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倾斜摄影技术是近年发展起来的一项新技术，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从不同倾斜角度采集影像，获取地表物体更为完整准确的信息，并建立地表三维模型，将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。倾斜摄影目前在测绘领域的主要用途是快速建立精细地表三维模型。近几年来，无人机倾斜摄影三维建模技术和成果在测绘、国土、交通、公安等行业中的应用日渐增长。本书重点介绍了无人机倾斜摄影三维建模技术所涉及的无人机、倾斜摄影系统、三维建模软件，以及在倾斜影像三维建模、三维模型场景编辑、基于三维模型的智能测图和对象化处理等方面的技术和应用实践。

目录

第1章 摄影的前世今生001

1.1 现代摄影术的诞生001

1.2 摄影胶片的出现004

1.3 135相机的兴起005

1.4 数码相机的发明006

1.5 航空摄影的发展008

1.6 关于倾斜摄影010

第2章 适用于倾斜摄影的飞行器013

2.1 有人驾驶飞机013

2.1.1 运-5系列飞机013

2.1.2 运-12系列飞机014

2.1.3 “奖状”系列飞机015

2.1.4 “空中国王”B200型飞机015

2.1.5 赛斯纳208型飞机016

2.1.6 皮拉图斯PC-6型飞机017

2.1.7 其他类型的有人驾驶飞行器017

2.2 有人驾驶飞机的局限性017

2.3 多旋翼无人机的兴起018

2.3.1 三轴三旋翼无人机019

2.3.2 三轴六旋翼无人机019

2.3.3 四轴四旋翼无人机020

2.3.4 四轴八旋翼无人机021

2.3.5 六轴六旋翼无人机021

2.3.6 八轴八旋翼无人机022

2.3.7 多旋翼无人机构成022

2.4 多旋翼无人机的设计和选型要求023

2.5 固定翼无人机在倾斜摄影中的应用025

2.5.1 固定翼无人机倾斜摄影方法025

2.5.2 适合倾斜摄影的固定翼无人机027

2.6 倾斜摄影用无人机选型建议030

2.7 无人机倾斜摄影作业效率分析031

2.8 无人机分类036

2.9 国内民用无人机行业现状简述037

第3章 倾斜摄影系统040

3.1 倾斜摄影相机的名称040

3.2 早期的倾斜摄影相机041

3.3 倾斜摄影重现生机043

3.4 国外大型数码倾斜摄影系统的发展044

3.4.1 Pictometry倾斜摄影系统044

3.4.2 MIDAS倾斜摄影系统045

3.4.3 RCD 30倾斜摄影系统050

3.4.4 UltraCam Osprey倾斜数码航摄仪053

3.4.5 Trimble AOS倾斜摄影系统056

3.5 国内大型数码倾斜摄影系统的发展058

3.5.1 SWDC-5系列数字航空倾斜摄影仪059

3.5.2 AMC系列倾斜数码航摄仪063

3.5.3 TOPDC-5倾斜数码航摄仪063

3.6 国内轻型倾斜摄影系统的发展064

3.7 倾斜摄影系统的传感器数量和倾斜角度067

3.8 倾斜摄影飞行方法069

3.8.1 标准航线敷设飞行070

3.8.2 加密航线敷设飞行071

3.8.3 双加密航线敷设飞行072

3.8.4 十字交叉航线敷设飞行072

第4章 倾斜摄影航线设计073

4.1 倾斜摄影范围划定073

4.2 飞行平台的选择074

4.3 倾斜摄影系统的选择075

4.3.1 相机数量和类型075

4.3.2 相机倾斜角度076

4.3.3 镜头焦距076

4.3.4 快门速度077

4.3.5 连续曝光周期078

4.4 倾斜摄影航线敷设和飞行方法079

4.4.1 标准航线飞行079

4.4.2 加密航线飞行081

4.4.3 双加密航线飞行082

4.4.4 点状区域的航线设计083

4.4.5 带状区域的航线设计084

4.4.6 面状区域的航线设计085

4.5 飞行参数计算示例086

4.6 倾斜摄影分区划分原则089

4.6.1 无人机类型及续航里程089

4.6.2 影像地面分辨率与三维建模处理系统的性能089

4.6.3 航摄分区划分示例090

第5章 倾斜影像三维建模计算097

5.1 倾斜影像三维建模的理论基础097

5.2 倾斜影像三维建模的基本流程098

5.3 倾斜影像三维建模软件简介099

5.3.1 ContextCapture099

5.3.2 PhotoMesh100

5.3.3 PhotoScan102

5.3.4 Pix4D104

5.3.5 Altizure105

5.3.6 Virtuoso3D106

5.3.7 Mirauge3D107

5.3.8 Pixel Factory Neo107

5.3.9 其他相关产品110

5.4 倾斜影像三维建模成果格式110

5.4.1 OSGB110

5.4.2 OBJ111

5.4.3 S3C111

5.4.4 3DML111

5.5 实景三维建模软件的选择111

第6章 三维模型缺陷分析与对策113

6.1 倾斜摄影三维模型存在的缺陷113

6.2 水面空洞缺陷及修复114

6.3 镜面反射缺陷及修复116

6.4 透明玻璃缺陷及修复118

6.5 均匀材质缺陷及修复119

6.6 镂空物体缺陷及修复122

6.7 建筑物密集缺陷及修复125

6.8 建筑物凸凹缺陷及修复127

6.9 细小结构体缺陷及修复131

6.10 树叶的相似性导致的树木模型纹理模糊133

6.11 影像地面分辨率低导致的模型缺陷与对策136

6.12 影像覆盖率低导致的模型缺陷与对策138

6.13 扁平竖立物体导致的模型缺陷与修复139

6.14 物体移动导致的模型缺陷与修复141

6.15 严密遮盖导致的模型缺陷与对策142

6.16 气象因素导致的模型缺陷与对策143

6.17 时间因素导致的模型缺陷与对策144

6.18 季节因素导致的模型缺陷与对策145

6.19 分块建模导致的模型缺陷与对策147

6.20 模型缺陷产生的主要原因149

第7章 常用坐标系统和三维模型定向150

7.1 大地坐标系150

7.1.1 地球椭球的定义150

7.1.2 常用坐标系统简述151

7.1.3 1954北京坐标系152

7.1.4 1980西安坐标系153

7.1.5 新1954北京坐标系154

7.1.6 2000国家大地坐标系154

7.1.7 WGS-84坐标系155

7.1.8 独立坐标系155

7.2 高程系统156

7.2.1 正高系统156

7.2.2 正常高系统156

7.2.3 大地高程系统156

7.2.4 力高系统157

7.2.5 地球位数157

7.2.6 1985国家高程基准157

7.3 地图投影158

7.3.1 高斯-克吕格投影160

7.3.2 通用横轴墨卡托投影163

7.3.3 高斯-克吕格投影与UTM投影的坐标换算165

7.4 经常使用的坐标系统165

7.5 地球曲率对三维模型的影响166

7.6 倾斜摄影三维模型的定向168

7.6.1 定向之前定向169

7.6.2 定向之后定向169

第8章 基于三维模型的测绘产品生产170

8.1 新6D产品的定义170

8.2 新6D产品的生产流程171

8.3 生产技术设计172

8.4 倾斜摄影飞行173

8.5 倾斜摄影三维建模173

8.6 外业控制点测量174

8.7 三维模型产品及生产流程175

8.8 数字表面模型产品介绍及生产流程177

8.9 数字高程模型产品介绍及生产流程178

8.10 真正数字正射影像图产品介绍及生产流程181

8.11 数字线划地图产品介绍及生产流程182

8.12 数字对象化模型产品介绍及生产流程185

第9章 无人机倾斜摄影项目实施187

9.1 项目实施的主要流程187

9.2 案例项目基本情况188

9.3 案例项目实施主要流程189

9.3.1 确认项目要求189

9.3.2 收集整理分析资料190

9.3.3 编写项目实施计划书190

9.3.4 编写技术设计书191

9.3.5 倾斜摄影飞行192

9.3.6 外业控制点测量192

9.3.7 倾斜影像三维建模192

9.3.8 测绘产品生产192

9.3.9 编写总结报告193

9.3.10 成果交付193

李京伟：1984年毕业于原武汉测绘学院航空摄影测量专业（现武汉大学），1999年获荷兰国际航空航天与地球观测学院(ITC)地理信息系统硕士学位。曾在国家测绘局、国家基础地理信息中心、航天科技集团航天量子公司、徕卡测量系统贸易(北京)有限公司、天地图有限公司等单位从事管理和研发工作。 现任武汉航天远景科技股份有限公司首席架构师。主要工作方向是倾斜摄影三维模型的自动化建模、智能化处理、规模化作业、行业化应用。

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书籍介绍

倾斜摄影技术是近年发展起来的一项新技术，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从不同倾斜角度采集影像，获取地表物体更为完整准确的信息，并建立地表三维模型，将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。倾斜摄影目前在测绘领域的主要用途是快速建立精细地表三维模型。近几年来，无人机倾斜摄影三维建模技术和成果在测绘、国土、交通、公安等行业中的应用日渐增长。本书重点介绍了无人机倾斜摄影三维建模技术所涉及的无人机、倾斜摄影系统、三维建模软件，以及在倾斜影像三维建模、三维模型场景编辑、基于三维模型的智能测图和对象化处理等方面的技术和应用实践。