谭瑞丹 卫坚
武汉大势智慧科技有限公司 湖北 武汉 430200
摘要：当前我国社会经济的发展以及城市化进程的推进都呈现出逐渐加快的趋势，在这样的背景下，我国城市建设的规模也越来越大。为了能够保证城市发展的健康稳定，城市规划方面便也有了更严格的要求，传统老套的方式手段很显然已经跟不上时代发展的步伐。本文主要对倾斜摄影的实景三维在城市规划当中的应用进行分析和探讨。
关键词：倾斜摄影；实景三维；城市规划；应用
引言：
实景三维是在遥感摄影测绘、大数据以及云计算等一些技术发展的基础上而衍生出来的新型的地理空间数据，它的优势主要表现在有着很真实的效果、展示效果特别强以及测量的精准度特别高，能够很大程度将真实世界的面貌逼真地还原出来，从一定程度上来说，实景三维是人们对自然地理环境认知的主要表现。当下我国城市化建设的速度在逐渐加快，已经开始突破了地面的局限性，开始向地下以及空中延伸。为了能够充分满足当下生活条件下人们对生活各方面的要求，传统的规划技术显然已经落后，而实景三维建模技术，能够实现软件的自动化，很大程度促进了三维建模的效率，大大减少了生产过程中所需要花费的时间，进而节约了投入的成本。当前实景三维已经在相关的领域当中被广泛地应用。
1 倾斜摄影测量介绍
在实景三维建模技术手段当中，倾斜摄影是其中的重要组成部分。无人机倾斜摄影测量技术主要是在无人机上搭载一个垂直的摄影相机以及四个倾斜摄影相机，这样在摄影的过程中便能够获得多个角度的影像，在航摄的过程当中能够有效地记录航高、曝光时间以及相机曝光点等一些外方位元素，还能够获得影像的空间位置以及瞬时姿态方面的一些信息，再根据所获得的建筑物高分辨率纹理来做好后续的数据处理工作，进而能够得到真实度非常高的三维模型。通过倾斜摄影而获得的影像不但能够非常真实地反应出地物、地貌以及建筑物的实际情况，同时也能够会的建筑物纹理方面的信息以及相关的地理属性，给用户带来一个非常直观的体验，仿佛身临其境。倾斜摄影测量的优势主要表现在：能够获得多个方向的影像、有着较高的精准度、可以实现单张影像的量测、能够批量进行量取和贴纹理、能够快捷地实现网络的发布。
2 实景三维建模的关键技术
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实景三维可以说是现实世界当中的数字孪生，它的特点主要表现在实体化、三维化以及可视化。基于倾斜摄影测量技术的实景三维建模关键技术主要包括区域网联合平差、多视影像匹配、DSM生成以及纹理映射。
2.1 多视影像联合平差
通过倾斜摄影而获得的影像除了有正摄影像之外，同时也包含四个方向的侧视影像，空中三角测量处理倾斜影像的效率比较低，所以，在实际的多视影像联合平差当中，还需要考虑到倾斜影像所引起的几何变形问题以及遮挡问题。充分结合倾斜影像时POS系统所提供的多视影像的外方位元素，应用构建从粗到细的金字塔匹配手段，对每一级的影像进行同名点自动匹配提取，接着应用自由网光束法平差，便能够得到有效的同名点匹配效果。再加入控制点坐标等一些相关的数据和信息，进而建立出多视影像间的区域网平差方程，再经过联合解算之后，能够有效地提高平差结果的精度。
2.2 多视影像匹配
在传统的方法手段当中，通常是应用单独的匹配基元以及匹配策略，以这样的方式来高效率地找到同名点是有很大的难度的，所获得的同名点缺乏精度和可靠性。倾斜摄影能够以多个角度和多个方向来完成拍摄工作，因此影像的覆盖范围是非常广阔的，并且有着很高的分辨率，能够实现在同一时间获得一个地物的多种角度的影像，在进行多视影像匹配时，通过对以上信息的有效利用，采取密集匹配模型来高效率地获得多视影像同名点坐标，达到同名点自动匹配的目的，从而得到地物的三维信息。在计算机视觉技术快速发展的形势下，多基元以及多视影像匹配一定是未来发展的主要趋势。
2.3 DSM生成
通过对空中三角测量以及联合区域网平差来计算出各影像的外方位元素，从而采用合适的多视影像匹配单元来开展逐像素与特征的密集匹配，进而生成高密度点云，利用点云构网能够生成高密度DSM。
2.4 纹理映射
为了能够有效地保证三维模型纹理信息的真实性，就需要开展纹理映射。纹理映射主要就是建立二维纹理空间和三维模型空间一一对应的关系。再经过空中三角测量之后，便能够解算出各个影像的准确的外方位元素，接着来确定出影的空间位置，建立出相应的二维影像空间点和其对应模型空间点相互的对应关系。通过OBJ模型文件能够有效地确定出三维模型空间点和二维纹理空间点相互对应的关系。把影像空间点的像素值和纹理空间点结合起来，接着再从二维纹理空间点映射到三维模型空间点。
3.实景三维在城市规划当中的应用
传统的对于城市规划的方式主要由二维图纸来完成，这样的方式缺少对空间的充分分析，因此规划效果不是很好。而实景三维是现实世界当中的数字孪生，利用实景三维模型便能够更加直观和立体地表现出规划区域范围内以及周围的自然环境和人工建筑，相关的规划工作人员不需要到现场便能够开展规划设计，通过对相关软件的利用还可以开展模拟分析，保证城市规划的合理性。在实际当中，实景三维在城市规划中的功能主要有以下几个部分。
3.1 空间量测
实景三维模型当中是含有三维坐标的，能够利用点取模型上的点来开展空间测量工作，比如建筑物各个方面的尺寸测量或者是建筑物的占地面积。
3.2 环境协调性分析
在实际的城市规划过程当中，可以对规划建筑物和周边环境以及建筑物的纹理风格进行模拟分析，促进区域风格的协调和一致，使人们的感官上更加舒适。
3.3 日照分析
建筑物内部的自然采光和自然采暖方面的一些因素，日照分析就是对建筑物各方面进行充分的考虑，比如其高度、间距以及容积率满足相关的规范标准，最大限度使建筑物自然光照不受到影响，比如遮挡以及光污染方面的情况，使建筑物能够在一年四季当中都可以实现自然采光和自然采暖，使建筑物内部的光亮和温度能够得到有效的保证，能够将太阳能充分地利用起来，节省建筑物对能源的耗费。日照分析的主要内容有遮挡、窗洞以及单点等。
3.4 通视性分析
要保证建筑物的视野足够开阔，这样便会给用户带来一个好的体验，利用实景三维来逐步地对建筑物群的高度以及位置进行合理地调整，保证建筑物之间的视野以及空间的开阔性得到保证，还需要注意对土地资源的充分利用，使建筑物的通透性以及土地资源能够被充分地利用起来。
结束语：
城市的规划对于城市未来发展的方向以及布局有着非常重要的影响。在进行实际的城市规划开展之前，需要对所设计出的规划方案进行充分地对比和分析，结合当下城市发展的趋势以及环境的状况，来选择最合适的规划方案。通过对实景三维模型的应用能够实现规划设计方案在虚拟的环境下开展模拟分析评价，对规划方案进行相应的修改与调整，使规划方案能够满足当下的时代发展，以此来促进城市的发展。
参考文献：
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