超图倾斜摄影解决方案(技术白皮书)

70YAN JIUJIAN SHE倾斜摄影技术在工程设计中的应用Qing xie she ying ji shuzai gong cheng she ji zhong de ying yong王辉倾斜摄影（oblique image）技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项新技术，通过无人机航拍获取倾斜摄影数据后，经过三维重建软件计算形成实景模型，在模型上开展各种设计方面的应用，提高设计质量。

一、引言在全球范围内的测绘遥感领域，近些年出现一种全新技术——倾斜摄影技术，和过去航测获取的摄影数值比较，经过增加几个维度各异的镜头，得到有倾斜角度的有关影像。

运用该项技术，能够同步得到同个地点的各个不同维度的、分辨程度很高的影像，获取相关的地面事物的地点和纹理信息。

以具体的航测信息为基础，实施影像预处理、多视影像匹配等处理，创建精准度高、效率高的立体GIS 模型。

二、三维实景建模的流程倾斜摄影建模是目前新兴的三维建模手段，大大加快了大场景下的精细三维模型的生产速度，真正意义上使得城市级别的三维模型应用于工程设计领域成为可能。

1.数据获取——倾斜摄影测量过程无人机航拍前需要对测区进行现场踏勘，然后根据申报的空域时间与范畴科学谋划飞行路线，确保影像的航行方向重合、分辨率、旁向重合等达到有关要求，之后安装无人机与设置拍录设备参数，进行无人机拍摄，航行完毕后，将无人机信息与基站信息全部下载下来。

2.三维重建——软件数据处理过程经过多次实际对比使用，我们用ContextCapture （Smart3D）多机集群并行计算的方式进行三维重建，实现大场景精细三维场景的最真实还原，大大提高了计算效率。

我们首先通过采集的照片计算它拍摄的位置，这就是第一步，空间三角测量（简称空三），通过Master 来完成整个过程，而后通过 Engine 对这些数据进行优化计算，形成实景模型。

三、在设计阶段的应用1.更加精准地计算土石方量图1 台江县中等职业学校实景模型在我公司台江县中等职业学校的设计中，就运用了这个技术。

引言随着城市建设和数字化转型的不断推进，倾斜摄影技术作为一种高效、精确的数字化获取地理信息的方法，得到了越来越广泛的应用。

倾斜摄影不仅能够提供沉浸式的三维环境，还能够为城市管理、规划和安全监控等领域提供有效的支持。

超图作为国内领先的GIS软件提供商，为满足用户对倾斜摄影技术的需求，推出了一套强大的超图倾斜摄影解决方案。

本文将介绍该解决方案的技术特点、应用场景以及使用方法。

技术特点1.摄影平台多样化：超图倾斜摄影解决方案支持多种摄影平台，包括无人机、车载设备和手持设备等，能够满足不同场景下的数据采集需求。

2.高精度数据采集：通过使用高像素相机和惯性导航系统，超图倾斜摄影解决方案能够提供高精度的倾斜影像数据，实现对细节的精确捕捉。

3.数据云端处理：超图倾斜摄影解决方案支持将数据上传到云端进行处理，无需用户购买昂贵的硬件设备，方便快捷地获取处理结果。

4.多维数据可视化：通过超图GIS平台的强大功能，用户可以将倾斜影像数据与其他地理数据集成，实现多维数据的可视化分析和展示。

应用场景1.城市建设规划：倾斜摄影可以提供真实的三维场景，为城市规划者提供更直观、准确的信息，帮助他们制定更科学、合理的城市建设规划。

2.建筑物监测与管理：倾斜摄影能够捕捉到建筑物的各个角度和细节，可以用于建筑物的变形监测和维护管理，提高建筑物的安全性和使用寿命。

3.交通管控与安全：倾斜摄影可以提供精密的交通监控数据，帮助交通管理部门优化城市交通规划和交通安全措施，减少交通事故的发生。

4.旅游景区推广：倾斜摄影可以为旅游景区提供真实、立体、全景的展示效果，吸引游客更好地了解和体验景区的特色。

使用方法1.数据采集：根据具体应用场景，选择合适的倾斜摄影平台，进行数据采集。

在数据采集过程中，确保设备正常运行，并采用地面控制点进行精度校正。

2.数据处理：将采集到的倾斜影像数据上传到超图GIS平台，利用超图倾斜摄影解决方案进行云端处理。

根据需求选择合适的处理方法，如倾斜校正、建筑物提取等。

一、倾斜摄影产业链组成倾斜摄影技术涉及到多个领域，包括软硬件、航飞、建模和应用等多个环节。

从上下游产业链的角度可以划分五个主要环节,倾斜摄影航摄平台（飞行平台、倾斜摄影相机）、倾斜摄影航飞、倾斜摄影数据处理、三维GIS平台、行业应用。

具体包括如下：1)倾斜摄影航摄平台的研制，主要包括飞行平台(如动力三角翼、无人机等)和倾斜摄影相机两大块；2)倾斜摄影航飞，即具体承担航飞的实施，以获取倾斜影像数据；3)倾斜摄影数据处理，主要包括基于倾斜影像的全自动或人工干预建模，以及大比例尺地形图测绘等，同时也能提供传统的4D产品(DSM、TDOM、DEM、DLG等);4)支持倾斜摄影数据成果的三维GIS平台的研制；5)基于倾斜摄影数据成果和三维GIS平台的应用开发。

二、倾斜摄影应用关键技术倾斜摄影产业链中涉及诸多技术环节，除了硬件设备的研发，软件方面的关键技术集中于自动化建模技术和平台应用技术。

目前自动化建模技术主要掌握在国外，国内有企业和科研院所正在攻关中，但尚未达到国产替代的程度。

平台应用技术上国产软件则已经走到世界的前列，具体包括：海量数据加载技术、单体化技术、效果修补技术等。

（1）海量数据加载技术指的是倾斜摄影模型数据量往往非常庞大，一平方公里的数据量在0.5-2GB之间，这样中小城市的建成区就能达到几十乃至上百GB。

不过好在倾斜摄影自动化建模软件可以输出标准的OSGB格式，且数据本身就自导了LOD(多细节层次）。

利用数据自带的LOD，超图软件通过直接读取OSGB，并运用LOD来优化调度，做到再大的数据量也可以实现瞬间加载，性能非常流畅。

（2）单体化技术是倾斜摄影模型由于生产工艺问题，最后的成果是连片的三角面片，并没有把建筑物等模型单独提取出来。

而这样的数据只能用来看看，无法进行GIS的管理与应用。

而尝试把建筑物进行物理分割，则又会造成效果差、打破原有LOD结构导致性能急剧下降等问题。

可行的办法是叠加需要管理的建筑物的矢量底面数据，运用三维渲染技术，动态实现倾斜摄影模型上的高亮选中效果。

北京超图软件股份有限公司SuperMap GIS三维技术指标一．SuperMap GIS三维产品简介1.SuperMap GIS三维产品SuperMap GIS 8C构建了云端一体化的产品体系，秉从二三维一体化的技术理念，三维是各个产品的一部分，而没有单独的三维产品。

因此三维产品体系基本等同于SuperMap GIS 整体（如图所示）。

具体说来，各个产品涉及三维部分的分工包括：⏹SuperMap iServerSuperMap iServer是云GIS应用服务器，把由通过组件或桌面制作配好的三维数据，以在线方式提供三维地理信息服务，实现三维数据与三维功能的分布式在线服务；组件、桌面、移动端和浏览器客户端均可访问由iServer发布的三维服务，以支撑起网络分布环境下的三维应用系统的搭建。

SuperMap iServer 既可部署在通用的服务器上，也可以部署在用户搭建的私有云环境下，还可以包括阿里云、腾讯云等公有云环境中。

⏹SuperMap iPortalSuperMap iPortal作为云门户产品，提供三维服务的注册、发布、查找和管理等功能，可定制网站门户，提供完整的REST API。

作为访问组织内部GIS资源的入口，可以降低用户查找、使用和管理GIS资源的成本。

⏹SuperMap iExpressSuperMap iExpress是云GIS分发服务器。

可作为GIS云和端的中介，通过服务代理与缓存加速技术，有效提升云GIS的终端访问体验。

并提供二三维瓦片本地发布与多节点更新推送能力，可用于快速构建跨平台、低成本的WebGIS应用系统。

具体说来，可作为三维数据和服务的前置机，也可以作为处于同一网络下的若干个终端的共同节点，缓存三维服务传输过来的三维数据，有效降低三维服务对网络带宽的要求。

⏹SuperMap iDesktop实现多种类型、多种格式数据的导入、处理和管理，负责三维场景中各图层数据的加载、配置和管理，负责三维场景缓存的生成，提供三维地理信息平台系统的功能和操作界面，并且为三维服务发布提供数据支撑。

四问倾斜摄影建模技术文/超图研究院（导语）倾斜摄影测量技术以大范围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景，通过高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的数据成果直观反映地物的外观、位置、高度等属性，为真实效果和测绘级精度提供保证。

同时有效提升模型的生产效率，采用人工建模方式一两年才能完成的一个中小城市建模工作，通过倾斜摄影建模方式只需要三至五个月时间即可完成，大大降低了三维模型数据采集的经济代价和时间代价。

什么是倾斜摄影？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，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器（如图 1所示，目前常用的是五镜头相机），同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像，获取地面物体更为完整准确的信息。

垂直地面角度拍摄获取的影像称为正片（一组影像），镜头朝向与地面成一定夹角拍摄获取的影像称为斜片（四组影像）。

图 1图 2一组影像获取示意图图 3连续几组影像获取示意图正拍影像倾斜影像图 4 正拍影像与倾斜影像对比图图 5 同一地物四个侧面倾斜影像倾斜摄影建模技术有哪些工作流程？1、倾斜影像采集倾斜摄影技术不仅在摄影方式上区别于传统的垂直航空摄影，其后期数据处理及成果也大不相同。

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）的信息并可供用户多角度浏览，实时量测，三维浏览等获取多方面的信息。

1)倾斜摄影系统构成倾斜摄影系统分为三大部分，第一部分为飞行平台，小型飞机或者无人机；第二部分为人员，机组成员和专业航飞人员或者地面指挥人员（无人机），第三部分为仪器部分，传感器（多头相机、GPS定位装置获取曝光瞬间的三个线元素x，y，z）和姿态定位系统（记录相机曝光瞬间的姿态，三个角元素φ、ω、κ）。

2)倾斜摄影航线设计及相机的工作原理倾斜摄影的航线设计采用专用航线设计软件进行设计，其相对航高、地面分辨率及物理像元尺寸满足三角比例关系。

航线设计一般采取30%的旁向重叠度，66%的航向重叠度，目前要生产自动化模型，旁向重叠度需要到达66%，航向重叠度也需要达到66%。

三维实景城市技术白皮书北京东方道迩信息技术股份有限公司二〇一三年一月目录一、机载激光雷达技术 (1)1、概述 (1)2、技术原理 (1)3、技术特点 (2)4、主要产品形式 (3)二、倾斜摄影技术 (4)1、概述及技术原理 (4)2、技术特点 (5)3、主要产品形式 (6)三、三维实景城市 (7)1、概述 (7)2、技术流程 (8)3、技术特点 (8)4、主要成果 (10)5、主要应用 (12)6、成功案例 (14)一、机载激光雷达技术1、概述LiDAR(Light Detection and Ranging)，是激光探测及测距系统的简称，是以激光作为载波的雷达。

机载激光雷达系统是一种集激光测距、数码相机、全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）四种技术于一体的系统，可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑，从而可以准确的计算出每一个地面光斑的空间X、Y、Z三维坐标。

图1机载激光雷达工作原理2、技术原理机载LiDAR采用发射并接收激光脉冲方式直接探测地面三维信息。

主要构成为：激光发射/接收系统——进行激光回波测距；扫描系统——激光瞬间发射角度测量；GPS系统——位置高精度测量；IMU系统——姿态高精度测量。

LiDAR集成以上分系统，可以测得激光发射点位置、姿态、瞬间扫描角度、激光探测距离。

快速测量出每个地物点的三维信息。

基于飞行载体，通过大角度“Z”形扫描方式，快速大面积获取地物三维信息。

图2机载激光雷达作业方式3、技术特点●主动式三维测量技术，快速直接获取三维空间信息；●高精度位置和姿态测量系统，减少野外工作量；●地形高程精度高；●点、面采集方式相结合，激光逐点高密度采样得到三维点云数据，数码相机面状采集二维影像数据；●激光点云可直观表现城市建筑物，可对建筑物屋顶结构细节进行精细建模、模型外轮廓精度可控，能满足城市高精细三维数字城市建模的质量要求。

4、主要产品形式图3点云数据图4数字表面模型（DSM）图5数字高程模型（DEM）图6数字正射影像（DOM）二、倾斜摄影技术1、概述及技术原理倾斜摄影技术是在飞行平台上搭载5台传感器，一个相机获取正下方影像，其他四个相机从东南西北方向与地面构成45度角同时对地面进行拍摄，获取建筑侧面纹理信息。

致力于倾斜摄影，推进实景中国数字化建设近年来随着无人机技术的发展，无人机携带各种负载设备为地理信息应用提供了海量的多元数据基础，其中无人机倾斜摄影技术是近年来最热门的应用技术。

无人机倾斜摄影技术是通过无人机低空摄影获取高清晰影像数据，通过重建软件生成三维点云与模型，并结合无人机定位信息、相机姿态信息，获得地形、地面物体等三维坐标值,实现地理信息的快速获取。

是地理信息测绘领域的一门新兴技术和重要技术手段，在土地调查、农村地籍测绘、河湖治理、不动产确权、工程测量、建筑施工、农业林业、智慧城市、交通规划、BIM 设计、GIS 信息系统等领域都有广泛的应用场景，在实际作业中发挥着越来越重要的作用。

无人机倾斜摄影是通过无人机搭载五镜头倾斜摄影相机，同时从垂直、倾斜等不同角度采集影像获取地面物体全方位准确的信息。

倾斜摄影具有以下特点：1、全方位、多角度真实反映地物真实信息，极大地弥补了基于正射影像应用的不足。

2、可直接基于成果影像进行包括长度、面积、体积、角度、坡度等三维测量。

3、三维建模利用航空摄影大规模成图的特点，能够有效地降低城市三维建模成本。

实景三维模型成果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。

高清相机无人机数据采集数据处理1.全新的CNC制造工艺，合金外壳，高效散热，结构强度高，外观更精致。

2.具备接口环，深度适配DJ无人机。

3.标配OLED显示屏，能够显示包括相机POS数量、照片数量、温度、相机状态等信息。

4.五相机自动修复，无需人为干涉，保证产品工作的可靠性。

智能散热系统，保证相机工作的稳定性。

B3.0 Type-C接口，外置式数据存储模块，快速高效拷贝数据速度可达300M/S。

市场常见无人机产品种类Ø按机型分类多旋翼无人机l 机动灵活l 作业时间短l 载荷少固定翼无人机l 作业范围较大l 抗风性性好l 载荷较大复合翼无人机l 垂直起降l 航时长l 速度快1、全新 OcuSync 行业版图传系统，带来远达 15 公里的控制距离2、超强续航，空载55分钟，搭载PY501相机可续航40分钟3、电池具备自加热功能，同时支持热拔插4、双目视觉与红外感器融合的六向定位避障能力5、IP45的高等级防水防尘性能6、上升、下降、倾斜飞行等各种超高速度飞行下的机动性能7、专业航空级别的飞行辅助界面；高级双控，加强团队协作；多重冗余系统，超高可靠性前所未有的开发生态支持8、体积小，可单兵化作业，可单人携带，支持任何车型运输以及高铁运输。

超图倾斜摄影解决方案简介随着无人机技术的发展，航空摄影逐渐得到广泛应用，而倾斜摄影作为航空摄影技术的一种重要分支，可以提供更为精确和详细的三维地形数据，受到了越来越多的关注。

超图倾斜摄影解决方案是针对倾斜摄影的处理和应用而设计的一套完整解决方案。

本文将重点介绍超图倾斜摄影解决方案的技术原理、应用案例和优势，并对其在地理信息、城市规划、建筑设计等领域的应用进行探讨。

技术原理超图倾斜摄影解决方案是基于倾斜摄影技术的数据获取、处理和展现平台。

其技术原理主要包括以下几个方面：倾斜摄影数据获取超图倾斜摄影解决方案利用无人机或摄影测量系统进行实地航测，通过高性能摄影系统获取倾斜摄影数据。

倾斜摄影数据获取过程中，相机以特定的倾角进行摄影，不仅能获取地面影像，还包括了建筑物、地面细节等深度信息。

倾斜摄影数据处理获取到的倾斜摄影数据需要经过一系列的处理步骤，包括影像预处理、点云生成、正射影像生成、三维模型生成等。

超图倾斜摄影解决方案通过先进的图像匹配算法、点云处理算法和三维模型重建算法，对倾斜摄影数据进行高效的处理，生成高精度的正射影像、点云和三维模型数据。

倾斜摄影数据展现与分析超图倾斜摄影解决方案提供了强大的数据展现和分析功能，用户可以通过其用户友好的界面进行数据的浏览、编辑和分析。

解决方案支持数据的可视化展现，包括倾斜影像的多视图显示、真彩正射影像的查看和编辑、三维模型的浏览和测量等。

应用案例超图倾斜摄影解决方案已经在多个领域得到了广泛应用，以下是一些代表性的应用案例：地理信息系统超图倾斜摄影解决方案在地理信息系统中的应用主要包括城市规划、土地管理、环境监测等方面。

通过倾斜摄影数据的获取和处理，可以提供精确的地理数据，为城市规划和土地管理部门提供科学依据。

建筑设计与施工倾斜摄影技术在建筑设计和施工过程中具有重要作用。

超图倾斜摄影解决方案可以提供高精度的建筑物模型和施工现场数据，为建筑设计师、施工团队提供准确的测量和分析数据。