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五分钟学GIS _ 倾斜摄影技术

本期五分钟学GIS我们来介绍倾斜摄影技术。

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什么是倾斜摄影技术

倾斜摄影技术是通过在飞行平台上搭载多台传感器，同时从一个垂直、四个侧视等不同角度采集影像。我们可以将它理解为一项进化了的摄影测量技术，它比传统的摄影测量多了四个倾斜拍摄角度，从而能够获取到更加丰富的侧面纹理等信息。

倾斜影像的采集

倾斜影像的采集主要分为两个过程，首先是设备准备，其次是设计航线和实拍。

设备准备： 倾斜影像采集的设备包括航空器和倾斜相机。航空器可以是有人飞机或无人机，有人飞机多用于特大面积倾斜摄影，如国产的运十二、运五，中等规模作业可用无人直升机，如七维航测无人直升机，小范围作业可用多旋翼无人机，如红鹏无人机、大疆无人机等。倾斜相机方面，大多数倾斜相机采用下视、前视、后视、左视和右视五个镜头来获取地物倾斜影像，比较常见的如徕卡RCD30倾斜相机、四维远见SWDC-5倾斜相机、红鹏微型倾斜相机等。

设计航线和实拍： 倾斜摄影的航线设计采用专用航线设计软件进行设计，其相对航高、地面分辨率及物理像元尺寸满足三角比例关系。设备组装就绪并规划好路线后，实施航拍，得到具有一定重叠度的多角度影像，倾斜影像采集部分就完成了。

倾斜模型生产

倾斜摄影获取的倾斜影像经过影像加工处理后可以进行模型生成。建模技术主要分为三类，他们分别是：

第一类倾斜摄影 + 机载激光扫描建模 ，即由倾斜摄影提供模型纹理、由机载雷达构建模型骨架，再通过适度的人工干预生产出倾斜摄影模型，常见输出的格式有.obj、.max等，目前具备这种建模工艺的数据厂商有：武汉华正、东方道迩及中科遥感等。

第二类倾斜摄影 + 人工干预建模 ，也是对倾斜摄影数据进行自动化建模，再通过修饰软件进行人工修饰。修饰的细节包括：模型的骨架变形、建筑物底部纹理的遮挡等。修饰后的模型成果不破坏自动化模型成果的结构。目前具有这种工艺的软件有天际航的DP-Modeler等。

第三类倾斜摄影自动化建模 ，只通过倾斜摄影获取的多视角影像来生产模型，即Mesh（三角网）模型。目前市场上的自动化建模软件包括街景工厂、Smart3DCapture、Altizure、PhotoScan、Pix4D、无限界等。这种模型输出的常见格式有osgb、dae、obj、s3c（Smart3D私有格式）、3mx(轻量级的开放格式)等。自动化建模的过程可以简单描述为：先经过几何校正、联合平差等一系列复杂的运算得到带有高程的稠密的点云数据，抽稀，然后构建一张连续的TIN三角网，最后把拍摄的高分影像贴到三角网上，最终得到倾斜摄影模型，如下图。

倾斜摄影建模技术有哪些优势？

传统三维建模通常使用3ds Max、AutoCAD等建模软件，基于影像数据、CAD平面图或者拍摄图片估算建筑物轮廓与高度等信息进行人工建模。这种方式制作出的模型数据外观表达美观，局部细节变形率低，但精度较低，纹理与实际效果偏差较大，并且生产过程需要大量的人工参与，制作周期较长。倾斜摄影技术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，并且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。

倾斜摄影模型与

倾斜摄影模型作为三维GIS数据的重要来源之一，越来越多地应用到三维GIS项目中。在智慧城市的管理体系、旅游、景区等行业应用中，倾斜摄影模型能让用户从多个角度观察地物，更加真实地反映地物的实际情况，弥补基于二维地图及传统虚拟三维模型应用的不足。

倾斜摄影模型通过单体化操作，可以实现与其他传统三维模型数据同样的GIS应用，如模拟建筑物拆除，满足规划行业应用；对建筑物进行高度、长度、面积、角度、坡度等的量测，应用于水利、能源开采等管理系统；在三维场景中能看到房屋侧面的紧急出口，倾斜模型上任意点之间可以进行准确量算，比如计算通视距离、设计制高点和狙击方案等，这些事发地周围的详细信息，在应急行动中关乎人员及财产的安全，有时甚至能起到决定性作用。

最后，我们以倾斜摄影模型应用案例来结束本期的内容，在我国地理信息产业今后的发展中，倾斜摄影技术无疑将扮演更加重要的角色！

胡中南：Web端GIS技术新进展 | (PPT+速记)

在GTC 2020『GIS基础软件新技术论坛』上，超图研究院副院长胡中南作《云原生GIS及Web端技术新进展》报告，他首先系统讲解了云原生GIS技术的三大新进展：微服务更微、可扩展，容器化部署更全、更易用，自动化编排适配更多平台等，介绍了这些技术如何支撑云南地质大数据等系统实现高可用、高并发、高弹性“三高”价值；也系统阐述了Web端GIS技术从基础库、组件库、模板库到WebApps的多层次结构及相关新进展，让GIS前端应用开发定制更快速便捷。

本文将分为云原生GIS（点击左侧蓝色文字可直接查看）与Web端GIS两大部分，现分享Web端GIS技术部分资料如下：

演讲PPT

上半部分主要讲云原生GIS技术如何助力GIS系统快速部署与运维。

接下来我为大家介绍Web端GIS技术。

以前大家可能认为SuperMap的Web端就是一个SuperMap iClient JavaScript，仅仅是将Leaflet等开源技术做一些封装集成、改进，和SuperMap服务器产品的REST API做了对接，其实这只是我们Web端技术栈的组成之一，也即图上所示的基础的iClient Libraries类库（L1）。

我们在上面还提供了iClient Components，就是所谓的WebGIS组件库（L2），适配了Vue框架和React框架。在这之上我们面向行业应用共性，基于组件库进一步封装，提供了Web模板库iClient Templates（L3），只需将数据、LOGO和图片等进行简单修改，就可以快速上线。我们还提供了可构建、可定制、可扩展的Web Apps，如MapDashboard和WebSite UI（L4），以及更偏向使用的一些Web Apps，用做制图、分析等（L5）。

由此可见，SuperMap GIS的Web端包括这五个层次的内容,已经不仅仅是SuperMap iClient JavaScript单个产品。

在SuperMap iClient JavaScript层面，我们也有新的增强与改进。

SuperMap iClient JavaScript 2020模块图。Web Libraries和 Web Components都有一些增强，新增加了Web Templates。

在此，我重点介绍一下组件和模板的新特性和新技术：组件技术就是把Libararies类库做进一步的封装，更少的代码做更快的开发，比如可以一行代码加一个Web Map组件，里面填一个服务地址和地图资源ID，就可以出一个地图了。欢迎大家在超图软件官网查看范例。

这是2019年我们提供的技术。今年我们新增了多款Vue组件，包括时间轴、卷帘地图等。地图、图表等都有新的增强和改进。

今年我们新增了多款Vue组件，包括时间轴、卷帘地图等。地图、图表等组件都有新的增强和改进。

这是我们做的全球新冠疫情图范例。使用组件技术做了封装，用户不用一行一行写代码，操作更方便、开发更快捷。

新的Web模板技术，可以让应用开发更便捷。直接提供多种行业应用模板，用户只需修改LOGO、配色，或删除不用的地方即可。

再上面就是大屏，可快速开发建站。

No Code无代码开发，可以快速建站，包括SuperMap iPortal门户首页、地图大屏App等，都可以进行拖拉式操作，不需要写代码就可以完成可视化定制。门户首页可以拖出来，Web应用可以用大屏拖出来。

地图大屏也做了一些增强。

以前做了大屏只能看，不能互动，不能点，点了以后也不能操作。现在能看、能点、能互动。有了交互更好用。

包括，我们对布局也做了优化，移动端可以自己修改布局。

包括超宽屏终端都可以适配，这是一个项目的照片。

另外一个定制就是SuperMap iPortal站点定制和扩展增强。

从首页到登录页、管理页甚至各个Web Apps都支持定制和扩展。

从而实现No Code的可视化定制，同时做了一些新的组件和能力增强。

可以用这个特性快速搭建一个新的首页，从上面的菜单、左上角的LOGO，包括Banner、横幅各种内容都支持修改、增加和删除。甚至用户不懂开发都可以直接进行操作。此外，该布局是自适应的，在手机上同样可以观看。

这是2019年已有功能，今年我们做了新的增强。另外就是全代码定制。

你可以基于自己的技术直接写一个首页。不管是我们提供的组件，还是你自己写的组件，或是第三方组件都可以拿来使用。

包括我们的登录页和资源管理页都可以进行修改和定制。

此外，大屏本身也是可以扩展的。

包括数据上图。

数据洞察，都是可以修改和定制的。

可以加自己的图表、UI。

前面所提到的是定制开发，再上层就是直接使用的WebApp。

如果大家感兴趣，可以去我们官网：，或GTC网站：来观看新特性。

数据上图，制图能力更丰富。

可以在线打印Web地图。

简单回顾一下，我们讲到的两大部分技术：一个是云原生GIS技术，让GIS后台服务管理运维更高效，另一个是Web端GIS技术，让GIS前端应用开发定制更快速。一个是高效，一个是快速。

总的报告可以用两个图连起来，第一就是K8s部署结构图，通过它可以把云原生GIS技术一览无余，包括SuperMap iServer、SuperMap iPortal、SuperMap iManager之间的关系、用了什么技术等都可以看到。

第二张图如上所示，我们在Web端的整体技术层次都可以看到，从SuperMap iClient Libraries类库，到组件、模板，到大屏、Site UI定制、扩展，以及WebApps等等。

以上就是我的报告，谢谢大家。

GIS的技术基础

GIS为各种涉及空间数据分析的学科提供了新的技术方法，而每个相关学科都提供了一些构成GIS的技术与方法。

首先，地图是记录地球表面信息的一种形式，从历史发展来看，GIS脱胎于地图，而计算机制图技术更是为地图特征的数字表示、操作和显示提供了成套方法，为GIS的图形输出设计等提供了理论支持。同时，地图还是目前GIS的基础数据源，但地图强调的是数据分析、符号化与显示，地理信息系统更注重空间分析。

其次，数据库也是GIS的技术基础之一。数据库管理系统主要用于存储、管理和查询各类数据，并尽可能具备一些简单的统计分析功能，这是现代地理信息系统不可缺少的重要组成部分。

第三，遥感作为空间数据的采集手段，成为GIS的重要信息源与数据更新途径。遥感（RS）图像处理系统包含复杂的解析函数，并有许多方法用于信息的增强与分类；大地测量为GIS提供了精确定位的控制信息，尤其是全球定位系统（GPS），可快速、廉价地获取地表特征的数字位置信息；航空拍摄及其精确测量方法的应用使得摄影测量成为GIS主要的地形数据来源。总之，遥感是GIS的重要数据源与更新手段。

第四，计算机科学的发展对GIS起着关键性的影响。按照国际通行的定义，GIS软件的开发和使用基本属于计算机应用理论与方法在加入空间位置要素后的自然延伸，始于计算机出现不久，在最近10～15年，计算机不仅在容量与速度方面都有了质的飞跃，而且随着多媒体、网络、数据库、软件工程、电子技术等的飞速发展，GIS的发展也在突飞猛进（黄杏元，2004a，2004b，2004c）。几乎每一次计算机技术的重要进展都带动地理信息系统技术的重大进步，如空间数据的管理、网络GIS、三维GIS等技术，每一步的重要发展都与计算机信息技术的进展有关。计算机辅助设计提供了数据输入、显示与表达的软件与方法；计算机图形学是现代地理信息系统的基础之一，它提供了图形处理、显示的软硬件及其技术方法；网络的普及使地理信息系统已成为许多机构必备的工作系统，尤其是政府决策部门在一定程度上由于受地理信息系统影响而改变了现有机构的运行方式、设置与工作计划等；人工智能的发展也给地理信息系统的技术进步带来了积极的影响（周成虎，1995）。

简而言之，地理信息系统就是能够输入、存储、管理并处理分析地理空间数据的计算机系统。它随计算机技术发展应运而生，是信息系统技术发展到高级阶段的产物。