1．什么是倾斜摄影？        

       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（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）。

一组影像获取示意图

连续几组影像获取示意图

正拍影像与倾斜影像对比图

同一地物四个侧面倾斜影像

2．倾斜影像的特点        

(1) 反映地物周边真实情况
      相对于正射影像，倾斜影像能让用户从多个角度观察地物，更加真实的反映地物的实际情况，极大的弥补了基于正射影像应用的不足。

(2) 倾斜影像可实现单张影像量测 
      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。

(3) 建筑物侧面纹理可采集
       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，能够有效的降低城市三维建模成本。

(4) 易于网络发布
       倾斜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。

3．倾斜摄影数据加工的关键技术   

(1) 多视影像联合平差 
       多视影像不仅包含垂直摄影数据，还包括倾斜摄影数据，而部分传统空中三角测量系统无法较好地处理倾斜摄影数据，因此，多视影像联合平差需充分考虑影像间的几何变形和遮挡关系。结合POS 系统提供的多视影像外方位元素，采取由粗到精的金字塔匹配策略在每级影像上进行同名点自动匹配和自由网光束法平差，得到较好的同名点匹配结果。 同时建立连接点和连接线、控制点坐标、GPS/IMU辅助数据的多视影像自检校区域网平差的误差方程，通过联合解算，确保平差结果的精度。

(2) 多视影像密集匹配 
       影像匹配是摄影测量的基本问题之一，多视影像具有覆盖范围大、分辨率高等特点。因此如何在匹配过程中充分考虑冗余信息，快速准确获取多视影像上的同名点坐标，进而获取地物的三维信息是多视影像匹配的关键。
       由于单独使用一种匹配基元或匹配策略往往难以获取建模需要的同名点，因此近年来随着计算机视觉发展起来的多基元、多视影像匹配逐渐成为人们研究的焦点。目前在该领域的研究已取得很大进展，例如建筑物侧面的自动识别与提取。通过搜索多视影像上的特征如建筑物边缘、墙面边缘和纹理来确定建筑物的二维矢量数据集影像上不同视角的二维特征可以转化为三维特征，在确定墙面时，可以设置若干影响因子并给予一定的权值，将墙面分为不同的类，将建筑的各个墙面进行平面扫描和分割，获取建筑物的侧面结构，再通过对侧面进行重构，提取出建筑物屋顶的高度和轮廓。

(3) 数字表面模型生产 
       多视影像密集匹配能得到高精度高分辨率的数字表面模型(DSM)，充分表达地形地物起伏特征，已经成为新一代空间数据基础设施的重要内容。由于多角度倾斜影像之间的尺度差异较大，加上较严重的遮挡和阴影等问题，基于倾斜影像的 DSM 自动获取存在新的难点。

       可以首先根据自动空三解算出来的各影像外方位元素，分析与选择合适的影像匹配单元进行特征匹配和逐像素级的密集匹配，并引入并行算法，提高计算效率。在获取高密度 DSM数据后，进行滤波处理，并将不同匹配单元进行融合，形成统一的 DSM。

(4) 真正射影像纠正 
       多视影像真正射纠正涉及物方连续的数字高程模型(DEM)和大量离散分布粒度差异很大的地物对象，以及海量的像方多角度影像，具有典型的数据密集和计算密集特点。因此多视影像的真正射纠正，可分为物方和像方同时进行。在有 DSM 的基础上根据物方连续地形和离散地物对象的几何特征，通过轮廓提取、面片拟合、屋顶重建等方法提取物方语义信息，同时在多视影像上通过影像分割、边缘提取、纹理聚类等方法获取像方语义信息，再根据联合平差和密集匹配的结果建立物方和像方的同名点对应关系，继而建立全局优化采样策略和顾及几何辐射特性的联合纠正，同时进行整体匀光处理，实现多视影像的真正射纠正。

4．倾斜摄影建模技术有哪些优势？

       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。目前，国内外已广泛开展倾斜摄影测量技术的应用，倾斜摄影建模数据也逐渐成为城市空间数据框架的重要内容。 

5．倾斜摄影模型未来的应用与发展前景如何？

      倾斜摄影模型具有真实的影像纹理，因而每个模型三角面都与其纹理一一对应，这样模型的数据量就非常庞大，对GIS软件的加载及实时渲染是一个难点；倾斜摄影模型本身并不是一个一个的单体模型，所有的地物都连在了一起，成为“一张皮”，那么如何管理、查询、分析、应用就成为非单体化倾斜摄影模型应用的又一难点。

        智航无人机提出了直接加载倾斜摄影模型，不需要进行数据格式转换，方便快捷的加载显示倾斜摄影模型， 这样用户获取数据之后第一时间可以在GIS软件中进行浏览，测量等操作，数据本身带有LOD结构，充分利用这种金字塔结构，结合动态调度解决了海量倾斜摄影模型加载浏览的难题；智航无人机结合自身二三维一体化优势，提出了叠加二维矢量面的方式实现了倾斜摄影模型的单体化技术，利用现有的二维矢量面数据，叠加到三维场景中，可以实现模型的单体化操作，属性查询操作、sql查询操作、周边查询操作及专题图制作等GIS基础功能。

       倾斜摄影是从高空中获取地面信息，当建筑较为密集的区域，或者树木遮挡较为严重区域，这种自动化建模效果就表现的比较一般，这些区域除了通过补拍等其他手段获取信息外，也可以采用街景或者全景数据融合建模，这样建筑物底部同样可以达到比较好的效果。

       这种以“全要素、全纹理”的方式来表达空间，提供了不需要解析的语义，是物理城市的全息再现，倾斜摄影三维技术是当今三维建模技术的主流，也代表着未来的发展方向。