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倾斜摄影技术在三维城市建模中的作用

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2018-11-05


倾斜摄影测量技术是近年来国际测绘领域发展起来的一项新技术,在现代生产中起到很大的作用,它改变了以往航空测最过程中遥感摄影只能从垂直角度拍摄画面的局限性,通过在同一台飞行器上搭载多台传感器,同时从垂直、前视、左视、右视与后视五个不同角度或者更多个角度进行数据的收集,可快速、高效地荻得丰富的数据资源,真实客观地反映所拍摄对象的情况,满足对三维信息获取的需求,从而给用户营造真实的视觉体验。

 

目前,在日常生产生活中被广泛使用,倾斜摄影技术具有几个方面的优势:

 

1.高分辨率

倾斜摄影平台搭载于低空飞行器,可获取厘米级高分辨率的垂直和倾斜影像。

 

2.获取丰富的地物文理信息

倾斜摄影从多个不同的角度采集影像,能够获取地物侧面更加真实丰富的文理信息,弥补了正射影像只能获取地物顶面文理的不足。

 

3.高效自动化的三维模型生产

通过垂直与倾斜影像的全自动联合空三加密,无需人工干预,即可全自动化纹理映射,并构建三维模型。

 

4.逼真的三维空间场景

通过影像构建的真实三维场景,不仅拥有准确地物地理位置坐标信息,并且可精细地表达地物的细节特征,包括突出的屋顶和外墙,以及地形地貌等精细特征。

 

倾斜摄影测量技术在三维数字模型建模中的应用

 

1. IMAGIS三维城市建模的过程

1步,提取数据

按照地图比例尺1:2000的比例,提取城市每一个景观地面的高程、高度、平面信息、底面边界特征等信息,然后筛选出其中有用的数据信息,并将这些采集到的信息进行保存,通过计算机系统将这些信息转化成为DXF文件。

 

2步,建立景观模型

有关人员根据采集到的信息,按照城市的土建信息、城市规划图等进行匹配,将Map info等数据信息导入,并用tab形式将数据信息保存,然后用程序拓扑处理景观数据,将其中能够匹配的数据信息保存,最后用MIF格式保存下来,便于后期IMAGIS软件的分析和应用。之后再进行景观拉伸,这个过程需要有关人员将数据信息导入到IMAGIS软件中,然后在对这些景观进行拉伸,这样就可以提取景观高程、顶部数据信息,将顶部信息拉伸到地面的DEM中,建立一个底面不存在的半封闭式五面体。

 

3步,建立地形模型

三维地形模型通过倾斜摄影测量获得了底面信息,而有关人员将底面信息与半封闭五面体叠加在一起就获得了一个地形模型。在IMAGIS三维模型中,必须要匹配的影像资料作为底面纹理,并将其叠加映射DOM中。


倾斜航空摄影.png 

 

2. 采集纹理和粘贴纹理信息

1)纹理采集方式

第一,现场摄影。在构建三维模型的过程中,其主要的信息就是地物,同时地物也是城市建筑、交通等重要信息。这些地物侧面纹理信息,通过数码相机在现场拍照获得,然后通过数字地形图或者城市规划设计图中获得平面坐标信息;此外,其还可以用专业的测量高度仪器获得。第二,航天航空遥感设备。地面纹理数据信息和地物高程信息可以通过航天航空摄影技术获得,比如无人机倾斜摄影测量技术。无人机倾斜摄影测量系统由飞行控制系统、传输系统、地面设备、地面监控系统等构成。在无人机拍摄之前,根据所测需要地物,设定无人机飞行的航线、航高,无人机按照规划的航线拍摄,然后将拍摄的数据信息进行整理,拍摄数据是否符合测量要求,如果不符合再次飞行测量。

 

 

2)粘贴纹理信息

三维数字模型建立以后,这些纹理信息并没有存在模型上,还无法真实地反映出城市三维特征,所以需要将纹理信息粘贴到建筑物的顶面或者墙壁。纹理信息要粘贴到三维模型的各个层面上,一些比较大的三维模型无法用一张照片覆盖,则需要照用分块摄影的方式处理,将其划分为多个照片,然后通过PS软件进行拼接、编辑。

 

目前,无人机倾斜摄影技术能大规模生成三维建模,可广泛应用于各类三维数字城市、智慧城市、智慧旅游等应用,从而使城市、景点的规划从二维发展到三维,改变了传统的测绘作业方式,大幅度提升测绘行业的作业效率。大量更多、更好、更丰富、更精确的城市三维模型产品和服务的不断涌现,必将为我国更有效率的应用土地资源、优化国土空间、建设美丽中国而增砖添瓦。

 

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