1.1 原理性因素

因?yàn)楝F(xiàn)有主流湖北傾斜攝影三維建模軟件的原理都是基于影像特征點(diǎn)提取和匹配來(lái)實(shí)現(xiàn)模型建立的，這就 會(huì)導(dǎo)致當(dāng)測(cè)區(qū)包含以下四種場(chǎng)景時(shí)，建模就可能出現(xiàn)問題。

1、無(wú)法反映物體真實(shí)紋理信息的反光面。例如水面、玻璃、大面積單一紋理面的建筑物。

2、慢速運(yùn)動(dòng)的物體。例如十字路口的汽車。

3、隨風(fēng)晃動(dòng)的植被。無(wú)法匹配特征點(diǎn)或者匹配的特征點(diǎn)誤差較大的場(chǎng)景，例如樹木、灌木叢等。

4、復(fù)雜、鏤空的建筑物。例如護(hù)欄、基站、鐵塔、高壓線等。

對(duì)于1、2類型場(chǎng)景，無(wú)論怎么提高原始數(shù)據(jù)質(zhì)量，模型效果都不會(huì)有太大改善，甚至有可能隨著模型分辨率的提高，建模的效果還會(huì)更差。而對(duì)于3、4類型場(chǎng)景，雖然可以通過(guò)提高模型分辨率來(lái)改善一定的模型效果，但是仍然很容易出現(xiàn)空洞和拉花，而且低效 。這四種場(chǎng)景下的模型瑕疵， 是由傾斜攝影原理性問題導(dǎo)致的。而在現(xiàn)階段，這類問題不可避免。

1.2 主觀性因素

第二種瑕疵主要是由航飛作業(yè)參數(shù)的設(shè)置、航飛光影條件、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、建模軟件等主觀因素變化導(dǎo)致的。其表現(xiàn)為模型建筑物出現(xiàn)重影、整體拉花、融化、光影嚴(yán)重斑駁、建筑錯(cuò)位、變形、建筑粘連等問題。

當(dāng)然，這些問題也可以通過(guò)后期軟件修補(bǔ)的方式來(lái)解決。但是，接觸過(guò)相關(guān)工作的客戶應(yīng)該比較了解，如果要進(jìn)行大面積、大規(guī)模的模型修飾工作，花費(fèi)的人力、時(shí)間成本是非常龐大的。

原始建模效果

精修模型效果

模型的修飾和精修不是本文討論的方向，如果大家感興趣，可以在評(píng)論區(qū)留言。我們將根據(jù)大家的關(guān)注程度，評(píng)估是否給大家介紹一些模型精修的經(jīng)驗(yàn)。

作為傾斜攝影相機(jī)研發(fā)廠家，睿鉑從設(shè)備研發(fā)的角度對(duì)這兩類瑕疵進(jìn)行了深入思考：如何設(shè)計(jì)傾斜攝影相機(jī)，才能夠保證在不增加重疊度或者航片數(shù)量的條件下，提高建模效果呢？

為了方便大家理解，文章分成兩到三個(gè)部分。首先給大家講解一些相關(guān)參數(shù)的背景知識(shí)，以及大家可能對(duì)這些參數(shù)存在的誤解。后面再介紹睿鉑如何基于這些參數(shù)的相互關(guān)系，以提高模型效果為目標(biāo)，來(lái)指導(dǎo)Pros系列產(chǎn)品的研發(fā)。

二、什么是焦距（F）？

焦距是光學(xué)鏡頭一個(gè)非常重要的參數(shù)。鏡頭焦距的長(zhǎng)短決定了被攝物在成像介質(zhì)上的大小，也就相當(dāng)于物和象的比例尺。

對(duì)于數(shù)碼照相機(jī)（DSC）來(lái)說(shuō)，其成像介質(zhì)為圖像傳感器（主要是CCD與CMOS兩類傳感器）。數(shù)碼相機(jī)在航測(cè)中使用時(shí)，鏡頭焦距的長(zhǎng)短就決定了地面影像分辨率（GSD）。

當(dāng)在相同距離拍攝同一個(gè)目標(biāo)物體時(shí)，鏡頭焦距長(zhǎng)的，所成物象大；鏡頭焦距短的，所成物象小。鏡頭焦距的長(zhǎng)短決定成像大小，視場(chǎng)角大小，景深和畫面的透視強(qiáng)弱。根據(jù)用途的不同，相機(jī)鏡頭的焦距相差可以非常大，有短到幾毫米，十幾毫米的，也有長(zhǎng)達(dá)幾米的。航空攝影鏡頭焦距一般選在20mm~100mm這個(gè)區(qū)間（不考慮鏡頭畸變的影響）。

三、什么是視場(chǎng)角（FOV）？

在光學(xué)儀器中，以其鏡頭中心點(diǎn)為頂點(diǎn)，以被測(cè)目標(biāo)物像可通過(guò)鏡頭的更大 范圍邊緣所構(gòu)成的夾角，稱為視場(chǎng)角。 視場(chǎng)角的大小決定了光學(xué)儀器的視野范圍， 視場(chǎng)角越大，視野就越大，光學(xué)倍率就越小 。通俗地說(shuō)，如果目標(biāo)物體不在視場(chǎng)角范圍內(nèi)，則該物體反射或發(fā)射的光線就不會(huì)進(jìn)入鏡頭內(nèi)，也就無(wú)法成像。

四、焦距（F）與視場(chǎng)角（FOV）的關(guān)系；

關(guān)于傾斜攝影相機(jī)焦距，客戶一般存在兩個(gè)誤解：

1）焦距越長(zhǎng)，飛機(jī)飛行高度越高，影像覆蓋面積越大；

2）焦距越長(zhǎng)，覆蓋面積越大，作業(yè)效率越高；

客戶之所以會(huì)有上面兩種誤解，原因就是沒有認(rèn)識(shí)到焦距和視場(chǎng)角的關(guān)系。

二者的關(guān)系為：焦距越長(zhǎng)，F(xiàn)OV越小；焦距越短，F(xiàn)OV越大。所以在畫幅物理尺寸、畫幅分辨率和采集分辨率相同的前提下，焦距的改變只會(huì)影響航飛的高度，而相機(jī)在地面覆蓋的投影面積一般是不變的。

編輯

還有一種更容易理解的方式。比如DG3pros每個(gè)鏡頭像素是6000x4000，以正射鏡頭為例：整張航片覆蓋的地面投影面積計(jì)算公式為GSD*6000XGSD*4000。如果航飛分辨率是2cm，那么就表示每一個(gè)像元覆蓋的地面投影面積為2x2cm，那么整張航片覆蓋的地面投影面積為12000x8000cm，即120x80m。

從覆蓋面積計(jì)算公式可以看出：航片覆蓋面積與焦距無(wú)關(guān)，所以當(dāng)分辨率一確定，航片的覆蓋面積也就確定了，無(wú)論焦距如何變化，都不會(huì)影響航片的實(shí)際覆蓋面積。

五、焦距與效率的問題

明白了焦距與FOV的關(guān)系，大家可能會(huì)認(rèn)為焦距的長(zhǎng)短對(duì)于航飛效率沒有影響。對(duì)于正射攝影測(cè)量來(lái)說(shuō)，這句話相對(duì)正確。（但嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，焦距越長(zhǎng)，無(wú)人機(jī)飛的越高，耗能就越多，續(xù)航時(shí)間就會(huì)變短，整體效率也就降低了。）

而對(duì)于傾斜攝影來(lái)說(shuō)，焦距越長(zhǎng)，作業(yè)效率反而越低。傾斜攝影相機(jī)的傾斜鏡頭一般是傾斜45°放置，為了保證采集到測(cè)區(qū)邊緣外立面的影像數(shù)據(jù)，航線需要外擴(kuò)。因?yàn)殓R頭45°傾斜，則會(huì)形成直角等腰三角形，假設(shè)不考慮無(wú)人機(jī)飛行姿態(tài)，以傾斜鏡頭主光軸正好拍攝到測(cè)區(qū)邊緣線作為航線規(guī)劃的要求，則無(wú)人機(jī)航線外擴(kuò)距離等于無(wú)人機(jī)飛行高度。

所以如果航線覆蓋面積不變，短焦鏡頭的有效面積大于長(zhǎng)焦鏡頭的有效面積。在之前的介紹Riy-pros作業(yè)效率分析一文中，才特別注明了表格作業(yè)效率僅代表無(wú)人機(jī)作業(yè)飛行的投影面積，有效區(qū)域面積小于航飛投影面積。

如果客戶只在地勢(shì)比較平坦的區(qū)域做地籍測(cè)量相關(guān)項(xiàng)目，為了提升作業(yè)效率，我們一般會(huì)推薦D2pros傾斜相機(jī)。如果客戶除了地籍項(xiàng)目，還有固定翼城市大面積項(xiàng)目，或者作業(yè)區(qū)域地勢(shì)比較復(fù)雜，在這種綜合場(chǎng)景下，我們一般會(huì)推薦DG3pros或者性能更優(yōu)的DG4pros傾斜攝影相機(jī)。