实景三维技术之倾斜摄影

倾斜摄影作为实景三维技术的关键支撑，宛如一把神奇钥匙，为我们开启了通往真实世界数字化的大门。那么，究竟什么是倾斜摄影？它又是如何实现的？会带来怎样令人惊叹的效果？接下来，让我们一同深入探寻。

一、倾斜摄影的定义

倾斜摄影技术，是国际测绘领域近些年来蓬勃发展起来的一项高新技术。与传统正射影像只能从垂直角度拍摄的局限性不同，倾斜摄影通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像。这种独特的拍摄方式，能够获取到丰富的建筑物顶面及侧视的高分辨率纹理，让用户仿佛置身于符合人眼视觉的真实直观世界。

简单来说，传统垂直摄影如同从高空俯瞰世界，只能看到物体的顶部信息，而倾斜摄影则像是给我们的视角装上了 “万向节”，可以从多个角度全方位地观察地物，从而更加真实地反映地物的实际情况，极大地弥补了基于正射影像应用的不足。

二、倾斜摄影的实现过程

（一）数据采集

1.选择合适的飞行平台与相机：数据采集通常借助无人机来完成。选择适合的无人机至关重要，例如固定翼无人机适合大范围测绘，多旋翼无人机则适用于小区域精细化作业。同时，要配备高分辨率相机和多镜头设置，如常见的五镜头相机，能一次性获取正射与倾斜影像，像总像素 1.2 亿的倾斜摄影系统便是不错的选择。此外，还需配备 RTK 定位模块，以确保影像地理坐标精度，对于复杂场景（如变电站），激光雷达可辅助细节建模。

2.精心规划航线：为确保影像的重叠度，航线规划不容忽视。一般而言，每幅图像应有 60% 至 80% 的重叠，在高层建筑区域还需分层飞行，层间重叠≥77%。通常采用 “S” 形航线（五镜头）或 “井” 字形航线（两镜头），并且测区外要扩 10% 缓冲区，以避免边缘数据缺失。

3.选择适宜的飞行条件：良好的天气和适合的时间段是保证图像质量的关键。要选择晴朗、无风或微风天气进行作业，避免雨雾、大风等恶劣天气对影像质量和飞行安全的影响。

（二）数据处理

1.图像校正：采集到的数据需进行处理，首先在数据处理软件中对影像进行校正，去除由于相机畸变造成的误差。

2.生成点云：利用专业软件从校正后的图像中提取特征，生成点云数据。这些点云代表了目标区域的各种地物和环境特征，但此时的点云数据可能会有一些噪声和多余的点。

3.点云优化：通过去噪算法等方式对点云进行优化，提升最终模型的精度。

（三）三维建模

1.网格重建：根据优化后的点云数据，利用多边形网格化算法生成初步的三维网格，在此阶段要注意网格的精细化，以确保模型的细节。

2.纹理映射：完成网格重建后，将采集的影像贴图到网格上，生成真实的表现效果。此步骤的关键在于如何将影像与三维模型精准匹配。

3.模型渲染：对模型进行渲染，为其添加光源和材质效果，生成高质量的最终产品。这可以在各类 3D 软件中完成，确保三维模型逼真而细腻。

三、倾斜摄影的效果

（一）真实还原地物

倾斜摄影能够从多个角度观察地物，获取建筑物和地形的侧面信息，更好地还原真实世界的三维结构，提供更丰富的视觉感知，让人们仿佛身临其境。

（二）单张影像量测

通过配套软件的应用，可直接基于成果影像进行包括高度、长度、面积、角度、坡度等的量测，扩展了倾斜摄影技术在行业中的应用范围。

（三）降低建模成本

针对各种三维数字城市应用，利用航空摄影大规模成图的特点，加上从倾斜影像批量提取及贴纹理的方式，能够有效降低城市三维建模成本。

（四）数据量小易发布

相较于三维 GIS 技术应用庞大的三维数据，应用倾斜摄影技术获取的影像的数据量要小得多，其影像的数据格式可采用成熟的技术快速进行网络发布，实现共享应用。

四、众趣在倾斜摄影方面的贡献

众趣科技作为国内较早投身大场景 VR 三维重建技术的厂商，在实景三维领域成果显著。其基于 AI 深度学习的三维重建系统，大幅提升建模效率，100 平米实景采集到重建仅需不到 2 小时，还能结合三维结构与高清图像，1:1 真实还原场景。

无人机倾斜摄影通常需要精细的地面数据才能构建更完整的实景模型，众趣科技的地面激光扫描采集模式为倾斜摄影提供了绝佳的补充，SPACCOM X3 Pro 激光扫描仪 1 小时可完成 1000㎡现场扫描，生成 VR 沉浸式三维实景空间。

此外，其应用功能丰富，涵盖热点标注、空间测量等，借助 AI 增强空间理解，自动标注、生成报告，为实景三维技术在多领域的深度应用提供有力支撑。

综上所述，实景三维技术凭借其独特的优势，在工程测绘、三维建模等领域中占据着举足轻重的地位，而众趣科技等企业的积极探索与创新实践，更为这一技术的广泛应用和发展注入了强大动力，相信在未来，实景三维技术将持续为我们的生活和众多行业带来更多的惊喜与变革。