【倾斜航测系列教程】之一，理想展边距离计算

这两年在南方某地理信息大厂组建了一个航测部门，大规模使用倾斜航测法，来介入各地《农村房地一体确权发证工作》，简称“房地一体”。
      大疆想必也是发现了这里的商机，M300+赛尔五镜头，把倾斜航测应用提高到了一定的“经济技术适用度”，简化了对操作员的要求，提高了安全等级，降低了学习成本及设备成本。
      我也想认认真真的把倾斜航测的技术分享给大家，也许有其它公司在这方面做得好，但我觉得现在已经过了技术壁垒的阶段，可以公开分享这些技术信息了。一次性的把这些写出来，还是颇有挑战，所以我选择做个教程系列，一看大家需求，想不想看，二是在断断续续的分享，可以和大疆、赛尔或其它公司从高频使用者角度提一些我们的需求，改进这个行业应用。春节期间会在酒店完成前三讲，后面看工作间隙时间再定。
      以下教程我并不会从零开始讲述，原理、方式、硬软件组合等，会直接介入一线使用者常会用到的一些计算，容易出错的点。
      以下教程内容已经、正在或将会使用在个人的论文里，这是首次公开发表，授权大疆论坛不受限制的展示，但其它个人或组织使用以下内容，请标明来处。

河源龙川扶贫项目.jpg

第一讲，理想展边距离的计算

首先讲一下为什么要展边，怎么定义展边。
      我们在做2D正射的时候，是没有“展边”这个概念的，目标测区和飞行区域一样大就可以了，如果要做全要素地形图，要向外多做20米的时候，我们会命名为“扩边”，扩边其实是目标测区变大了，还是要求你飞行的时候按测区飞行就可以了。“展边”的概念是在倾斜摄影里才出现的。
      因为你在倾斜摄影里，因为你镜头是倾斜的，如果你想看到目标测区的外边，你要向外飞一段距离才能看到，你飞到目标测区边缘正上方是看不到目标测区边最边缘的“外边”的，特别是目标是建筑或高层建筑的时候。
      这个你要向外飞的距离，就是“展边”。

然后，这个展边距离我们为什么要计算
      倾斜航测中，展边和重叠率计算加上飞行参数设置的目标，是在满足模型精度的要求下，拍尽量少的照片。这样执行效率更高，镜头快门成本低，模型处理运算压力小，原片存储压力小，更经济。（请记住这句话，这是一切倾斜模型计算的前提）
      我们当然可以不计算，大大咧咧的向外飞，“飞大一点就是了嘛”，这个当然不行，多飞会导致更多的航片，更多的飞行时间，更大的运算压力。
      那我们飞小一点呢？很显然，这样会导致模型边缘的精细程度受影响，“拉花”，模糊，扭曲，失面。       在超小面积的目标测区中，很多人会飞行面积过小，导致模型边缘细节差，在大的目标测区中，很多人会忘记测区大小，按习惯性比例展边，导致测区过大，浪费很多飞行时间。
      这就涉及到我们的展边计算，准确的展边，可以在不影响效果的情况下提高很多效率。

再者就是我们的已知条件，
      首先，我们会能得知到镜头的“最大可视角”，如果得不到，也可以通过镜头的焦段转换出来，这步转换我就不细说了，比方说，我们拿到手的御2pro，最大可视角77度。这个镜头角度是照片长边的可视角度，由于我们是向前飞，还要换算出镜头短边的角度，也就是前后方向上镜头的角度。幻灯片82.jpg

然后，我们会得知镜头角度，镜头角度是指镜头中心所指的方向和水平方向的夹角，一般的五镜头都是-45度，但我们在面对不同测区环境的时候，会出现-30到-60的调整，当然是能调整的镜头才可以。举个比较极端的例子，云南的农房，因为雨水多的关系，门前不论是柱廊还是檐廊，长度都比北方长，想拍到门前的墙面，就要-30较平镜头，广州深圳的“握手楼”，楼间距小，楼层高，底层和上层结构不同，想拍到底下尽量多细节，就要使用到-60度较陡镜头。
有了这两个角度，我们就能得出展边的距离和飞行高度（受环境和分辨率要求限制）的关系。
幻灯片91.jpg

      这里都是初中几何的基本知识，并没有什么难度，只是愿意不愿意回到那个痛苦的年代而已。
      这里我们能看到，大疆的工程师在做DJI polit的时候，把展边限制为最大不能超过飞行高度的距离，结合45度的镜头角度，可以判断，他们把OG2,也就是镜头中线能看到的位置作为展边合适的位置，在实际测绘里，这个距离是不足的，L=OG3才是最理想的展边距离，能看到檐下更低角度，更多细节，更少拉花。

      当然，这是理想距离的计算，当镜头越平的时候，这个理想展边距离越大，直到无穷远（御2如果是-27度就顶边就可以平视了），所以在OG2和OG3之间选择一个较合适的点是比例实际的展边距离。
      给大家一个我们使用的比较多的换算距离给大家做参考，-45度五镜头，展边距离=高度*1.3，-35度镜头，展边距离=高度*1.6，总之是超过polit的1：1就是了。那大家使用polit的时候设置不了那么大的展边怎么边，只能手动“扩边”来实现了，目标测区边缘有待测主体的话，就要向外手动扩大测区的办法来实现。
      当然，大疆工程师开放这个距离调整上限更好啦……

海阔天空任尔飞

学习了。

晴空下的纸飞机

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雪候鸟

赞一个！专业的内容，我需要慢慢吸收

汤辰俊尚

像同行学习！