傾斜攝影技術在三維城市建模中的作用

發(fā)布日期：2018-11-05 00:00 瀏覽量：10171

傾斜攝影測量技術是近年來國際測繪領域發(fā)展起來的一項新技術，在現(xiàn)代生產(chǎn)中起到很大的作用，它改變了以往航空測最過程中遙感攝影只能從垂直角度拍攝畫面的局限性，通過在同一臺飛行器上搭載多臺傳感器，同時從垂直、前視、左視、右視與后視五個不同角度或者更多個角度進行數(shù)據(jù)的收集，可快速、高效地荻得豐富的數(shù)據(jù)資源，真實客觀地反映所拍攝對象的情況，滿足對三維信息獲取的需求，從而給用戶營造真實的視覺體驗。

目前，在日常生產(chǎn)生活中被廣泛使用，傾斜攝影技術具有幾個方面的優(yōu)勢：

1.高分辨率

傾斜攝影平臺搭載于低空飛行器，可獲取厘米級高分辨率的垂直和傾斜影像。

2.獲取豐富的地物文理信息

傾斜攝影從多個不同的角度采集影像，能夠獲取地物側面更加真實豐富的文理信息，彌補了正射影像只能獲取地物頂面文理的不足。

3.高效自動化的三維模型生產(chǎn)

通過垂直與傾斜影像的全自動聯(lián)合空三加密，無需人工干預，即可全自動化紋理映射，并構建三維模型。

4.逼真的三維空間場景

通過影像構建的真實三維場景，不僅擁有準確地物地理位置坐標信息，并且可精細地表達地物的細節(jié)特征，包括突出的屋頂和外墻，以及地形地貌等精細特征。

傾斜攝影測量技術在三維數(shù)字模型建模中的應用

1. IMAGIS三維城市建模的過程

第1步，提取數(shù)據(jù)

按照地圖比例尺1：2000的比例，提取城市每一個景觀地面的高程、高度、平面信息、底面邊界特征等信息，然后篩選出其中有用的數(shù)據(jù)信息，并將這些采集到的信息進行保存，通過計算機系統(tǒng)將這些信息轉化成為DXF文件。

第2步，建立景觀模型

有關人員根據(jù)采集到的信息，按照城市的土建信息、城市規(guī)劃圖等進行匹配，將Map info等數(shù)據(jù)信息導入，并用tab形式將數(shù)據(jù)信息保存，然后用程序拓撲處理景觀數(shù)據(jù)，將其中能夠匹配的數(shù)據(jù)信息保存，最后用MIF格式保存下來，便于后期IMAGIS軟件的分析和應用。之后再進行景觀拉伸，這個過程需要有關人員將數(shù)據(jù)信息導入到IMAGIS軟件中，然后在對這些景觀進行拉伸，這樣就可以提取景觀高程、頂部數(shù)據(jù)信息，將頂部信息拉伸到地面的DEM中，建立一個底面不存在的半封閉式五面體。

第3步，建立地形模型

三維地形模型通過傾斜攝影測量獲得了底面信息，而有關人員將底面信息與半封閉五面體疊加在一起就獲得了一個地形模型。在IMAGIS三維模型中，必須要匹配的影像資料作為底面紋理，并將其疊加映射DOM中。

傾斜航空攝影.png

2. 采集紋理和粘貼紋理信息

（1）紋理采集方式

第一，現(xiàn)場攝影。在構建三維模型的過程中，其主要的信息就是地物，同時地物也是城市建筑、交通等重要信息。這些地物側面紋理信息，通過數(shù)碼相機在現(xiàn)場拍照獲得，然后通過數(shù)字地形圖或者城市規(guī)劃設計圖中獲得平面坐標信息；此外，其還可以用專業(yè)的測量高度儀器獲得。第二，航天航空遙感設備。地面紋理數(shù)據(jù)信息和地物高程信息可以通過航天航空攝影技術獲得，比如無人機傾斜攝影測量技術。無人機傾斜攝影測量系統(tǒng)由飛行控制系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、地面設備、地面監(jiān)控系統(tǒng)等構成。在無人機拍攝之前，根據(jù)所測需要地物，設定無人機飛行的航線、航高，無人機按照規(guī)劃的航線拍攝，然后將拍攝的數(shù)據(jù)信息進行整理，拍攝數(shù)據(jù)是否符合測量要求，如果不符合再次飛行測量。

（2）粘貼紋理信息

三維數(shù)字模型建立以后，這些紋理信息并沒有存在模型上，還無法真實地反映出城市三維特征，所以需要將紋理信息粘貼到建筑物的頂面或者墻壁。紋理信息要粘貼到三維模型的各個層面上，一些比較大的三維模型無法用一張照片覆蓋，則需要照用分塊攝影的方式處理，將其劃分為多個照片，然后通過PS軟件進行拼接、編輯。

目前，無人機傾斜攝影技術能大規(guī)模生成三維建模，可廣泛應用于各類三維數(shù)字城市、智慧城市、智慧旅游等應用，從而使城市、景點的規(guī)劃從二維發(fā)展到三維，改變了傳統(tǒng)的測繪作業(yè)方式，大幅度提升測繪行業(yè)的作業(yè)效率。大量更多、更好、更豐富、更精確的城市三維模型產(chǎn)品和服務的不斷涌現(xiàn)，必將為我國更有效率的應用土地資源、優(yōu)化國土空間、建設美麗中國而增磚添瓦。