摄影测量能产出什么,之后怎么用
摄影测量把重叠的照片变成可量测的三维数据。处理本身已经是一个成熟、工具齐备的环节;真正决定一次测量是有用还是躺在硬盘里的,是最后落地的那几个文件。本文讲清一次摄影测量作业产出什么、这些成果与 LiDAR 有何不同、精度由什么决定,以及后续工作拿它们做什么。
产出的是数据,不是结论
摄影测量在重叠影像之间匹配同名特征,反算每张照片的相机位置,再由此重建地面上数百万个点的位置。它交还给您的是一组数据集,每一种各有所长。
清楚哪一种成果回答哪一类问题,可以省去后面大量时间——现场的多数混乱,都来自拿错了对照的那一层。
| 成果 | 是什么 | 用来做什么 |
|---|---|---|
| 点云 | 由重叠影像匹配出的数百万个三维点,通常带有取自影像本身的颜色 | 量测、区分地面与地物,以及构建表面 |
| DSM | 穿过相机所见一切顶部的格网表面:地面、料堆、建筑、植被 | 料堆与构筑物的体积、通视分析,以及生成正射影像的基础 |
| DTM | 从 DSM 中移除地物与植被之后的裸地表面 | 土方、挖填方、场地平整、排水与等高线 |
| 正射影像 | 经地形与相机倾斜纠正后的影像,每个像素都落在真实地图位置上 | 数字化地物、出图,以及为表面提供可判读的底图 |
| 三维模型(Mesh) | 在点云之上构建、并用影像贴图的三角网外壳 | 更多用于展示与巡检,而不是量测 |
摄影测量与 LiDAR:同类成果,不同来路
两者最终都得到点云与表面,因此在后续处理中大体可以互换。区别在于取得的方式,而这决定了哪一种更适合某个场地。
摄影测量从影像中读取场景,因此需要纹理和光线:均质表面——新雪、静水、平整的砂面——无法给匹配算法提供可锁定的特征;相机看不到树冠之下的地面,它也就测不到。作为交换,它顺带给出真实色彩与正射影像,设备成本也相对低。
LiDAR 用自身发射的脉冲测距,因此夜间可用、不依赖纹理,并且——由于脉冲可以穿过枝叶间隙抵达地面并单独返回——能够恢复植被之下的裸地。代价是成本更高,且自身不携带颜色。
精度在飞行之前就已决定
等您拿到成果时,精度其实大部分已经定下了。地面采样距离(GSD)决定影像能分辨的最细节;重叠度决定每个点被多少张照片看到,重叠不足会表现为噪声或空洞;像控则把整个区块绑定到真实坐标系上,没有像控,一次测量可以内部自洽,却整体偏离真实位置数米。
当同一场地的两次测量对不上时,这一点很有用:先核对像控与坐标系,再去质疑体积。
工作从处理结束的地方开始
产出成果只是一个环节;场地真正据以结算的工作,全都发生在这之后。对照设计或早期测量的体积、横断面与工程量表、等高线、坡度与水文分析、两期之间的变化、供 CAD 使用的图纸——所有这些运行在表面与点云之上,而不是原始照片之上。
这些工作也并不关心数据是怎么采集来的。来自摄影测量的 DSM 与来自 LiDAR 的 DSM,分析方式完全相同——这正是采集方式与分析工具应当分开决策的原因。
常见问题
一次摄影测量作业到底产出什么?
一份由匹配点构成的点云、一层穿过相机所见一切顶部的 DSM、通常还有移除地物与植被之后的 DTM、一幅每个像素都落在真实地图位置上的正射影像,以及常见的带贴图三维模型。它们各自回答不同的问题,所以第一步是挑对成果。
摄影测量与 LiDAR 有什么区别?
两者最终都得到点云与表面。摄影测量由重叠照片重建,因此需要纹理和光线,也看不到树冠之下的地面,但它用较低成本的设备顺带给出真实色彩与正射影像。LiDAR 用自身脉冲测距,夜间可用、不依赖纹理,并能穿过枝叶间隙恢复裸地,代价是成本更高且自身不带颜色。
为什么 DSM 不等于 DTM?
DSM 是穿过相机所见一切顶部的表面——地面加上建筑、植被与设备;DTM 是移除这些地物之后的裸地表面。土方、挖填方与等高线应当贴合地面,因此需要 DTM;料堆与构筑物的体积则在 DSM 上量测。
摄影测量的精度由什么决定?
主要由飞行之前的选择决定:地面采样距离决定影像能分辨的最细节,重叠度决定每个点被多少张照片看到(重叠不足会表现为噪声或空洞),像控把区块绑定到真实坐标系。没有像控,一次测量可以内部自洽,却整体偏离真实位置数米。
参考来源
在 STREAM 中处理摄影测量成果
原生 Windows · 完全离线 · 免费测试版