浅谈倾斜摄影技术原理

浅谈 倾斜摄影技术原理

毛国丞

西南林业大学 云南昆明 650000

01倾斜摄影技术
何为倾斜摄影
倾斜摄影技术是通过在飞行平台上搭载多台传感器，同时从一个垂直、四个侧视等不同角度采集影像。它比传统的摄影测量多了四个倾斜拍摄角度，从而能够获取到更加丰富的侧面纹理等信息。

式中，δ为传感器单像元大小；h为飞行高度；f为相机焦距；αy为倾角；βy=arctan (b/f) 为视场角的一半。倾斜影像的几何关系如图所示。

小孔成像-航线间距按照上述条件，这里计算旁向重叠度用的是传感器长边尺寸d/ccd = h/len旁向重叠率 = （ len - x ）/ lenx=（1-旁向重叠度)*h/d*ccd沿着飞行方向也是一样的，只不过要用传感器的短边尺寸。

以赛尔 102S系列相机为例，焦距 d = 25 mm（取下视）飞行高度 h = 96 m（设置分辨率为1.5cm）传感器长边尺寸 ccd = 23.5 mm 由d / ccd = h / len 有单片覆盖宽度len = h * ccd / d = 90 m 如果间距 x（旁向）= 27 m ， 那么旁向重叠率 = （ len - x ）/ len = 70% 模型精度计算
上述所有的计算都是依据指定的飞行高度来计算的，飞行高度如何确定呢？这就和模型精度挂钩了，需要什么样精度的模型，使用了什么相机决定了飞行的最合适高度。首先是照片分辨率的确定。拍的照片是多少分辨率的？还是小孔成像原理，传感器长边尺寸ccd，对应拍出的照片的长边像素数wx像素d/ccd = h/len，拍照分辨率（m/像素）=ccd/d*h/w公式：倾斜摄影模型精度=同工程正射分辨率的三倍倾斜摄影当中，经常会说我的模型是几厘米精度的，我飞的数据是5cm精度的模型，这个5cm是如何衡量的呢？

02

如何提升成果精度

像控点的布设
像控点的布设的好坏对后期成图起着相当关键的作用，首先，每个架次的至少需要4个像控点，并同时布设总像控点数目10%-20%的检查点。若遇到地形起伏变化较大，数目植被复杂地区需加密像控点，若不加密或者分布不均匀覆盖飞行区域时，会导致翘曲、导致平差数据不能达到精度要求。

像控点分布正确方式 

像控点分布错误情况
图像质量
影响图像质量的因素分为天气因素与相机本身因素。天气因素主要是风、雾霾，当风速过大时，应该考虑停止飞行。首先，风大会造成飞机飞行速度和姿态变化过大，导致从空中所照的照片扭曲程度过大，最终成像模糊。同时会加速飞机动能的消耗，导致缩短飞行时间，最终有可能会在有限的时间内未能完成计划区域。　
相机本身因素主要是对相机的像素和曝光时间的，像素主要相机本身决定，曝光时间的选取和天气有着密切的关系，当光线条件不好的时候，应该尽量增加曝光时间，将快门速度调大，以赛尔PSDK 102S+大疆 M300 RTK为例，阴天时建议节快门数度为1/800，晴天时建议调节快门数度为1/1000，建议选择ISO 数值100到400的照片进行数据处理。

ISO 值为1000
重叠度
重叠率是提高相片连接点的重要保障，但是有些时候为了压缩飞行时间或扩大飞行区域，会调低重叠率。重叠率若低，每个地物点仅会在少量航片中显现，在提取连接点的量会很少，相片的连接点少自然会导致飞机的照片连接粗糙，最终导致提取的连接点平差结构弱，提升重叠率则可避免上述问题。

飞行高度
飞行高度主要影响的是飞行航片中的GSD(每个像素的实际大小)，飞行高度的变化必然会影响航片相幅的大小，以大疆M300 RTK+赛尔102S为例，飞行高度与GSD的关系值通过数据可以得出，飞机离地面越近，GSD 数值越小，则精度越高。从中也发现，地面起伏变化大的地区选取合适的飞行高度对提高精度也是相当重要的。 

航高对GSD 的影像
更多关于关于航高、分辨率、重叠度的设置数据计算。