摘要：使用航空影像以及地面攝影對建筑物特征線進(jìn)行自動提取。這種方法獲取速度最快，成熟的DEM數(shù)據(jù)及DOM數(shù)據(jù)生產(chǎn)技術(shù)路線能快速重建三維場景中的地形數(shù)據(jù)，同時在立體環(huán)境下，能快速準(zhǔn)確獲取建筑物等三維模型數(shù)據(jù)的位置，形狀及高度信息，真實(shí)展現(xiàn)城市風(fēng)貌。

關(guān)鍵詞：航測;數(shù)字城市;三維建模

引言：三維模型由于其在城市規(guī)劃、地籍管理、旅游、交通及環(huán)境仿真等領(lǐng)域顯示出了巨大的潛力，已成為眾多領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。三維模型是以三維的手法進(jìn)行建模，模擬出一個三維的建筑場景效果。規(guī)劃者可以模擬在數(shù)字場景中任意游走馳騁、飛行縮放，達(dá)到一種惟妙惟肖、變化多姿的動態(tài)視覺效果。利用數(shù)碼航攝儀進(jìn)行數(shù)字航空攝影，獲取以滿足大比例尺成圖要求的影像資料;以測區(qū)已有的控制點(diǎn)為依據(jù)、進(jìn)行像片控制測量;空三加密獲取內(nèi)業(yè)測圖所需要的方位元素和加密點(diǎn)坐標(biāo);數(shù)據(jù)采集按內(nèi)業(yè)立體模型定位采集，應(yīng)保證數(shù)據(jù)的完整性、正確性，不應(yīng)斷缺、遺漏、移位。此類采集數(shù)據(jù)經(jīng)過外業(yè)人員現(xiàn)場定性定位調(diào)繪，內(nèi)業(yè)縮檐，房屋矯正及加注樓層信息和新增建筑物尺寸編輯等。獲得精確的三維DLG數(shù)據(jù)。

虛擬三維數(shù)字實(shí)際上就是三維景觀的可視化，它易于解譯，這是具有大地坐標(biāo)的三維景觀，能確定對象間的空間關(guān)系，在事件發(fā)生前模擬或者預(yù)演，更易于決策，不需要到實(shí)地去就可以到真實(shí)的環(huán)境中瀏覽?；诤綔y的數(shù)字城市建模主要有兩類：一是基于機(jī)載攝影測量系統(tǒng)。它是通過立體像對來實(shí)現(xiàn)測區(qū)三維景觀的真實(shí)重現(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)是可快速重建測區(qū)范圍內(nèi)所有建筑三維模型、地形地貌三維景觀。二是基于近景攝影測量三維建模技術(shù)。該技術(shù)從三維信息獲取的速度、可靠性及靈活性上來說，能夠滿足絕大多數(shù)的實(shí)際需求。但是，其效果在很大程度上依賴于三維建模算法的設(shè)計，而且算法大都比較復(fù)雜，需要較多的計算資源。

在目前的虛擬三維現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，三維建?；径际遣捎肈EM和DOM疊加獲得三維模型，主要是由于DEM和DOM獲取方法的不同而有所區(qū)別，對于大面積的區(qū)域，如果要求精度不高，我們可以采用衛(wèi)星遙感影像和通過立體采集的DEM;而對于精度要求較高的區(qū)域，需采用攝影測量的方法獲取DEM和DOM，該方法生成的產(chǎn)品精度高，但成本也較高;隨著激光雷達(dá)技術(shù)（Lidar）和高分辨率衛(wèi)星影像的出現(xiàn)，我們可以直接利用Lidar直接獲取DEM，該方法是一種新型的獲取三維模型的方法，它通過發(fā)射大量的激光束，得到模型表面的“點(diǎn)云”，再使用專門的軟件由“點(diǎn)云”生成三維模型，該方法簡單、測量速度快，且具有實(shí)時處理能力，在獲取DEM的同時，我們可以同步獲取影像圖，該方法是目前最快也是精度最高的獲取DEM和DOM的方法，但使用LIDAR的費(fèi)用也是最高的，適合于對精度要求非常的項目的建模，主要還是城市等地物相對密集區(qū)，不適合采用常規(guī)方法進(jìn)行測量。隨著高分辨率傳感器的出現(xiàn)，通過QuickBird、WorldView Ⅰ、WorldView Ⅱ等衛(wèi)星獲取高分辨率的影像以及立體像對，也能滿足1：5000比例尺的要求。隨著測繪新技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，建模方法也會越來越多，對不同的需求，應(yīng)采用不同的建模方法。

一般通過地形測量和航空攝影測量分別獲取地物的各點(diǎn)、線、面的平面和高度空間坐標(biāo)，再利用航測的立體像對采集地物的高度和頂部結(jié)構(gòu)，結(jié)合實(shí)地采集紋理，采用建模平臺生產(chǎn)模型。一般量測實(shí)景三維精度一般在分米級，具有技術(shù)成熟、精度較高、成本較高、儀器設(shè)備可與常規(guī)測量工程共用等特點(diǎn)，是目前“數(shù)字城市”地理空間框架建設(shè)三維建模部分用得較多的方式.通過地形測量或大分辨率影像獲取地物的平面空間位置，通過樓層數(shù)結(jié)合推斷的層高估算建筑等地物高度，再根據(jù)實(shí)地采集的照片修改地物的細(xì)部結(jié)構(gòu)和高度，形成位置、大小、高度相對正確的模型成果。分析應(yīng)用展示三維的精度一般為米級，有技術(shù)要求不高，建模效率高，成本適中的特點(diǎn)，現(xiàn)多用在部分源數(shù)據(jù)缺乏，投入有限，主要用于展示、一般分析、搜索、定位的“數(shù)字城市”建設(shè)項目中，為政府和民眾提供較完整，較真實(shí)，能跑動，直觀的數(shù)據(jù)參考.找準(zhǔn)不同城市的三維模型生產(chǎn)的精度定位，首先要根據(jù)開展三維模型建設(shè)城市的自身情況，從用處、用法、經(jīng)費(fèi)、數(shù)據(jù)基礎(chǔ)、后期升級幾方面進(jìn)行調(diào)研和評估，再結(jié)合軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)等條件，完成精度的分析和定位，再根據(jù)精度定位制定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和工作方案.

通過全數(shù)字航測工作站對三維實(shí)景立體模型進(jìn)一步編輯，能夠得到每一景立體模型的衍生數(shù)字化成果產(chǎn)品：數(shù)字高程地表模型（DEM）、數(shù)字正攝影像（DOM）。航測人員將每一景立體模型的數(shù)字高程地表模型、數(shù)字正攝影像進(jìn)行分幅拼接，獲得架空輸電線路全線的大場景數(shù)字高程地表模型、數(shù)字正攝影像圖數(shù)據(jù)。將二者配準(zhǔn)、疊加，最終創(chuàng)建線路全線大場景立體實(shí)景模型。

基于全數(shù)字航測工作站的三維線路實(shí)景漫游平臺，將大場景立體模型于線路全線坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行疊合，產(chǎn)生三維實(shí)景架空線路漫游模型。在三維實(shí)景架空線路漫游模型中，線路上的各個鐵塔被建模，以實(shí)物的形象架設(shè)在大場景地理模型上。設(shè)計人員可以通過調(diào)整視線角度、視角高度等參數(shù)，360°地觀看每個鐵搭在三維實(shí)景環(huán)境中的真實(shí)架設(shè)情況。此外，三維線路實(shí)景漫游平臺提供線路實(shí)景漫游功能。通過設(shè)置漫游的飛行高度和相機(jī)視線角度，漫游平臺會自動按線路路徑逐塔位的漫游飛行，使線路設(shè)計人員對全線路的塔桿整體排位、架設(shè)情況進(jìn)行一次可視化、近距離的實(shí)景觀看。三維實(shí)景漫游功能將線路設(shè)計成果由二維的平面圖紙變?yōu)榱巳S的實(shí)景觀看，使得設(shè)計成果更為直觀具體。設(shè)計人員結(jié)合三維漫游中的實(shí)景觀看情況，可以對線路的最終設(shè)計成果進(jìn)行整體的感知。如遇到與設(shè)計初衷不一致的塔桿塔位，可以進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)部改線微調(diào)。

外業(yè)調(diào)繪對地形圖的精度和屬性有著最直接的關(guān)系，調(diào)繪人員持初編圖到實(shí)地按規(guī)范、圖示、技術(shù)設(shè)計書的要求，對圖上地物逐一定性，對攝影后新增地物進(jìn)行補(bǔ)測，其中包括對電信及相關(guān)設(shè)施的調(diào)查，其設(shè)施的定位可采用GPS，定位或全站儀定位。另一部分包括對地名、小區(qū)名稱、單位名稱、道路名稱、河流名稱及流向、管線性質(zhì)及輸送方向、境界歸屬、獨(dú)立地物、的判定、植被種類的區(qū)分等加以補(bǔ)調(diào)。房檐的改正時關(guān)系到整圖精度的一項硬指標(biāo)，因采集時所測房屋的外輪廓，所以要求調(diào)繪人員對每一房屋的房檐都要到實(shí)地量測，確保地物的平面精度符合規(guī)范要求。利用立體采集的三維數(shù)據(jù)及外業(yè)調(diào)繪的資料，根據(jù)技術(shù)設(shè)計書要求進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)地形圖的處理工作，包括對各個要素相對關(guān)系的處理，對外業(yè)調(diào)繪各項數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯處理，對各種屬性的參加，數(shù)據(jù)分層，線型編碼，線條接縫，數(shù)據(jù)接邊等項工作的處理，在整個地形圖編輯過程中。地物編輯時一項相當(dāng)重要的一個環(huán)節(jié)，要處理好各地物間要素的點(diǎn)、面、線關(guān)系，面狀要素要封閉（如房屋、湖泊、水庫等），線狀要素要連續(xù)（如鐵路、河流），線狀要素要相交（如相同屬性或不同屬性），端點(diǎn)要嚴(yán)格相交到同一點(diǎn)，不能懸掛。

總結(jié)：基于航測的數(shù)字城市三維建模是以立體測量三維建模為主要工作內(nèi)容，建模要求模型結(jié)構(gòu)完整、平面和高程精度高、重點(diǎn)道路和市中心區(qū)域模型效果精美。最終建模成果可配置于三維地理信息平臺上，用于展示及輔助決策，未來成果的應(yīng)用將延伸到地下管線、數(shù)字城管、規(guī)劃等，初步構(gòu)建以三維仿真為技術(shù)基石，城市綜合管理為目標(biāo)的數(shù)字虛擬城市。

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