這就奇了怪了，明明有測繪裝備公司在大力宣傳無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，有國外BIM軟件公司頻繁展示實(shí)景建模的炫酷效果，可為什么又有不少人在嘗試之后發(fā)現(xiàn)自己“踩坑”了呢？是宣傳者在忽悠，還是使用者沒有掌握要領(lǐng)呢？這里的“坑”在哪里呢？以下作者結(jié)合相關(guān)調(diào)查和掌握的信息，嘗試進(jìn)行一些分析和討論。
圖3 無人機(jī)攜帶的攝影設(shè)備（多相機(jī)）
【坑1：無人機(jī)技術(shù)帶動了測繪技術(shù)升級和效率提升】很多人把無人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是消費(fèi)級無人機(jī)的普及，與傾斜攝影測量技術(shù)發(fā)展建立了聯(lián)系，想當(dāng)然地認(rèn)為：無人機(jī)技術(shù)發(fā)展必然帶動或促進(jìn)了測繪技術(shù)和效率顯著提升。事實(shí)上，只是大家想多了！追溯起來，航空傾斜攝影測量技術(shù)并不是什么新的技術(shù)方法，更不是由于無人機(jī)的普及才開始在工程測量應(yīng)用的。在過去20年期間，國內(nèi)各類公路、鐵路和大面積地形測繪項(xiàng)目中，就已經(jīng)普及化采用航空攝影測量方式和技術(shù)了。而且，為了進(jìn)一步提高攝影測量在高程方面的精度，還增加了激光雷達(dá)掃描（Lidar）。因此，傾斜攝影測量技術(shù)的廣泛應(yīng)用是早于無人機(jī)的，與無人機(jī)發(fā)展普及沒有多少關(guān)系。
圖4 人工交互式數(shù)據(jù)處理過程
與以往采用載人飛機(jī)實(shí)施的航空傾斜攝影測量方式比較，采用無人機(jī)方式的便利性主要體現(xiàn)在——航線申請和批復(fù)的時間周期方面。以往載人飛機(jī)航飛時，往往都需要較長時間的航線申請批復(fù)程序，而無人機(jī)由于飛行高度低，早期不需要專門申請航線，隨便飛行（但現(xiàn)在隨意飛行可能已經(jīng)涉嫌違法了）。有人說，采用無人機(jī)方式攝影時距離地面的高度更低，獲得成果精度自然更高了，事實(shí)未必如此。雖然在原理上，飛行高度越低，傾斜攝影的精度就越高，但事實(shí)情況是——載人航飛方式，可以搭載大型、專業(yè)的激光雷達(dá)設(shè)備，而激光掃描方式獲得的高程精度天然就比攝影解析方式高出一個量級。目前，對各級各類工程勘測設(shè)計(jì)任務(wù)，兩種方式均可達(dá)到1:500、1:2000等的精度要求。可是別忘了，由于無人機(jī)飛行高度低，一次拍攝的地面寬度就更窄了，這樣同一任務(wù)時所需要的往復(fù)飛行的次數(shù)是成倍增加的。還有，受到電池容量等的限制，常見多旋翼無人機(jī)一般只能持續(xù)飛行約15-20分鐘。這對于長距離、大面積的公路、鐵路等工程測繪任務(wù)，可以想象其功效必然是捉襟見肘。
圖5 機(jī)載激光雷達(dá)測量示意圖
【坑3：無人機(jī)一飛，數(shù)字地形圖等成果就有了】還有更重要的一個“坑”——由于專業(yè)局限和宣傳側(cè)重等原因，很多人誤以為：只要無人機(jī)飛過，三維數(shù)據(jù)和數(shù)字地形圖就可以自動生成了。錯啦！采用無人機(jī)方式，改變的只是搭載設(shè)備和飛機(jī)方式，并沒有改變傾斜攝影測量的根本原理和技術(shù)路線。通過對立體像對進(jìn)行解析（即空中三角測量）獲得地面高程、通過人工方式逐一采集地形特征線、地表構(gòu)造物輪廓等等的人工判識、手工編輯等的流程、工序，并沒有實(shí)質(zhì)性改變。而且，控制傾斜攝影測量精度所必須的——地面控制點(diǎn)，采用無人機(jī)方式仍然也是必須的，且必須人工現(xiàn)場布設(shè)。同時，對測量范圍內(nèi)現(xiàn)場踏勘、調(diào)查、補(bǔ)測等工作仍然是一樣不能缺少的。所以，對于一家工程設(shè)計(jì)單位而言，如果想自主打通無人機(jī)傾斜攝影測量和實(shí)景建模的工序，首先應(yīng)該做好籌建一個龐大的、熟悉相關(guān)專業(yè)軟件、掌握數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)的準(zhǔn)備。
圖6 實(shí)景建模數(shù)據(jù)處理過程
當(dāng)前，很多項(xiàng)目開展無人機(jī)傾斜攝影測量的另一目的，就是為工程實(shí)景建模提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。但是，結(jié)合上面的案例二和作者等團(tuán)隊(duì)的實(shí)際工程實(shí)踐，事情也遠(yuǎn)非宣傳和想象的那樣簡單。下面這段視頻，就是作者等團(tuán)隊(duì)在利用當(dāng)前比較前衛(wèi)的無人機(jī)裝備（MD-1000）采集數(shù)據(jù)，利用某專業(yè)軟件形成的某條既有高速公路的三維實(shí)景模型。從空中視角瀏覽時，效果還是蠻不錯的，高速公路及路域環(huán)境、周邊建筑等均一一展現(xiàn)，立體感很強(qiáng)。
視頻：實(shí)景建模的空中視角
但是，當(dāng)我們把瀏覽的視點(diǎn)高度再降低一些，落到地面附近或者駕駛員的高度時，看到的效果就截然不同了，甚至可以用“慘不忍睹”來形容了。懸空的樹木，殘缺的標(biāo)志.....請看看下面這段視頻，這是從低空視角瀏覽時的畫面。
視頻：實(shí)景建模的地面視角
看了這段地面視角的視頻，大家的反映必然是：“這也太爛了嘛！”是的，雖然采用相機(jī)分辨率不同，會對實(shí)景建模的效果有一定影響，但是總體情況都是：從空中視角確實(shí)不錯，但換個視角高度，效果就不忍直視了。而地面視角，才是工程設(shè)計(jì)和仿真分析時，值得重點(diǎn)關(guān)注的。畢竟，道路設(shè)施是為路上車輛和行人等服務(wù)的，不是為從空中飛機(jī)視角俯覽好看的。有人宣傳說：“用某專業(yè)軟件進(jìn)行實(shí)景建模是軟件自動完成的”，這話要說也是沒錯的。只是，自動生成的實(shí)景模型在地面視角下令人“不忍直視”。能提升實(shí)景模型的效果嗎？方法是有的，但只能通過大量的人工編輯、交互處理。下面這段視頻演示，就是通過一些軟件工具，對實(shí)景模型中的每一座房屋、設(shè)施，逐個單體化，然后再對每個模型的每個面，單獨(dú)進(jìn)行貼圖處理的過程和具體操作。
視頻：對實(shí)景模型進(jìn)行單體化處理的過程
有人或許會說：“不對呀！我在某某BIM軟件的宣傳中看到的效果要更好呀?!”其原因往往可能在于兩個方面，一是、人家只給你看的空中視角的瀏覽效果；二是、人家在背后花費(fèi)了大量的人力和時間，對模型進(jìn)行的二次加工編輯。而這些背后的工作，工作量往往不亞于完成一項(xiàng)工程設(shè)計(jì)任務(wù)了。很多人和作者團(tuán)隊(duì)一樣，一直希望把實(shí)景建模成果在工程設(shè)計(jì)中真正用起來，產(chǎn)生實(shí)際價(jià)值。但是，經(jīng)過很多折騰和嘗試之后，都發(fā)現(xiàn)“這玩意兒，確實(shí)‘中看不中用’！”到今天，大家在各種場合能看到的，仍然只是對工程實(shí)景建模成果展示、瀏覽，沒有看到直接利用實(shí)景模型開展工程設(shè)計(jì)，或把實(shí)景模型作為工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的應(yīng)用案例?；剡^頭來，大家才發(fā)現(xiàn)，或許這本來就是一條死胡同。眾所周知，在道路、鐵路等工程勘測設(shè)計(jì)中，必須基于“裸地表”進(jìn)行路線設(shè)計(jì)和工程量計(jì)算，必須調(diào)查、統(tǒng)計(jì)各類地表附著物（類型、屬性、數(shù)量等信息）以獲得工程拆遷數(shù)量......但由于不能區(qū)分地面、植被和地物，導(dǎo)致對工程設(shè)計(jì)而言，實(shí)景建模的成果甚至還抵不上一張數(shù)字地形圖的價(jià)值，除了空中視角地“瀏覽一下，展示一下”。而這恰恰由實(shí)景建模的原理和方法所決定的。雖然通過傾斜攝影測量技術(shù)，能夠得到地面、地物、設(shè)施等的點(diǎn)坐標(biāo)和高程信息，但計(jì)算機(jī)軟件仍然無法自動準(zhǔn)確判識哪些是地面、哪些是植被、哪些是房屋和構(gòu)筑物。可能有人問：“那么多工程管理企業(yè)都在玩無人機(jī)，難道他們都踩‘坑’了嗎？”結(jié)合近期一些研討會議，作者等了解到，工程管理企業(yè)對無人機(jī)的應(yīng)用主要集中在工程和線路巡檢等方面，這些應(yīng)用的側(cè)重點(diǎn)在于對無人機(jī)實(shí)時采集、同步傳輸視頻的應(yīng)用方面，與傾斜攝影等無關(guān)。
圖7 實(shí)景模型瀏覽效果截圖（地面視角）（建議放大瀏覽圖片質(zhì)量）
