近年來，無人機廣泛應用于航空攝影測量中，結合攝影測量軟件系統和人機交互操作能夠快速形成4D產品成果，其中數字正射影像圖字面意思很容易理解，拍攝的是影像，生產的成果也是影像，但是很多用戶不能理解為什么拍攝的影像可以生產地形圖，特別是高程信息怎么通過照片就能得到呢？為什么拍攝的平面照片可以形成立體模型？為什么航測成圖要用立體采集？本期就給大家簡單介紹一下立體測圖的原理。立體測圖的基本原理就是投影過程的幾何反轉。我們可以這樣理解，無人機航空拍攝影像的過程是把現實中三維地形轉變成二維的相片，通過攝影測量軟件系統內業再把二維的相片恢復成立體的模型，在立體模型上對其觀測進行采集數據繪制圖形的過程就是立體測圖。
在這個過程里面需要用到外業飛行航拍的原始相片，這些相片是按照要求的重疊度去拍照，以及飛行過程中記錄的相片姿態定位信息數據文件，還需要用到攝影測量軟件系統進行內業空中三角測量，最重要的是需要作業人員佩戴3D眼鏡，通過對計算機處理過的影像進行分光觀察，然后對腦海中形成立體感覺的模型進行采集數據。所以人眼的立體視覺是立體測圖的基礎。
佩戴3D眼鏡，人造立體視覺
讓我們做一個小實驗：左右手各拿一支圓珠筆，兩手平伸，筆尖慢慢地靠攏，可以發現很容易地將兩支筆尖對準；如果閉上一只眼試試，可就不怎么容易了。這是為什么呢？當我們的兩眼注視一個物體時，物體分別在左右眼的視網膜上形成兩個圖像，但由于左右眼有一定的間隔，左眼可以看到圖像的略偏左側，右眼可以看到圖像的略偏右側，因此兩個圖像并不完全相同，不能完全重合。這樣視覺圖像傳入大腦，經過大腦的合成、判別，使物體產生了空間的深度感，有了立體感，這就是立體視覺，雙眼視差即立體視覺的關鍵所在。有的朋友會說單眼也有立體視覺，那是因為人的視覺系統非常高級，單眼也會自然的進行主動調焦，通過眼睛的適應性調節協助大腦形成立體感。我們把雙眼比做一臺照相機兩個位置觀察，分別閉上左眼和右眼看眼前的景物，在眼前放上可投影的膠片，這樣好比得到兩張有重疊度的照片，這個過程就好比無人機掛載照相機按照一定的重疊度多次拍照，這樣的投影平面照片再通過人眼佩戴分光鏡，在一定的視差范圍內左眼觀察左照片，右眼觀察右照片，就會形成人造的立體視覺。
雙目照相機
有了這樣的立體感覺就有了高低起伏的山脈，樓宇，樹木，土地等等空間信息，接下來就是理解怎么和實際的正確的空間位置匹配進行測圖了。我們把兩張這樣有重疊度連續相關的照片叫做立體像對，經過攝影測量軟件系統對這樣的立體像對進行內定向，相對定向，絕對定向等一系列操作，得到與真實的空間位置和尺度相匹配的立體像對，這樣就構建好正確的立體模型空間，接下來在攝影測量軟件系統中觀察立體模型，使用鼠標或者是手輪和腳盤可以快速的采集需要的點，線，面要素，最終形成符合要求的地形圖。航測生產的立體像對，重疊區域可以構建視覺立體模型，進行立體測圖。
立體測圖的方法經歷了模擬，解析，數字攝影測量時代，已然是非常成熟的測圖技術，借助于航空像片的立體觀察，使觀察者在了解攝影地區地面景物時如親臨其境，尤如乘飛機對地面進行實地觀察。相比于目前裸眼3D測圖技術，立測有如下優勢，無需耗費時間建立三維模型，測圖速度快，模型空間非常清晰不存在模糊和拉花現象，能夠增強解譯效果，對于只要DLG成果和用于規劃使用的大比例尺的地形圖，立體測圖的方式相對好用。當然立體測圖也有天生的缺點，比如作業員有弱視，斜視，眼疾等欠缺立體視覺者無法使用立體測圖；還有就是遮蔽區域如房檐等無法進行三維旋轉觀測，遮蔽區域還需根據實際情況調繪和補測。
