2．1．1 技术简介

倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术，它打破了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像，再通过几何校正、平差、多视影像匹配、数字表面模型生成、影像纠正等一系列处理获取地面物体完整准确的信息（图2-1）。倾斜摄影技术的主要目的是获取地物多个方位（尤其是侧面）的信息并可供用户进行多角度浏览、实时量测、三维浏览等操作。

图2-1 无人机倾斜摄影

倾斜摄影技术的发展不仅扩展了遥感和摄影测量技术的应用领域，也使得三维城市建模的成本大大降低。目前，倾斜摄影技术被广泛应用于城市管理、国土资源管理、智慧城市、应急指挥、国土安全、地质防治等领域。

2．1．2 技术特点

倾斜摄影可以一次性获取几十平方千米的城市建筑物及地形模型，并可同时获得影像和数字高程模型，具有测量速度快、模型真实性强、地表信息还原程度高等特点。该技术有如下优点。

（1）真实性：根据采集数据所构建模型的形状、大小、纹理、色彩等与真实地表地物一致。

（2）高精度：测量精度可达到厘米级，满足1∶500比例尺地图的精度要求。

（3）可测量：每个点都有准确的三维坐标，方便测量距离与面积。

（4）高效性：模型处理可借助于计算机进行自动化处理，效率远超传统勘测技术。

同时，该技术也存在以下一些局限性：

（1）倾斜摄影技术构建的三维实景模型还存在部分缺陷，主要体现在：在建筑物密集区的被遮挡或截面过小的地物，因特征点匹配较少造成模型缺失；在水面、玻璃等反射区域、无纹理区域，因无法匹配特征点而产生模型孔洞等。

（2）无人机飞行高度过高会造成地表细节损失严重，飞行高度过低单次采集区域又过小，需要花费更多的采集时间。

（3）对前期数据采集人员的操作水平以及设备性能有较高的要求。

（4）后期处理软件需要高性能的硬件支持。

2．1．3 常用软件(www.daowen.com)

目前比较流行的倾斜摄影后期处理软件主要有以下一些。

1．Smart3D（ContextCapture）

Smart3D是Acute3D公司主打的具有突破传统摄影测量技术的软件产品。它能够处理手机、单反相机、激光雷达等多种来源的数据，处理模型的效果在所有三维软件中名列前茅。现在，Acute3D公司已被Bentley公司收购，Smart3D也被整合为ContextCapture，支持摄影测量、3D扫描、CAD建模技术的融合使用。

这款软件的建模优势有四个方面。

（1）快速、简单、全自动。前期输入需要处理的照片，设置好参数后便可完成空三加密、三维建模重建、DOM（Digital Orthophoto Map，数字正射影像图）和DSM（Digital Surface Mode，数字表面模型）生成等工作。

（2）支持多种三维数据格式，如OSGB、OBJ等。其中，OSGB（Open Scene Graph Binary）是Smart3D生成的三维模型格式，以二进制存储的带有嵌入式链接纹理的数据；OBJ是国际通用的标准3D模型格式。

（3）支持多种设备获取的数据，包括固定翼无人机、载人飞机、旋翼无人机甚至手机数据都可以进行建模运算。

（4）三维模型效果逼真。

2．Pix4Dmapper

Pix4Dmapper是一款专门用作测绘的软件，从数据采集（Pix4Dcapture）到DOM、DSM及三维模型生成都有涉及。三维效果相对于Smart3D来说还是有些差距，但DOM正射影像生成更胜一筹。Pix4Dmapper生成的DOM导出时是已经做好镶嵌的，因此省去了在GIS软件中做镶嵌的步骤（Smart3D生成的DOM需要在GIS软件中再做处理）。

3．Photoscan

Photoscan是由Agisoft LLC研发生产的一款全自动生产三维模型的建模软件。这款软件操作简单，无特殊和难理解的参数需要设置，但是对于数据处理的容错率较低，易报错，三维效果还有待提高。

4．Inpho

Inpho摄影测量系统是由测绘学家Fritz Ackermann教授在德国斯图加特创立的，并于2007年2月加入国际知名的Trimble导航公司。该系统可进行空三加密、DTM（Digital Terrain Model，数字地面模型）自动提取、正射纠正等，其在自动匹配有效连接点方面的功能非常强大，在水域、沙漠、森林等纹理比较差的区域也可以很好地进行匹配。

5．Skyline PhotoMesh

PhotoMesh是SkylineGlobe旗下的倾斜摄影自动批量建模软件，是基于图形运算单元GPU快速三维模型的构建软件。其通过对获得的倾斜影像、街景数据、拍摄照片等不同数据源数据进行同名点选取、多视匹配、TIN（Triangulated Irregular Network，不规则三角网）构建、自动赋予纹理等步骤，最终得到三维模型。