本期五分鐘學(xué)GIS我們來介紹傾斜攝影技術(shù)。
目前成都創(chuàng)新互聯(lián)公司已為上千余家的企業(yè)提供了網(wǎng)站建設(shè)、域名、虛擬空間、網(wǎng)站運(yùn)營、企業(yè)網(wǎng)站設(shè)計(jì)、紅崗網(wǎng)站維護(hù)等服務(wù)，公司將堅(jiān)持客戶導(dǎo)向、應(yīng)用為本的策略，正道將秉承"和諧、參與、激情"的文化，與客戶和合作伙伴齊心協(xié)力一起成長，共同發(fā)展。
什么是傾斜攝影技術(shù)
傾斜攝影技術(shù)是通過在飛行平臺(tái)上搭載多臺(tái)傳感器，同時(shí)從一個(gè)垂直、四個(gè)側(cè)視等不同角度采集影像。我們可以將它理解為一項(xiàng)進(jìn)化了的攝影測量技術(shù)，它比傳統(tǒng)的攝影測量多了四個(gè)傾斜拍攝角度，從而能夠獲取到更加豐富的側(cè)面紋理等信息。
傾斜影像的采集
傾斜影像的采集主要分為兩個(gè)過程，首先是設(shè)備準(zhǔn)備，其次是設(shè)計(jì)航線和實(shí)拍。
設(shè)備準(zhǔn)備： 傾斜影像采集的設(shè)備包括航空器和傾斜相機(jī)。航空器可以是有人飛機(jī)或無人機(jī)，有人飛機(jī)多用于特大面積傾斜攝影，如國產(chǎn)的運(yùn)十二、運(yùn)五，中等規(guī)模作業(yè)可用無人直升機(jī)，如七維航測無人直升機(jī)，小范圍作業(yè)可用多旋翼無人機(jī)，如紅鵬無人機(jī)、大疆無人機(jī)等。傾斜相機(jī)方面，大多數(shù)傾斜相機(jī)采用下視、前視、后視、左視和右視五個(gè)鏡頭來獲取地物傾斜影像，比較常見的如徠卡RCD30傾斜相機(jī)、四維遠(yuǎn)見SWDC-5傾斜相機(jī)、紅鵬微型傾斜相機(jī)等。
設(shè)計(jì)航線和實(shí)拍： 傾斜攝影的航線設(shè)計(jì)采用專用航線設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，其相對航高、地面分辨率及物理像元尺寸滿足三角比例關(guān)系。設(shè)備組裝就緒并規(guī)劃好路線后，實(shí)施航拍，得到具有一定重疊度的多角度影像，傾斜影像采集部分就完成了。
傾斜模型生產(chǎn)
傾斜攝影獲取的傾斜影像經(jīng)過影像加工處理后可以進(jìn)行模型生成。建模技術(shù)主要分為三類，他們分別是：
第一類傾斜攝影 + 機(jī)載激光掃描建模 ，即由傾斜攝影提供模型紋理、由機(jī)載雷達(dá)構(gòu)建模型骨架，再通過適度的人工干預(yù)生產(chǎn)出傾斜攝影模型，常見輸出的格式有.obj、.max等，目前具備這種建模工藝的數(shù)據(jù)廠商有：武漢華正、東方道邇及中科遙感等。
第二類傾斜攝影 + 人工干預(yù)建模 ，也是對傾斜攝影數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化建模，再通過修飾軟件進(jìn)行人工修飾。修飾的細(xì)節(jié)包括：模型的骨架變形、建筑物底部紋理的遮擋等。修飾后的模型成果不破壞自動(dòng)化模型成果的結(jié)構(gòu)。目前具有這種工藝的軟件有天際航的DP-Modeler等。
第三類傾斜攝影自動(dòng)化建模 ，只通過傾斜攝影獲取的多視角影像來生產(chǎn)模型，即Mesh（三角網(wǎng)）模型。目前市場上的自動(dòng)化建模軟件包括街景工廠、Smart3DCapture、Altizure、PhotoScan、Pix4D、無限界等。這種模型輸出的常見格式有osgb、dae、obj、s3c（Smart3D私有格式）、3mx(輕量級(jí)的開放格式)等。自動(dòng)化建模的過程可以簡單描述為：先經(jīng)過幾何校正、聯(lián)合平差等一系列復(fù)雜的運(yùn)算得到帶有高程的稠密的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，抽稀，然后構(gòu)建一張連續(xù)的TIN三角網(wǎng)，最后把拍攝的高分影像貼到三角網(wǎng)上，最終得到傾斜攝影模型，如下圖。
傾斜攝影建模技術(shù)有哪些優(yōu)勢？
傳統(tǒng)三維建模通常使用3ds Max、AutoCAD等建模軟件，基于影像數(shù)據(jù)、CAD平面圖或者拍攝圖片估算建筑物輪廓與高度等信息進(jìn)行人工建模。這種方式制作出的模型數(shù)據(jù)外觀表達(dá)美觀，局部細(xì)節(jié)變形率低，但精度較低，紋理與實(shí)際效果偏差較大，并且生產(chǎn)過程需要大量的人工參與，制作周期較長。傾斜攝影技術(shù)通過高效的數(shù)據(jù)采集設(shè)備及專業(yè)的數(shù)據(jù)處理流程生成的數(shù)據(jù)成果直觀反映地物的外觀、位置、高度等屬性，為真實(shí)效果和測繪級(jí)精度提供保證，并且有效提升模型的生產(chǎn)效率，采用人工建模方式一兩年才能完成的一個(gè)中小城市建模工作，通過傾斜攝影建模方式只需要三至五個(gè)月時(shí)間即可完成，大大降低了三維模型數(shù)據(jù)采集的經(jīng)濟(jì)代價(jià)和時(shí)間代價(jià)。
傾斜攝影模型與
傾斜攝影模型作為三維GIS數(shù)據(jù)的重要來源之一，越來越多地應(yīng)用到三維GIS項(xiàng)目中。在智慧城市的管理體系、旅游、景區(qū)等行業(yè)應(yīng)用中，傾斜攝影模型能讓用戶從多個(gè)角度觀察地物，更加真實(shí)地反映地物的實(shí)際情況，彌補(bǔ)基于二維地圖及傳統(tǒng)虛擬三維模型應(yīng)用的不足。
傾斜攝影模型通過單體化操作，可以實(shí)現(xiàn)與其他傳統(tǒng)三維模型數(shù)據(jù)同樣的GIS應(yīng)用，如模擬建筑物拆除，滿足規(guī)劃行業(yè)應(yīng)用；對建筑物進(jìn)行高度、長度、面積、角度、坡度等的量測，應(yīng)用于水利、能源開采等管理系統(tǒng)；在三維場景中能看到房屋側(cè)面的緊急出口，傾斜模型上任意點(diǎn)之間可以進(jìn)行準(zhǔn)確量算，比如計(jì)算通視距離、設(shè)計(jì)制高點(diǎn)和狙擊方案等，這些事發(fā)地周圍的詳細(xì)信息，在應(yīng)急行動(dòng)中關(guān)乎人員及財(cái)產(chǎn)的安全，有時(shí)甚至能起到?jīng)Q定性作用。
最后，我們以傾斜攝影模型應(yīng)用案例來結(jié)束本期的內(nèi)容，在我國地理信息產(chǎn)業(yè)今后的發(fā)展中，傾斜攝影技術(shù)無疑將扮演更加重要的角色！
在GTC 2020『GIS基礎(chǔ)軟件新技術(shù)論壇』上，超圖研究院副院長胡中南作《云原生GIS及Web端技術(shù)新進(jìn)展》報(bào)告，他首先系統(tǒng)講解了云原生GIS技術(shù)的三大新進(jìn)展：微服務(wù)更微、可擴(kuò)展，容器化部署更全、更易用，自動(dòng)化編排適配更多平臺(tái)等，介紹了這些技術(shù)如何支撐云南地質(zhì)大數(shù)據(jù)等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高可用、高并發(fā)、高彈性“三高”價(jià)值；也系統(tǒng)闡述了Web端GIS技術(shù)從基礎(chǔ)庫、組件庫、模板庫到WebApps的多層次結(jié)構(gòu)及相關(guān)新進(jìn)展，讓GIS前端應(yīng)用開發(fā)定制更快速便捷。
本文將分為云原生GIS（點(diǎn)擊左側(cè)藍(lán)色文字可直接查看）與Web端GIS兩大部分，現(xiàn)分享Web端GIS技術(shù)部分資料如下：
演講PPT
上半部分主要講云原生GIS技術(shù)如何助力GIS系統(tǒng)快速部署與運(yùn)維。
接下來我為大家介紹Web端GIS技術(shù)。
以前大家可能認(rèn)為SuperMap的Web端就是一個(gè)SuperMap iClient JavaScript，僅僅是將Leaflet等開源技術(shù)做一些封裝集成、改進(jìn)，和SuperMap服務(wù)器產(chǎn)品的REST API做了對接，其實(shí)這只是我們Web端技術(shù)棧的組成之一，也即圖上所示的基礎(chǔ)的iClient Libraries類庫（L1）。
我們在上面還提供了iClient Components，就是所謂的WebGIS組件庫（L2），適配了Vue框架和React框架。在這之上我們面向行業(yè)應(yīng)用共性，基于組件庫進(jìn)一步封裝，提供了Web模板庫iClient Templates（L3），只需將數(shù)據(jù)、LOGO和圖片等進(jìn)行簡單修改，就可以快速上線。我們還提供了可構(gòu)建、可定制、可擴(kuò)展的Web Apps，如MapDashboard和WebSite UI（L4），以及更偏向使用的一些Web Apps，用做制圖、分析等（L5）。
由此可見，SuperMap GIS的Web端包括這五個(gè)層次的內(nèi)容,已經(jīng)不僅僅是SuperMap iClient JavaScript單個(gè)產(chǎn)品。
在SuperMap iClient JavaScript層面，我們也有新的增強(qiáng)與改進(jìn)。
SuperMap iClient JavaScript 2020模塊圖。Web Libraries和 Web Components都有一些增強(qiáng)，新增加了Web Templates。
在此，我重點(diǎn)介紹一下組件和模板的新特性和新技術(shù)：組件技術(shù)就是把Libararies類庫做進(jìn)一步的封裝，更少的代碼做更快的開發(fā)，比如可以一行代碼加一個(gè)Web Map組件，里面填一個(gè)服務(wù)地址和地圖資源ID，就可以出一個(gè)地圖了。歡迎大家在超圖軟件官網(wǎng)查看范例。
這是2019年我們提供的技術(shù)。今年我們新增了多款Vue組件，包括時(shí)間軸、卷簾地圖等。地圖、圖表等都有新的增強(qiáng)和改進(jìn)。
今年我們新增了多款Vue組件，包括時(shí)間軸、卷簾地圖等。地圖、圖表等組件都有新的增強(qiáng)和改進(jìn)。
這是我們做的全球新冠疫情圖范例。使用組件技術(shù)做了封裝，用戶不用一行一行寫代碼，操作更方便、開發(fā)更快捷。
新的Web模板技術(shù)，可以讓應(yīng)用開發(fā)更便捷。直接提供多種行業(yè)應(yīng)用模板，用戶只需修改LOGO、配色，或刪除不用的地方即可。
再上面就是大屏，可快速開發(fā)建站。
No Code無代碼開發(fā)，可以快速建站，包括SuperMap iPortal門戶首頁、地圖大屏App等，都可以進(jìn)行拖拉式操作，不需要寫代碼就可以完成可視化定制。門戶首頁可以拖出來，Web應(yīng)用可以用大屏拖出來。
地圖大屏也做了一些增強(qiáng)。
以前做了大屏只能看，不能互動(dòng)，不能點(diǎn)，點(diǎn)了以后也不能操作?，F(xiàn)在能看、能點(diǎn)、能互動(dòng)。有了交互更好用。
包括，我們對布局也做了優(yōu)化，移動(dòng)端可以自己修改布局。
包括超寬屏終端都可以適配，這是一個(gè)項(xiàng)目的照片。
另外一個(gè)定制就是SuperMap iPortal站點(diǎn)定制和擴(kuò)展增強(qiáng)。
從首頁到登錄頁、管理頁甚至各個(gè)Web Apps都支持定制和擴(kuò)展。
從而實(shí)現(xiàn)No Code的可視化定制，同時(shí)做了一些新的組件和能力增強(qiáng)。
可以用這個(gè)特性快速搭建一個(gè)新的首頁，從上面的菜單、左上角的LOGO，包括Banner、橫幅各種內(nèi)容都支持修改、增加和刪除。甚至用戶不懂開發(fā)都可以直接進(jìn)行操作。此外，該布局是自適應(yīng)的，在手機(jī)上同樣可以觀看。
這是2019年已有功能，今年我們做了新的增強(qiáng)。另外就是全代碼定制。
你可以基于自己的技術(shù)直接寫一個(gè)首頁。不管是我們提供的組件，還是你自己寫的組件，或是第三方組件都可以拿來使用。
包括我們的登錄頁和資源管理頁都可以進(jìn)行修改和定制。
此外，大屏本身也是可以擴(kuò)展的。
包括數(shù)據(jù)上圖。
數(shù)據(jù)洞察，都是可以修改和定制的。
可以加自己的圖表、UI。
前面所提到的是定制開發(fā)，再上層就是直接使用的WebApp。
如果大家感興趣，可以去我們官網(wǎng)：，或GTC網(wǎng)站：來觀看新特性。
數(shù)據(jù)上圖，制圖能力更豐富。
可以在線打印Web地圖。
簡單回顧一下，我們講到的兩大部分技術(shù)：一個(gè)是云原生GIS技術(shù)，讓GIS后臺(tái)服務(wù)管理運(yùn)維更高效，另一個(gè)是Web端GIS技術(shù)，讓GIS前端應(yīng)用開發(fā)定制更快速。一個(gè)是高效，一個(gè)是快速。
總的報(bào)告可以用兩個(gè)圖連起來，第一就是K8s部署結(jié)構(gòu)圖，通過它可以把云原生GIS技術(shù)一覽無余，包括SuperMap iServer、SuperMap iPortal、SuperMap iManager之間的關(guān)系、用了什么技術(shù)等都可以看到。
第二張圖如上所示，我們在Web端的整體技術(shù)層次都可以看到，從SuperMap iClient Libraries類庫，到組件、模板，到大屏、Site UI定制、擴(kuò)展，以及WebApps等等。
以上就是我的報(bào)告，謝謝大家。
GIS為各種涉及空間數(shù)據(jù)分析的學(xué)科提供了新的技術(shù)方法，而每個(gè)相關(guān)學(xué)科都提供了一些構(gòu)成GIS的技術(shù)與方法。
首先，地圖是記錄地球表面信息的一種形式，從歷史發(fā)展來看，GIS脫胎于地圖，而計(jì)算機(jī)制圖技術(shù)更是為地圖特征的數(shù)字表示、操作和顯示提供了成套方法，為GIS的圖形輸出設(shè)計(jì)等提供了理論支持。同時(shí)，地圖還是目前GIS的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，但地圖強(qiáng)調(diào)的是數(shù)據(jù)分析、符號(hào)化與顯示，地理信息系統(tǒng)更注重空間分析。
其次，數(shù)據(jù)庫也是GIS的技術(shù)基礎(chǔ)之一。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)主要用于存儲(chǔ)、管理和查詢各類數(shù)據(jù)，并盡可能具備一些簡單的統(tǒng)計(jì)分析功能，這是現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分。
第三，遙感作為空間數(shù)據(jù)的采集手段，成為GIS的重要信息源與數(shù)據(jù)更新途徑。遙感（RS）圖像處理系統(tǒng)包含復(fù)雜的解析函數(shù)，并有許多方法用于信息的增強(qiáng)與分類；大地測量為GIS提供了精確定位的控制信息，尤其是全球定位系統(tǒng)（GPS），可快速、廉價(jià)地獲取地表特征的數(shù)字位置信息；航空拍攝及其精確測量方法的應(yīng)用使得攝影測量成為GIS主要的地形數(shù)據(jù)來源?？傊?，遙感是GIS的重要數(shù)據(jù)源與更新手段。
第四，計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展對GIS起著關(guān)鍵性的影響。按照國際通行的定義，GIS軟件的開發(fā)和使用基本屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用理論與方法在加入空間位置要素后的自然延伸，始于計(jì)算機(jī)出現(xiàn)不久，在最近10～15年，計(jì)算機(jī)不僅在容量與速度方面都有了質(zhì)的飛躍，而且隨著多媒體、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、軟件工程、電子技術(shù)等的飛速發(fā)展，GIS的發(fā)展也在突飛猛進(jìn)（黃杏元，2004a，2004b，2004c）。幾乎每一次計(jì)算機(jī)技術(shù)的重要進(jìn)展都帶動(dòng)地理信息系統(tǒng)技術(shù)的重大進(jìn)步，如空間數(shù)據(jù)的管理、網(wǎng)絡(luò)GIS、三維GIS等技術(shù)，每一步的重要發(fā)展都與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的進(jìn)展有關(guān)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)輸入、顯示與表達(dá)的軟件與方法；計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)之一，它提供了圖形處理、顯示的軟硬件及其技術(shù)方法；網(wǎng)絡(luò)的普及使地理信息系統(tǒng)已成為許多機(jī)構(gòu)必備的工作系統(tǒng)，尤其是政府決策部門在一定程度上由于受地理信息系統(tǒng)影響而改變了現(xiàn)有機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方式、設(shè)置與工作計(jì)劃等；人工智能的發(fā)展也給地理信息系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步帶來了積極的影響（周成虎，1995）。
簡而言之，地理信息系統(tǒng)就是能夠輸入、存儲(chǔ)、管理并處理分析地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它隨計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生，是信息系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展到高級(jí)階段的產(chǎn)物。
重慶分公司
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