倾斜摄影当中模型精度和测绘当中的分辨率/比例尺是怎么回事?

2020-11-19 22:42:16  作者:倾斜摄影与Smart3D(ContextCapture)教程

1序

倾斜摄影是最近比较火的一个话题,但也引出了一些问题,有些需要倾斜摄影数据的单位或者公司,想和已有数据做结合,对外提需求就是,能否做到1:500的精度?我们现在有很多1:500的线画图,dlg图,能否做到完美结合?

非专业航拍的或者很少接触过类似话题的就犯迷糊了,什么是1:500,不能直接告诉我你需要几厘米精度的模型么?

本文简单介绍一下这里的几个概念,希望能给在工作中遇到此方面疑惑的朋友一点帮助。

2 比例尺、分辨率、模型精度的概念

2.1 比例尺

概念:比例尺是表示图上一条线段的长度与地面相应线段的实际长度之比。

公式:比例尺=图上距离与实际距离的比。

表示方法:数值比例尺、图示比例尺和文字比例尺。

说明:(关于三维地图的比例尺和二维地图的比例尺的区别)

有不少刚接触GIS的朋友遇到了三维地图当中比例尺会变的问题,而对比例尺的概念产生了歧义,这里进行一下说明。

先放两张带比例尺的地图软件的截图

天地图在线地图网址:【http://map.tianditu.com/map/index.html

二维地图比例尺---天地图在线地图

LocaSpaceViewer官网链接【http://www.locaspace.cn/

三维地图比例尺--LocaSpaceViewer

可以看到或者直接测试一下,在二维地图下,只要不使用滚轮缩放地图级别,不论如何拖拽地图,比例尺都是不会发生变化的

在三维地图下,即使不使用滚轮缩放地图,也保持垂直视角的情况下拖拽地图,比例尺会一直在变,这是什么原因呢?

根据比例尺的概念,图上距离与实际距离的比,我们可以知道因为三维地图包含地形数据,所以拖拽过程当中如果地形有起伏,则当前地图距离视点会比较近,会自动加载高级别的地图,也就导致了地图级别发送变化,比例尺会对应的发生变化。而且三维地图没有绝对的级别概念,中间会有平滑缩放的过程,所以看起来会是逐渐变化。如果去掉地形,保持垂直视角,比例尺级别就不变了,也是这个道理。

另外如果在三维地图当中视角是倾斜的,我们能看到远方的地图,这时候因为三维地图的特效,视野之外的或者距离视点远的地方会自动加载低级别的地图,这时候虽然都在同一个屏幕内,但地图的比例尺却是完全不一样的。

2.2分辨率

分辨率有显示分辨率和地面分辨率一说,下属概念大多来自百度文库和百度百科,不一一注明出处了,请谅解

显示分辨率:显示分辨率(屏幕分辨率)是屏幕图像的精密度,是指显示器所能显示的像素有多少,由于屏幕上的点、线和面都是由像素组成的,显示器可显示的像素越多,画面就越精细,同样的屏幕区域内能显示的信息也越多,所以分辨率是个非常重要的性能指标之一。

描述分辨率的单位有:(dpi点每英寸)、lpi(线每英寸)和ppi(像素每英寸)。但只有lpi是描述光学分辨率的尺度的。虽然dpi和ppi也属于分辨率范畴内的单位,但是他们的含义与lpi不同。而且lpi与dpi无法换算,只能凭经验估算。

另外,ppi和dpi经常都会出现混用现象。但是他们所用的领域也存在区别。从技术角度说,“像素”只存在于电脑显示领域,而“点”只出现于打印或印刷领域。[1]

地图分辨率(地面分辨率)

参考【http://www.cnblogs.com/gispathfinder/p/6087566.html

地面分辨率是以一个像素(pixel)代表的地面尺寸(米)。以微软Bing Maps为例,当Level为1时,图片大小为512/*512(4个Tile),那么赤道空间分辨率为:赤道周长/512。其他纬度的空间分辨率则为 纬度圈长度/512,极端的北极则为0。Level为2时,赤道的空间分辨率为 赤道周长/1024,其他纬度为 纬度圈长度1024。很明显,Ground Resolution取决于两个参数,缩放级别Level和纬度latitude ,Level决定像素的多少,latitude决定地面距离的长短。

地面分辨率的公式为,单位:米/像素:

ground resolution = (cos(latitude / pi/180) / 2 / pi / 6378137 meters) / (256 /* 2level pixels)

2.3 模型精度

倾斜摄影当中,经常会说我的模型是几厘米精度的,我飞的数据是5cm精度的模型?这个5cm是如何衡量的呢?

倾斜摄影的模型精度一般是照片分辨率的三倍,就是根据照片生成的正射影像的地面分辨率的三倍,如果生成的正射影像的分辨率是2cm/像素,那模型精度基本就是5-10cm。

公式:倾斜摄影模型精度=同工程正射分辨率的三倍

3.比例尺/地图分辨率和模型精度的换算关系

知道了上述概念后就不难理清他们之间的关系了,本文做以下简单梳理:

1:500的比例尺,对应的地面分辨率是指地图上1m对应地表500m,

1米=39.370079英寸

按照正常的图像72dpi来算,一英寸包含72像素,那么1米包含39.370079/*72=2834.645688像素

得到对应关系为2834.645688对应地图上500m ,分辨率为:500/2834.645688=0.1763888877247222

1:500的比例尺对应的地面分辨率接近0.18米

以上内容均是工作当中根据接触到的软件及自己在公司的软件开发过程当中都的相关心得体会,对各个软件没有褒贬态度。

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