倾斜摄影对世界文化遗产的信息留存保护作用

无人机贴近摄影测量技术可以获取鼓浪屿全面而清晰准确的影像数据，并通过计算机视觉技术生成三维模型，因而能够实现鼓浪屿全岛的数字化留档，为范围广大的文化遗产社区提供了便于展示、管理、保护、修复的宝贵信息。

一．项目背景

2023年8月17日，受上游业主委托，我司对鼓浪屿全岛开展测绘工作，要求交付的三维建筑模型可架设至鼓浪屿空地融合技术的全岛数据模型。

鼓浪屿，位于福建省厦门市思明区鼓浪屿街道，与厦门岛隔海相望。岛上海礁嶙峋，岸线迤逦，山峦叠翠，峰岩跌宕，近代以来各时期历史建筑栉麟节比。代表景点有：日光岩、菽庄花园、皓月园、毓园、鼓浪石、鼓浪屿钢琴博物馆、郑成功纪念馆。2017年7月8日，“鼓浪屿：国际历史社区”被列入世界遗产名录，成为中国第52项世界遗产项目。

成果要求：格式为OSGB的模型文件，且模型精度要求2cm，重点建筑和街道需要深化修模，重点关注檐下空间和街道立面和地面人影。

二．项目难点

【外业采集】

本次采集对象鼓浪屿全岛面积1.88平方公里，由于业主对成果模型的结构精确程度以及纹理精细度要求都较高，因而拍摄工作量远大于一般的倾斜摄影项目，需要分多批次轮流上岛，并根据试生成模型的重大缺陷进行补充拍摄，还要避免因不同时段拍摄光照变化导致的整体色差。

【内业修模】

由于生成的倾斜模型数据量庞大，模型的纹理精度要求较高，拍摄过程中无法避免行人车辆等，因此修模要有主次顺序，并在不影响视觉效果的前提下压缩模型体量。

三．采集使用设备及数据处理软件

设备：

DJI Mavic 3E无人机

MATRICE 350 RTK

禅思P1智能倾斜摄像航测相机

软件：大疆智图    天际航DPModeler     OSGBlab

四．整体作业方案

航线规划——飞行拍摄——倾斜建模——内业修模——数据处理

工期：外业 40天 内业60天

人员：外业 6名  内业 4 名

①航线规划

使用图新地球划定大致范围，导出KML

②拍摄过程

工期：外业 40天  人员：外业 6名  

倾斜拍摄以2~3人为一组，轮流到岛上进行拍摄作业，尽量选择多云天气，避免生成模型光影分界过于明显。拍摄飞行架次上，先以MATRICE 350无人机在100m高度对全岛进行整体倾斜拍摄，接着将全岛划分为0.05平方公里的区块，由M3E无人机在35m高度进行倾斜拍摄，同时对精细度有特殊要求的地标建筑场所等采用贴近摄影以及手持摄影进行补拍。

③倾斜建模

本次倾斜摄影建模使用软件为大疆智图 DJI Terra。由于拍摄面积广，要求精度高，所得照片数据量达到2T，难以一次性生成全岛模型，故将全岛分为五块面积大致均等的区块，拍摄与倾斜建模同步进行，并且根据前一步生成模型的缺陷检查布置补拍计划。大疆智图在倾斜建模过程中生成OSGB+OBJ的模型，并划分为60m×60m的单块。

④内业修模

修模使用的软件以DP Modeler为主。在导入OSGB+OBJ的模型创建工程文件后，可对每个单块进行模型修饰。修饰的范围主要包括行人、车辆、纹理拉花及明显的结构变形。

【倾斜摄影修模对比】

      【人影修饰】 

【窗户修饰】

【店面修饰】

⑤数据处理

修饰后的模型数据格式是OBJ，需用通过OSGBLab转换成OSGB格式，并在三维工厂3DMAKER里进行数据压缩。

五．项目成果 

成果清单

①OSGB格式三维实景模型：总计 150G

②航拍原始照片:总计 2T

方案总结

本次倾斜摄影项目提高了专业技术人员利用无人机设备对大范围具有历史文化意义的地域进行精细拍摄的组织及技术能力，通过修模及压缩数据，使得倾斜摄影的模型加载性能及视觉效果更好。

通过此次鼓浪屿项目，进一步验证了倾斜摄影建模修模技术对于文化遗产保护的作用，所得的数据可用于历史风貌留存、地理信息测绘乃至于虚拟空间漫游等，具有多层次的意义