主流倾斜摄影实景三维模型软件

    实景三维倾斜建模是指采用倾斜摄影技术制作的实景三维模型，也可以拆分为两个概念来解释：一个是倾斜摄影，一个是实景三维。

　　一般来说，摄影都是正向摄影。而倾斜摄影，顾名思义就是拍摄时，相机与拍摄物体有个倾斜角度，这就叫倾斜摄影。
　　三维实景建模（倾斜摄影技术）是近年来国际摄影测量领域逐渐发展起来的一项高新技术，相对于传统航测采集的垂直摄影数据，该技术通过新增多个不同角度镜头，从一个垂直、四个倾斜、五个不同的视角同步采集影像，获取到丰富的建筑物顶面及侧视的高分辨率纹理数据，可同时获得同一位置多个不同角度的、具有高分辨率的三维影像。

      该技术的推广应用依赖软件的强大处理能力和硬件的支持。目前世界上支持多视角影像三维实景建模的软件有许多，诸如Context Capture 、PhotoScan、Pix4D、DP-Smart等软件，其高度自动化和智能化给建模带来极高的效率。

1.大疆智图——让航测更便捷

DJI 大疆创新推出的PC端无人机航测软件——大疆智图。该软件提供自主航线规划、飞行航拍功能，并能将无人机采集的数据转为数字化二维正射影像与三维模型，一站式帮助用户全面提升航测内外业作业效率，将真实场景转化为数字资产，以满足多种行业应用需求。

通过无人机进行测绘被广泛应用在事故处理、设施巡检、基建模拟分析、农田大数据监测等等领域。传统的测绘方式设备昂贵流程复杂，智能应用少。大疆智图的发布极大改善了这些问题：从地理位置信息数据获取、处理、应用等各个环节着手，协助客户通过无人机更便捷地采集有价值信息，并对信息进行数据化存档，让使用者轻松定制全方位解决方案，提高精细化程度，加快业务交付。DJI 大疆行业应用帮助企业应用无人机技术革新工作方式，推动测绘行业向低成本、高质量、智能化和大众化的方向发展。未来，越来越多的行业将受益于大疆智图带来的简单高效的航测服务。

2、Smart 3D

Smart 3D Capture是Acute3D公司的主打的具有突破传统摄影测量的软件产品。能够处理手机、单反相机、激光雷达等多种数据源的数据，处理的模型效果在当今所有三维软件中也是名列前茅。现在 Acute3D公司已经被Bentley公司收购，从而实现了摄影测量、3D扫描、CAD建模技术的融合使用。

Smart 3D 软件主要由Master（主控制台）、Engine（任务启动引擎）、Viewer（三维模型展示）等组成。处理数据时要注意，主控制台加载照片完成后，一定要打开Engine软件，才能开始数据处理。

图1 Smart3D软件

这款软件的建模优势有四点。第一，快速，简单，全自动。前期输入需要处理的照片，设置好参数后便可完成空三加密，三维建模重建，DOM,DSM生成等工作。第二，三维模型效果逼真。下图就是smart3D建模的效果，照片数量350张，拍摄仪器精灵4pro。第三，支持多种三维数据格式。OSGB（Open Scene Graph Binary），Smart3D生成的三维模型格式，是由二进制存储的带有嵌入式链接纹理的数据（.jpg）；OBJ，国际通用的标准3D模型格式，大部分三维软件都支持这种格式的三维数据，最初是由Alias|Wavefront公司开发。第四，支持多种数据源，包括固定翼无人机、载人飞机、旋翼无人机甚至手机数据都可以进行建模运算。

图2 Smart3D建模效果图1图3 Smart3D建模效果图2

3、PIX4D

Pix4Dmapper是一款专门用做测绘的软件，从数据采集（pix4Dcapture）到DOM、DSM及三维模型生产都有涉及。但是三维效果相对于samrt3D来说还是有些差距，但DOM正射影像生成更胜一筹。Pix4Dmapper生成的DOM导出时是已经做好镶嵌的，因此省去了在GIS软件中做镶嵌的步骤（Smart3D生成的DOM需要在GIS软件中再做处理）。如果是用来做测绘工作，我推荐使用pix4D。Pix4D有移动端采集APP +Web端展示+云计算+本地端处理及展示，这是较为突出的特点。

图4 pix4D系列产品

下面展示一些我用pix4D生成的三维模型，其效果还有待提高。这组数据是用精灵4pro采集的42张正射照片，生成的三维点云及三维效果如下，由于只采集了一个正射角度，因此三维建模效果较差，有明显漏洞。但是由此软件生产的DOM效果还是非常理想的。如下图所示。

图5 pix4D三维点云生成图6 pix4D三维模型生成图7 pix4D正射镶嵌影像生成

下面这组是用精灵4pro采集的武汉某小区的数据，采集照片425张，生成效果如下。很清晰的看出，其建模效果还有很大的提高空间。

图8 pix4D三维建模效果

4、Photoscan

PhotoScan是由Agisoft LLC研发生产，是一款全自动生产三维模型的建模软件。我用这款软件较少，处理过少量的数据，把结果分项给大家，效果一目了然。这款软件操作简单，无特殊和难理解的参数需要设置，但是对于数据处理的容错率较低，易报错，三维效果还有待提高。这里使用的数据与smart3D中一样，精灵4pro采集，350张照片。

图9 PhotoScan三维建模效果图10 PhotoScan建模效果2