【摘 要】隨著我國經(jīng)濟的不斷快速發(fā)展，城市建設進程不斷加快，城市空間的管理已經(jīng)不再滿足于一維、二維的單一模式，而是開始采用三維模式。通過建立三維城市建模，可以對城市的空間信息進行綜合的管理和服務，才能更好的滿足城市快速發(fā)展的需要。在三維城市建模中，建筑墻面紋理的快速獲取至關重要，它直接關乎到城市建模的施工質(zhì)量。本文主要從三維城市建模中的建筑墻面紋理的快速獲取方式進行探究。

【關鍵詞】三維城市建模 建筑墻面紋理 快速獲取

隨著城市建設進程的加快，三維城市建模逐漸占據(jù)主要地位。在三維城市建模中最重要的是如何快速獲取建筑墻面的紋理?，F(xiàn)有的建筑墻面紋理獲取存在效率低下，人工勞動強度不高等問題。為了加快建筑墻面紋理的獲取速度，相關單位對快速獲取方式進行探究，并將計算機視覺、攝影測量以及GIS應用于其中。建筑紋理的數(shù)據(jù)獲取分為兩個部分，一個是屋頂面紋理的數(shù)據(jù)獲取，另一個是建筑墻面紋理的獲取，我們這里所要講的是墻面紋理的獲取。對墻面紋理的獲取主要通過地面攝影以及人工后續(xù)處理的方式進行。這類獲取方法需要耗費大量的時間，而且操作起來比較復雜。影像三維重建方式的出現(xiàn)改變了這一難題，為墻面紋理數(shù)據(jù)的獲取提供了更有有效地方式。下面我們就對影像三維重建方式進行介紹。

一、三維建模紋理的采集方法

首先是實地攝影。城市三維建模的重點是以建筑物為主，其中還包含了與人類社會生活相關的一些交通房屋建筑等要素，這些要素是構成城市三維建模的主要內(nèi)容。對城市三維建模紋理數(shù)據(jù)的收集就是對這些因素紋理數(shù)據(jù)的收集。通常采用的收集方式是數(shù)碼相機的實地拍攝。通過實地拍攝能夠最為真切的了解城市三維建模中的建筑墻面紋理數(shù)據(jù)，同時通過后期的人工整理也能夠得到最為科學的數(shù)據(jù)。在進行實地拍攝之后，相關人員可以將數(shù)據(jù)標志在平面坐標之中，然后通過計算得出建筑的高度信息。在實地拍攝過程中，除了采用數(shù)碼相機拍攝之外，還可以采用專業(yè)測高儀器進行測量。無論哪種測量方式都必須要保證測量數(shù)據(jù)的準確性。

其次是航空航天遙感測量。目前三維城市建模中的建筑墻面紋理數(shù)據(jù)信息獲取的主要方式就是通過航空航天遙感測量。這種測量方式所依賴的是航空攝影影像技術，該技術能夠測量出地面高程信息和紋理數(shù)據(jù)。航空航天遙感測量依靠的是衛(wèi)星遙感，隨著科學技術的不斷創(chuàng)新與進步，現(xiàn)代衛(wèi)星的遙感技術很高，高分辨率，高精度和低費用。這些特點使得航空航天遙感測量技術逐漸成為三維城市建模中建筑墻面紋理快速獲取的主要方式之一，隨著科技的進一步創(chuàng)新，該技術會在三維城市建模中的作用越來越大。

再者是激光掃描測量。隨著激光技術的發(fā)展，該技術在社會中的各個領域應用的越來越廣泛，尤其是三維激光掃描儀在工程領域的成功應用。該技術的成功應用引起了三維城市建模相關人員的關注，通過預實驗發(fā)現(xiàn)，激光掃描技術能夠應用于三維城市建模中的建筑墻面紋理的快速獲取。具體而言，通過激光掃描測距原理，能夠瞬間得到空間三維坐標值和空間點云數(shù)據(jù)。通過對這兩個方面的獲得，可以快速的建立起一個結構復雜，不規(guī)則的三維場景。激光掃描測量咋應用過程中既省事又省力，該技術與其他測量技術的搭配使用，大大提高了測量數(shù)據(jù)的準確性。

然后是車載移動測繪系統(tǒng)。車載移動測繪系統(tǒng)是一個包含傳感器在內(nèi)的多個技術相互結合而成的綜合系統(tǒng)。該系統(tǒng)涵蓋了很多的傳感器，這些傳感器之間的配合使得該系統(tǒng)在運行過程中能夠對墻面紋理數(shù)據(jù)進行準確的測繪，同時也能夠通過測繪能夠自然建立起一個科學的三維坐標圖像。例如，相對定位傳感器的應用，使得測繪范圍更加廣泛，其中涉及視頻攝像機和數(shù)字攝像機以及激光測距儀雷達等設備，這些設備的使用大大提高了測繪的范圍和測繪數(shù)字的準確性。

最后是航空傾斜攝像。航空傾斜攝像的出現(xiàn)，使得航空攝像范圍更加廣泛。傳統(tǒng)的正攝像只能夠從垂直的角度進行拍攝，傾斜攝像可以從傾斜的角度進行拍攝，從這個角度考慮，該技術的出現(xiàn)完善了航空攝像。這二者之間的配合使得測繪人員能夠測量出更為豐富的影像信息，大大擴展了遙感影像的應用領域?？梢哉f，航空傾斜攝像的引進和應用，開辟了遙感攝像應用的新領域，提高了我國三維城市建模建筑墻面紋理的測繪速度。

二、建筑墻面紋理重建的方式

在三維城市建模中的建筑墻面紋理快速獲取過程中，因為容易受到各方面因素的影響，所以可能會造成測量數(shù)據(jù)結果存在一定的誤差?；诖耍覀儗ㄖγ婕y理的重建方式進行介紹。

首先是建筑幾何模型的邊界表示。采用合適的建筑幾何模型對建筑墻面紋理進行測繪至關重要。相關人員在進行建筑墻面紋理測繪時，可以采用邊界表示法建立幾何測繪模型。所謂邊界表示法是一種常見的三維矢量數(shù)據(jù)模型，通過描述實體的邊界來表示一個實體。上面我們分析了獲取建筑墻面紋理數(shù)據(jù)的一些方法，獲取這些數(shù)據(jù)之后最重要的工作就是對這些數(shù)據(jù)進行分析和整理。采用邊界表示法可以準確的建立起一個三維模型，進而幫助相關人員進行數(shù)據(jù)的分析。

其次是從“粗”到“細”的建筑輪廓線影像配準過程。三維城市建模中的建筑墻面紋理的幾何模型監(jiān)理過程中，存在從“粗”到“細”的兩種建筑輪廓線影像配準過程?？茖W合理的選擇這兩種配準方式，有利于紋理數(shù)據(jù)的進一步分析。根絕這兩種配準方式的不同，相關人員要結合實際情況選擇合理的配準方式。

三、總結

影像三維重建方法的出現(xiàn)解決了建筑墻面紋理數(shù)據(jù)快速獲取的難題，規(guī)避了傳統(tǒng)獲取方式耗時耗力的問題，為城市建筑更好更快的建設提供了科學的方法。隨著我國經(jīng)濟的不斷快速發(fā)展以及城市人口的不斷增加，如何更好地建設城市是相關單位應當考慮的重點問題。傳統(tǒng)的二維建筑城市的方式已經(jīng)滿足不了時代發(fā)展的潮流，所以必須采用三維城市建模。而其中最為重要的就是建筑墻面紋理數(shù)據(jù)的快速獲取。本文主要講解了快速獲取的方式，希望對讀者了解三維城市建模有所幫助。

參考文獻：

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作者簡介：

劉靜，女，1977年8月—，籍貫：四川成都，講師本科，研究方向：圖形圖像。