降低。該技術(shù)的推廣應(yīng)用依賴軟件的強(qiáng)大處理能力和硬件的支持。目前世界上支持多視角影像三維實(shí)景建模的軟件有許多，諸如Context Capture 、Pixel Factory、Pix4D、VirtuosoGrid、VirtuoZo、DP-Smart、PhotoScan等軟件，其高度自動(dòng)化和智能化給建模帶來極高的效率。在硬件方面也得到了國內(nèi)外許多傾斜無人機(jī)的支撐，比如Harwar、MicroDrones、JOUAV、Dragon50等。軟件和硬件的支持給三維實(shí)景建模帶來改革性的變化，推動(dòng)著三維實(shí)景建模飛速發(fā)展。

【三維建模在電力行業(yè)的應(yīng)用】

實(shí)景建模指利用照片和點(diǎn)云采集現(xiàn)有場地條件，進(jìn)而創(chuàng)建高精度地理參考三維模型的過程。利用該技術(shù)可以輕松記錄資產(chǎn)，并將登記了三維信息的基礎(chǔ)設(shè)施與運(yùn)營和工程數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來。這些功能可作為單一數(shù)據(jù)源全面呈現(xiàn)資產(chǎn)的最新情況，該模型可輕松在其他軟件平臺(tái)中共享和傳輸，便于更好地管理資產(chǎn)。所有相關(guān)方，包括位于外地的利益相關(guān)方、辦公室里的工程師以及現(xiàn)場的工作人員，都可以相互聯(lián)系并在資產(chǎn)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營和巡檢工作流方面提供協(xié)助。

三維可視化技術(shù)是通過將計(jì)算機(jī)視覺、圖形圖像處理和數(shù)據(jù)庫技術(shù)等多門學(xué)科融為一體，建立物體的三維空間模型，以求更為清晰的描述對(duì)象特征的方法，該技術(shù)應(yīng)用于電力行業(yè)，對(duì)于提高電網(wǎng)管理的直觀性和可靠性，具有重要的意義。

【無人機(jī)傾斜攝影三維建模設(shè)備】

Phantom 4 Pro的相機(jī)配備1英寸2000萬像素影像傳感器，可拍攝4K/60fps視頻，并以14張/秒的速度拍攝靜態(tài)照片。新增后視視覺傳感器與機(jī)身兩側(cè)的紅外感知器，讓Phantom 4 Pro擁有5向環(huán)境識(shí)別與4向避障能力，安全性更高，飛行更智能。鈦合金、鎂合金材料的使用讓機(jī)身輕盈堅(jiān)固。

Phantom 4 Pro的相機(jī)系統(tǒng)經(jīng)過全新設(shè)計(jì)，配備1英寸2000萬像素CMOS影像傳感器以及7組8片全玻璃鏡片組成的高解析度鏡頭，同時(shí)采用機(jī)械快門以防止拖影，關(guān)鍵性能與同級(jí)別的地面相機(jī)相當(dāng)。不僅如此，還能以100Mbps碼率拍攝H.264 4K/60fps視頻或H.265/HEVC 4K/30fps視頻。優(yōu)秀的光學(xué)性能結(jié)合先進(jìn)的圖像處理，還原高動(dòng)態(tài)和細(xì)節(jié)豐富的影像，為后期處理提供更大的空間。

Phantom 4 Pro對(duì)相機(jī)關(guān)鍵性能進(jìn)行了全面升級(jí)，包括影像處理、圖像傳感器以及鏡頭解像力等，采用F2.8-11可調(diào)光圈,為攝影和攝像提供更大創(chuàng)作空間, 打造迄今為止最強(qiáng)大的Phantom相機(jī)。

數(shù)據(jù)處理采用Bentley公司的Context Capture三維建模軟件完成，Context Capture前身為法國Acute3d公司的Smart 3D Capture，被Bentley公司收購改名為Context Capture。是一套基于圖形處理器GPU的快速三維場景運(yùn)算軟件，通過簡單連續(xù)的影像生成超高密度點(diǎn)云，并在此基礎(chǔ)上生成基于真實(shí)影像紋理的高分辨率實(shí)景三維模型。支持多種數(shù)據(jù)源，兼容各種航攝相機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)能夠輸出obj、osgb、dae、xml 等通用兼容格式，且能方便自由的導(dǎo)入各種主流GIS平臺(tái)及三維編輯軟件。Context Capture代表了全球業(yè)界自動(dòng)建模技術(shù)最先進(jìn)最高水平最優(yōu)效果的軟件產(chǎn)品。

【無人機(jī)傾斜攝影作業(yè)流程】

傾斜攝影技術(shù)，通過在同一飛行平臺(tái)上搭載多臺(tái)傳感器（目前常用的是五鏡頭相機(jī)）。同時(shí)從垂直、傾斜等不同角度采集影像，獲取地面物體更為完整準(zhǔn)確的信息。垂直地面角度拍攝獲取的是垂直向下的一組影像，稱為正片，鏡頭朝向與地面成一定夾角拍攝獲取的四組影像分別指向東南西北，稱為斜片。使用大疆無人機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，可以用單鏡頭模擬多鏡頭成像，規(guī)劃5條航線，分五次飛行采集數(shù)據(jù)。在建立建筑物表面模型的過程中，相比垂直影像，傾斜影像有著顯著的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗芴峁└玫囊暯侨ビ^察建筑物側(cè)面，這一特點(diǎn)正好滿足了建筑物表面紋理生成的需要。同一區(qū)域拍攝的垂直影像可被用來生成三維模型或是對(duì)生成的三維模型的改善。

【無人機(jī)傾斜攝影拍攝注意事項(xiàng)】

1、為保證順利完成三維建模并提高模型精度，航向重疊和旁向重疊最少要在80%以上。

2、相機(jī)距被測(cè)物體的距離之差不能太大，如果想得到局部更加精細(xì)的三維模型，要采取逐步遞進(jìn)的方法采集影像。

3、被攝物體或部位要占照片的一半?yún)^(qū)域以上，每個(gè)部位至少在3張影像上出現(xiàn)。

4、如果地物表面有凸出或鏤空等部位，需要對(duì)局部進(jìn)行多角度采集。

5、如果地物太高，需要分層多地物進(jìn)行采集，兩層之間的重疊度也遵循原則1的規(guī)定。

非傾斜攝影測(cè)量設(shè)備若想能達(dá)到傾斜測(cè)量級(jí)別的成果質(zhì)量和精度，必須提高影像的重疊度、降低地物的攝影距離、多冗余影像采集，嚴(yán)格按照以上原則操作才能達(dá)到預(yù)期效果。

【輸電線路實(shí)景三維建模案例】

【輸電線路實(shí)景三維建模展望】

三維電力綜合管理信息系統(tǒng)平臺(tái)基于空間地理信息的數(shù)據(jù)與電力線路屬性信息融合，實(shí)現(xiàn)電力部件的綜合展示，直觀形象的描述、檢索、分析和管理電力線路運(yùn)營情況，更加方便高效的發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備損壞的線路，判斷故障影響區(qū)間、提供線路修復(fù)的點(diǎn)位參考。 隨著技術(shù)的不斷完善與管理需求，用戶可通過可視化信息平臺(tái)利用現(xiàn)代數(shù)字通訊技術(shù)與信息控制技術(shù)，構(gòu)建起“智能電網(wǎng) ”，這對(duì)于電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化、數(shù)字化、信息化監(jiān)管具有重要意義。