自古以來(lái)，人類(lèi)了解世界最直觀的方式就是通過(guò)自己的雙眼，看到的是一個(gè)五彩繽紛的三維客觀世界。但是，從早期的紙質(zhì)地圖到現(xiàn)在的電子地圖、衛(wèi)星影像，均是用特定的測(cè)繪語(yǔ)言對(duì)客觀世界的抽象表達(dá)，這與真實(shí)地理環(huán)境還有較大的差距和不同。傾斜攝影技術(shù)的出現(xiàn)帶來(lái)了革命性的變革，使客觀表達(dá)現(xiàn)實(shí)三維世界成為可能。它通過(guò)在同一飛行平臺(tái)上搭載多個(gè)傳感器，從一個(gè)垂直、多個(gè)傾斜角度同時(shí)采集影像，真實(shí)反映地表客觀情況，并通過(guò)先進(jìn)的POS設(shè)備，賦予三維模型精準(zhǔn)的地理信息。因此，通過(guò)傾斜攝影技術(shù)構(gòu)建的三維模型，使抽象回歸真實(shí)，不但具有地面全要素重建特性，還能保證更精準(zhǔn)的模型位置關(guān)系，開(kāi)創(chuàng)了三維地理信息的新時(shí)代。
地圖技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，從對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的抽象，到衛(wèi)星影像的處理，始終未脫離二維的范疇，為符合大眾的視覺(jué)習(xí)慣，必須嘗試對(duì)三維世界進(jìn)行還原。最初的數(shù)字城市三維模型，是在人工測(cè)量矢量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過(guò)人工拍攝獲取材質(zhì)建模。這種方法效率低、周期長(zhǎng)、模型精度難以保障，成果水平良莠不齊，屬于城市景觀的選擇性重建，而不是對(duì)客觀世界的還原。傾斜攝影技術(shù)的應(yīng)用，改變了這種勞動(dòng)密集型的作業(yè)局面，只需幾個(gè)作業(yè)員，將整理好的傾斜攝影像片輸入街景工廠，通過(guò)自動(dòng)空三匹配、構(gòu)建TIN網(wǎng)、材質(zhì)貼圖等關(guān)鍵技術(shù)，再對(duì)各類(lèi)參數(shù)加以調(diào)整，便能夠生產(chǎn)出精確逼真的實(shí)景三維模型。以八個(gè)節(jié)點(diǎn)的街景工廠為例，其制作效率與顯卡等級(jí)成正比，能達(dá)到每天7至10平方公里的三維建模產(chǎn)出水平，使得短期內(nèi)完成海量城市三維重建成為可能。
從模型的質(zhì)量上講，人工建模的選擇性較強(qiáng)，許多部分會(huì)省略。傾斜攝影構(gòu)建的實(shí)景三維模型為地表全要素還原，這是以往任何技術(shù)難以做到的。與傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)相比，正射影像只能看到建筑的屋頂，實(shí)景影像僅從道路兩側(cè)的視角觀看，全景像片也只是固定點(diǎn)位的瀏覽，而傾斜攝影構(gòu)建的模型能夠從全方位自由觀看，同時(shí)具備量測(cè)功能。因此，這是測(cè)繪新技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖形算法碰撞的結(jié)晶，是測(cè)繪領(lǐng)域的一次重大技術(shù)革命。
為追求更精細(xì)的模型效果，傾斜攝影拍攝方式經(jīng)歷了從高空到中低空的發(fā)展階段，航片質(zhì)量決定了模型材質(zhì)細(xì)節(jié)，高分辨率的模型為城市管理帶來(lái)更多可能。逐漸輕便化的傾斜航拍鏡頭、微型POS系統(tǒng)也促進(jìn)了無(wú)人機(jī)拍攝的蓬勃發(fā)展。運(yùn)輸機(jī)以其作業(yè)效率高，飛行姿態(tài)好的優(yōu)勢(shì)成為數(shù)字城市制作的首選；而無(wú)人機(jī)、動(dòng)力三角翼則憑借起降方便、低空高分辨率作業(yè)以及低成本的特點(diǎn)，在小區(qū)域精細(xì)數(shù)據(jù)的獲取上更加靈活。無(wú)人機(jī)傾斜影像構(gòu)建的實(shí)景三維模型，在窗戶、廣告牌文字、室外樓梯這些細(xì)節(jié)上處理更加豐富，因此許多行業(yè)應(yīng)用可以更深入地進(jìn)行開(kāi)發(fā)。
由于實(shí)景三維的材質(zhì)來(lái)自真實(shí)像片，因此在模型結(jié)構(gòu)、建筑顏色、細(xì)節(jié)清晰度等方面更適合旅游體驗(yàn)、情景再現(xiàn)、應(yīng)急演練，給觀看者真實(shí)而震撼的感覺(jué)。但實(shí)景三維模型不僅是用來(lái)看的，其上每一點(diǎn)都具有真實(shí)、準(zhǔn)確的三維地理坐標(biāo)，可供用戶按需測(cè)量和計(jì)算。這些均來(lái)自對(duì)航片信息與POS信息的空三解算，因此實(shí)景三維也是具備測(cè)繪級(jí)精度的模型產(chǎn)品。
在真實(shí)精度的支撐下，實(shí)景三維可發(fā)揮更大的價(jià)值。如在災(zāi)情的沙盤(pán)演練中，受災(zāi)房屋的高度、附近消防車(chē)輛能夠趕到的最短路徑，人群離疏散場(chǎng)所的距離，都是真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)，對(duì)演練結(jié)果能夠起到輔助決策的作用。
未來(lái)，傾斜攝影技術(shù)將廣泛應(yīng)用于城市管理等各個(gè)方面，傾斜攝影構(gòu)建的三維模型，比人工建模有更深刻的沉浸感，讓使用者能輕易識(shí)別出所在位置。隨著智慧城市建設(shè)不斷深入，各類(lèi)行業(yè)應(yīng)用要想被公眾接受和使用，零學(xué)習(xí)成本的信息數(shù)據(jù)必不可少。隨著智能手機(jī)的推陳出新，處理能力有了很大的提升，在移動(dòng)端開(kāi)發(fā)的實(shí)景三維APP應(yīng)用，將讓大家所見(jiàn)即所得，真正做到生活盡在掌握。將實(shí)景三維作為數(shù)字城市和智慧城市建設(shè)的本底數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)各類(lèi)行業(yè)應(yīng)用，更容易被大眾所接受，使得運(yùn)用傾斜攝影構(gòu)建城市實(shí)景三維模型逐漸成為數(shù)字城市和智慧城市建設(shè)的技術(shù)亮點(diǎn)。
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，地圖在互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而實(shí)景三維模型為互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)提供了新鮮血液，給互聯(lián)網(wǎng)地圖應(yīng)用帶來(lái)新的啟發(fā)。它所提供的對(duì)微縮世界的瀏覽與真實(shí)的測(cè)量體驗(yàn)為廣大人民的工作與生活帶來(lái)極大的便利，將會(huì)創(chuàng)造更大的地圖服務(wù)市場(chǎng)。憑借傾斜攝影技術(shù)，全國(guó)幾百個(gè)地市級(jí)城市將率先完成市區(qū)海量建模。想象一下，偌大城市在屏幕前變成一個(gè)小小的村落，在實(shí)景三維面前仿佛變得觸手可及，供人們欣賞與使用。而我們?cè)趥鹘y(tǒng)三維系統(tǒng)研究中取得的成果也將會(huì)延續(xù)，許多功能都可以方便地移植到實(shí)景三維中，只需更換數(shù)據(jù)，即可開(kāi)展項(xiàng)目研發(fā)。還有多源數(shù)據(jù)的二、三維聯(lián)動(dòng)顯示，與實(shí)景全景相結(jié)合實(shí)現(xiàn)空、天、地一體化的模型采集。這些均會(huì)增強(qiáng)實(shí)景三維的模型質(zhì)量，為公眾提供更友好的用戶體驗(yàn)，為行業(yè)提供更豐富的地理信息服務(wù)。
為將傾斜攝影技術(shù)推向全國(guó)，形成地理信息行業(yè)的新力量，由業(yè)內(nèi)多家優(yōu)秀企事業(yè)單位發(fā)起成立的全國(guó)傾斜攝影技術(shù)聯(lián)盟，整合數(shù)據(jù)獲取、建模生產(chǎn)與應(yīng)用研發(fā)的力量，以產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的方式，為公眾和政府提供實(shí)景三維的整體解決方案。此舉逐步將實(shí)景三維產(chǎn)品應(yīng)用在各個(gè)社會(huì)領(lǐng)域，成為行業(yè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，使地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)生深刻的變革。相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，基于傾斜攝影技術(shù)構(gòu)建的實(shí)景三維產(chǎn)品會(huì)遍布我們每個(gè)人的桌面、手機(jī)中，融入我們的生活，終將實(shí)現(xiàn)“坐地日行八萬(wàn)里，巡天遙看一千河”的夢(mèng)想。
來(lái)源：中國(guó)測(cè)繪報(bào)
