實(shí)景三維影像采集技術(shù)之優(yōu)視攝影測量

　　影像是實(shí)景三維建設的重要基礎數據，對于不同等級、不同應用場(chǎng)景的實(shí)景三維建設，需要通過(guò)不同的影像采集技術(shù)來(lái)獲取影像。

　　優(yōu)視攝影測量技術(shù)以三維概略模型為數據基礎，以無(wú)人機為載體，通過(guò)智能分析規劃，進(jìn)而自適應調整和優(yōu)化采集視角，并全自動(dòng)生成采集航線(xiàn)，最終形成高保真精細化三維空間數據的采集重建閉環(huán)。

　　該技術(shù)通過(guò)計算機圖形學(xué)、三維視覺(jué)、人工智能、地理信息等學(xué)科的交叉創(chuàng )新，實(shí)現了面向復雜場(chǎng)景和復雜三維目標的全自動(dòng)貼合式三維重建數據采集，將現有面向場(chǎng)景的厘米級三維數據采集方式提升為面向對象的毫米級三維數據采集。通過(guò)本技術(shù)的智能感知和自主決策精細規劃，一方面使得無(wú)人機可以精準把控與被測對象的相對距離和相對方向，結合不同的光學(xué)傳感器，可以實(shí)現最高 0.1mm 分辨率重建圖像采集，為各類(lèi)高精細度的行業(yè)應用提供了高保真和高質(zhì)量的數據基礎;另一方面可以將原有城市級三維空間數據采集的“集中規劃、統一采集”的模式，升級為“分散規劃、眾包采集”模式，大幅降低城市數據采集的技術(shù)難度和政策實(shí)施難度，可將原有的采集周期縮短2倍以上優(yōu)視攝影測量技術(shù)中的“優(yōu)視”二字，表示三維重建數據采集視角的智能優(yōu)化選取航空攝影測量多采用高空平面俯視和側視，以一定重疊度的規則航線(xiàn)覆蓋方式進(jìn)行數據獲取，該模式主要用于一般性大規模場(chǎng)景的簡(jiǎn)略采集，具有外業(yè)操作、航線(xiàn)規劃簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

        然而，在復雜場(chǎng)景下的高精細度數據采集，必然要求航線(xiàn)規劃和數據采集更有針對性，需要通過(guò)貼合被采集對象達到更高的分辨率和重建效果?；诖?，優(yōu)視攝影測量技術(shù)結合了計算機空間幾何分析的算力優(yōu)勢和無(wú)人機的機動(dòng)性?xún)?yōu)勢，建立了采集分析規劃和三維重建結果之間的深度耦合，通過(guò)路徑規劃和重建評估的相互反饋，為無(wú)人機提供了在復雜空間進(jìn)行精準、高效、多角度、貼合式采集的航飛功能，賦予了無(wú)人機設備更高級的圖形感知能力，通過(guò)規劃和重建的不斷迭代優(yōu)化，提升三維采集重建質(zhì)量。

　　具體而言，為了實(shí)現路徑規劃和重建評估的相互反饋和耦合互動(dòng)，優(yōu)視攝影測量技術(shù)秉持了最優(yōu)化重建質(zhì)量并最小化采集成本的算法設計理念，通過(guò)數據驅動(dòng)的多模態(tài)數據學(xué)習分析方法預測安全飛行區域、重建性度量、場(chǎng)景不確定性，從而建立了視角集合分布與多目立體視覺(jué)的智能關(guān)系。同時(shí)通過(guò)深度學(xué)習方法對場(chǎng)景目標、重建信息進(jìn)行重新編碼和圖形再表達，實(shí)現語(yǔ)義目標與表面模型的深層智能理解，再采用全局優(yōu)化算法進(jìn)行多尺度路徑優(yōu)化。通過(guò)上述技術(shù)方法的迭代運算，實(shí)現了可重建性的量化評估預測和采集視角位姿的精細化控制，達到了使用最少采集數據實(shí)現最佳重建質(zhì)量的技術(shù)目標。

　　得益于優(yōu)視攝影測量技術(shù)的航點(diǎn)生成和優(yōu)化，優(yōu)視攝影測量技術(shù)還進(jìn)一步計算了飛行區間、飛行開(kāi)銷(xiāo)代價(jià)等指標，實(shí)現了大面積區域多機協(xié)同作業(yè)的航線(xiàn)智能規劃。并且以?xún)?yōu)視攝影測量技術(shù)為依托，還設計了用戶(hù)友好的系統界面和人機交互方式，構建了-套圍繞無(wú)人機智能采集的規劃系統軟件。該系統可以通過(guò)標準的數據交換格式，融通各類(lèi)無(wú)人機平臺系統，控制無(wú)人機飛行位姿進(jìn)行高效精準的數據采集。另外，由于優(yōu)視攝影測量系統基于可重建性預測的量化指標進(jìn)行分析，可以嚴格控制采集交匯角、像素分辨率，視角基線(xiàn)差等指標，為實(shí)景三維后處理軟件進(jìn)行從運動(dòng)中恢復 (structure from motion，SFM)和多視圖幾何(multi view system，MVS)運算提供了高質(zhì)量的數據輸入,大幅增強了三維重建運算成功率和照片匹配度，有效減少了采集數據無(wú)法匹配、局部質(zhì)量不達標等情況的發(fā)生。其同時(shí)還提升了三維采集和重建的整體效率，使得實(shí)景三維數據生產(chǎn)在全鏈條自動(dòng)化作業(yè)實(shí)施的趨勢上有了實(shí)質(zhì)性躍升。

　　優(yōu)視攝影測量系統應用示范:大規模協(xié)同眾包采集重建、古建筑三維高清數字化保護、大型基礎設施表觀(guān)病害檢測等。

　　飛燕遙感結合自身優(yōu)勢為客戶(hù)打造了從數據獲取、處理到定制化應用的“一站式GIS應用解決方案”。一流的研發(fā)團隊，快速響應的敏捷研發(fā)體系，自主研發(fā)數字化、網(wǎng)絡(luò )化、可視化、智能化的實(shí)景三維GIS應用平臺。形成了以三維地籍管理系統、三維生態(tài)環(huán)保系統、三維警務(wù)地理信息系統、三維數字景區系統、氣象監測應用系統、三維配水運維管理系統等為代表的行業(yè)案例，在為用戶(hù)提供全方位的服務(wù)同時(shí)，針對中小型用戶(hù)提供輕量化地理信息應用服務(wù)平臺。