基于倾斜摄影测量的数字城市三维建模技术研究

发表时间:2019/12/18   来源:《基层建设》2019年第26期   作者:李丽
[导读] 摘要:倾斜摄影测量技术是测量技术的一种,我国测量技术在快速发展的过程中,所研发出来的倾斜摄影测量技术也更加先进。
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        摘要:倾斜摄影测量技术是测量技术的一种,我国测量技术在快速发展的过程中,所研发出来的倾斜摄影测量技术也更加先进。在数字城市三维建模中应用倾斜摄影测量技术,可显著提升三维建模的效率。本文主要研究了在三维建模中采用Contextcapture软件对数字化城市建模进行研究,发现三维建模技术被应用在数字化城市建模中,可将城市多角度、全方位的进行展示,便于为城市规划提供全面有价值的资料,推动城市化建设的发展。
        关键词:倾斜摄影测量技术;数字城市;三维建模技术;Contextcapture软件
        数字城市是科学技术快速发展下的产物。三维建模技术被应用在数字城市上,可为城市规划、交通管理等提供有价值的资料数据,对推动城市化的发展起到了重要的作用。在数字化城市的建设中采用三维建模技术可带给人们全新的视觉体验。以下就是本文基于倾斜摄影测量技术下对数字城市三维建模技术的有关研究[1]。
        1倾斜摄影测量技术下数字城市三维建模流程
        倾斜摄影测量技术基础之下的三维建模流程如下:第一,完善建模前的准备工作,充分搜集与建模有关的各种资料,并保障所收集资料和数据的准确性和真实性。第二,制定飞行计划,进行像控点布设和航飞,第三,选用与三维建模技术对应的软件,比如Contextcapture、Mirauge3D等进行空三加密。第四,以上工作完成后,要对其进行全面的检查,保障各个环节准确无误后,再进行实景三维模型制作。第五,生成的实景三维模型根据外业采集照片,对其进行编辑和贴图处理,并将处理后的成果上传至平台[2]。
        2数字城市三维建模技术的发展情况
        数字化城市三维建模的方法根据所采用城市建模技术和表现形式的特点,可以将三维建模方法分为三种。第一种为模拟建模,第二种为半模拟建模,第三种为测量建模。其中测量建模是倾斜摄影测量技术基础上的数字化城市三维建模。倾斜摄影测量方法的实现是测量建模下数字城市三维建模生产技术的主要方案。倾斜摄影测量的拍摄是在无人机飞行速度较快且航摄仪拍摄角度不同的情况下,要想确保地物侧面纹理信息的全面性是较为困难的。因此地物的顶面纹理信息和空间位置信息是普通航空摄影测量技术主要获取的信息类型,而侧面纹理信息则会有所缺失,要想获得侧面纹理信息则需要借助实地摄影方法。正是由于摄影数据获取的方法和地物获取信息时间的不一样,才导致数字城市三维建模技术具有成本高、工艺复杂、工作强度较大以及模型生产效果不确定等问题[3]。以上问题也是我国现阶段数字城市三维建模技术需要突破的难点。
        3倾斜摄影测量技术下数字城市三维建模技术的应用情况
        3.1倾斜摄影测量技术下数字城市三维建模技术应用的案例分析
        本次研究的案例为长汀(原中央苏区)智能运营中心PPP项目,项目建模面积为30km2。采用成都睿铂DG3,5镜头倾斜摄影相机于2019年5月对该三维数字城市建模项目进行测量,本次测量共有彩色航空像片大约72万张还有对应的POS数据。

本次航飞中无人机飞行的平均高度为107m,像片航向重叠度为75%-85%,旁向重叠度为70%-80%;倾斜摄影地面分辨率需优于0.05m。使用Contextcapture软件对航飞完的数据进行解算,并生成实景模型,并在DP Modeler中修整和人工干预处理的建模数据,由此三维数字城市模型产品被成生产出来[4]。
        3.2数字城市三维建模技术的设计方案
        本次研究的三维建模项目,为了获取多方位高分辨率的影响数据采用了成都睿铂DG3相机,并借助Contextcapture和DP Modeler软件中的图像匹配技术和三维场景运算功能实景真三维重构了本次研究区域地面的景物,本次三维建模技术的设计方案与预期的设计目标是相一致的,值得被借鉴参考[4]。
        3.3数字城市三维建模技术的具体应用方法
        本次对在倾斜摄影测量技术之下的数字城市三维建模技术具体的应用方法做如下分析。第一,借助航测无人机载多角度摄影系统可以完成航空摄影,且航空摄影是全方位多角度的,依靠该系统可以清楚的拍摄下项目区域内的任何建筑,明显将POS数据获取和原始数据的有效性和真实性提升。第二,检验场布设的过程中可以使用POS系统,该系统可以校验数据,并对其进行修正。检验场布设的同时也要获取将当地卫星定位综合服务系统中的数据,并借助POS系统对获取到的数据进行处理解算,该方法下每张航片下的方位元素都是较为准确的。第三,对一系列的数据和计算公式进行处理,为了获取每张航测航片精确的方位元素可以借助空中三角测量,这样可将精确度较高的信息和数据提供给后期的数字三维城市模型。第四,为了全方位分析匹配空中三角测量加密成果、倾斜摄影测量数据,可以借助影像密集点云技术,该技术下可以获得实景数字表面模型数据。第五,借助增强处理后的影像数据,构建起初级三维数字城市模型。第六,采用第三方编辑软件修补初级三维数字城市模型,并确保处理的精细化,之后在导入的模型结构中构建出新的三维数字城市模型,该城市模型的构成要素较全面。第七,检查验收以上环节,并形成元数据文件,此时可以输出数据,将数据上交[5]。
        4结语
        综上所述,本次借助案例的形式对倾斜摄影测量技术下的城市三维建模技术进行研究,按照既定的建模流程,可促使形成的三维数字模型和场景具有逼真性、复杂性以及形象性的特点,基于倾斜摄影测量技术下的数字城市三维建模技术相比于其他技术有较强的可视性,且耗费的时间较短,便于操作,与现代化生产的标准要求相适应,可以满足现代化和规模化生产的要求,因此可以被大力推广应用。
        参考文献:
        [1]陈加楼.基于航测的数字城市三维建模技术研究[J].建筑工程技术与设计,2019,(1):335.
        [2]刘昱.基于航测的数字城市三维建模技术研究[J].工程建设与设计,2018,(18):251-252.
        [3]甘迎娟,周伟杰.基于航测的数字城市三维建模技术[J].地球,2013,(10):131-131,130.
        [4]吴逸超.基于无人机航测和三维建模技术的城市储备用地调查研究[D].江西:江西财经大学,2017.
        [5]张岩.基于UAV的城市三维建模[D].山东:山东科技大学,2013.
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