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摘要：随着倾斜摄影技术的发展，不同地面分辨率的实景三维模型成果越来越多。利用倾斜摄影技术分别对小测区范围采集不同地面分辨率的倾斜摄影数据，制作相应的实景三维模型数据，对比分析不同地面分辨率实景三维模型位置精度，为实际工程应用中提供航摄参考。
关键词：倾斜摄影、分辨率、实景三维模型
0引言
随着倾斜摄影测量技术的发展，实景三维模型的需求越来越多，不同地面分辨率实景三维模型成果越来越丰富。目前，倾斜影像数据获取主要采用的飞行平台有固定翼大飞机、直升机以及无人机等，主要采用的航摄仪由3镜头航摄仪、5镜头航摄、8镜头航摄仪等，根据项目的不同需求，选择合适的飞行平台，搭载不同焦距组合的航摄仪，获取不同分辨率的倾斜影像数据，制作不同分辨率的实景三维模型。本文在小测区范围不同地面分辨率的前提下，探索倾斜摄影实景三维模型位置精度对不同分辨率影像的适应度，对比分析不同分辨率对倾斜摄影实景三维模型精度的影响程度，为利用倾斜摄影技术生产实景三维模型来解决不同的测绘任务需求选择适当的地面分辨率提供参考。
1倾斜摄影测量
1.1倾斜摄影原理
目前，倾斜摄影技术比较流行，应用领域较广。它颠覆了以往正射影像拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台航摄仪进行影像数据获取，从多个角度快速、高效地获取丰富的影像信息，真实客观的反映所拍摄的对象，满足对三维信息数据获取的需要[1]。基于倾斜摄影技术建立实景三维模型，国内外流行的影像数据处理软件主要包括ContextCapture、Altizure等软件，通过对大量的影像数据进行自动空三解算，利用计算机视觉进行影像密集匹配，形成TIN表面模型，再进行自动化纹理贴图，从而输出实景三维模型[2]。
1.2影像地面分辨率对倾斜摄影的影响
影像地面分辨率的不同直接影响着倾斜摄影的飞行架次、航摄的飞行难度、数据获取量、飞行成本、运算成本等问题。在相同测区，相同飞行平台，相同倾斜航摄仪，相同飞行重叠度的条件下，获取高分辨率的倾斜摄影数据相比获取低分辨率的倾斜摄影数据，增加了航摄飞行架次，增加了航摄的飞行难度，增加了影像的获取数量，增加了航摄外业的飞行成本。同时，在相同的软件，相同配置的服务器，相同数量的运算节点的前提下，高分辨率的倾斜摄影数据处理相比低分辨率倾斜摄影数据处理，增加了软件自动空三解算的时间，提高了实景三维模型内业的生产成本。
2研究案例
2.1案例背景
受某公司委托，我队参与了某一城市倾斜摄影测量项目试点，航摄范围约30km2，利用直升机飞行平台搭载AMC5100 5镜头倾斜航摄仪分别获取了地面分辨率为10cm和5cm的倾斜摄影数据。采用专业航线设计软件进行航线设计规划，两次飞行航向重叠度均为75%，旁向重叠度均为75%。实际飞行过程中，各个相机根据航线设计对应的曝光点坐标全自动进行曝光拍摄。选取面积约1.2km2作为本论文的实验区。
2.2实景三维模型制作
本项目采用ContextCapture软件和高性能的图形处理工作站，对倾斜影像数据处理。通过采集的9个像控点分别对两种地面分辨率的影像数据进行自动空三运算、影像密集匹配、TIN构建及纹理贴图等，快速地、自动化地实现试点区域不同分辨率的实景三维模型，成果如图1所示。
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图1分辨率10cm（左）和分辨率5cm（右）
2.3位置精度评定
利用Acute3D Viewer软件对地面分辨率10cm和5cm的实景三维模型进行精度检查，外业采集检查点数量9个，将检查点的坐标作为真值，在三维模型上读取的坐标作为计算值，统计出计算值和真值之间的差值，从而得到三维模型的位置精度，如表1所示。
表1 实景三维模型位置误差计算结果
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3结果对比分析
从表1中看出，不同的分辨率对生产的实景三维模型精度具有显著的差异：试点区中地面分辨率5cm的实景三维模型位置精度优于地面分辨率10cm的实景三维模型位置精度，与地面分辨率10cm的模型相比，地面分辨率5cm的实景三维模型位置精度，平面中误差降低了2.3倍以上，而高程中误差降低了1.5倍以上。归其原因，在相同测区，相同飞行平台，相同倾斜航摄仪，相同飞行重叠度的条件下，影像分辨率越高，实景三维模型的位置精度越高。归其原因，可能是由于基于倾斜摄影测量技术制作实景三维模型的过程中，分辨率越高像控点刺点更准确，自动空三解算的成果更好；分辨率越高计算机视觉匹配的影像的连接点更多，TIN表面构建更准确。
4结论
本文针对小测区范围内不同地面分辨率的实景三维模型的位置精度进行了详细的对比分析。从分析的结果来看，倾斜摄影获取影像的地面分辨率越高，实景三维模型的位置精度越高。目前，不同分辨率的实景三维模型在规划、测绘、城市管理、环境保护、拆迁违建等多个领域有着不同层面的应用。随着飞行平台、航摄仪、电脑等硬件设备以及全自动三维模型建模等软件功能和性能的提升，不同分辨率的实景三维模型在未来的其他领域必将有更多的突破。
参考文献
[1]李德仁, 肖雄武, 郭丙轩, 等.倾斜影像自动空三及其在城市真三维模型重建中的应用[J].武汉大学学报, 2016, 41(6): 711―721.
[2]杨国东, 王民水. 倾斜摄影测量技术应用及展望[J].测绘与空间地理信息, 2016, 39(1): 13-15, 18.002—1994